Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Katedra elektrotechniky a automatizace Technická fakulta, ČZU v Praze Miloslav Linda Michal Růžička Vladislav Bezouška Roboty a manipulátory Pohony RaM.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Katedra elektrotechniky a automatizace Technická fakulta, ČZU v Praze Miloslav Linda Michal Růžička Vladislav Bezouška Roboty a manipulátory Pohony RaM."— Transkript prezentace:

1 Katedra elektrotechniky a automatizace Technická fakulta, ČZU v Praze Miloslav Linda Michal Růžička Vladislav Bezouška Roboty a manipulátory Pohony RaM I.

2 Pohony PRaM Funkcí pohonu manipulátoru i průmyslového robotu je přeměna vstupní - primární energie na mechanický pohyb. Pohon je tvořen motorem, který zprostředkovává tuto přeměnu, blokem pro ovládání energie do motoru a spojovacím blokem, který zprostředkovává vazbu mezi výstupem motoru a pohyblivou částí pohybové jednotky. Pohyb z výstupu motoru se na výstup pohybové jednotky přenáší buď přímo nebo přes transformační blok.

3 Motory robotů, požadavky plynulý rozběh a brzdění vysoká přesnost polohování dostatečná polohová tuhost minimální hmotnost minimální moment setrvačnosti vysoký měrný výkon minimální rozměry vhodné tvarové a prostorové uspořádání

4 Motory robotů, požadavky Plynulý rozběh a brzdění  bezpečnost držení přenášeného objektu  vyloučení kmitání pracovních hlavic kolem konečné polohy  při pohybu s rázy je nepříznivější namáhání konstrukce a dochází k jejímu rychlejšímu opotřebení  to se projevuje ve snížení spolehlivosti a životnosti zařízení.

5 Motory robotů, požadavky Vysoká přesnost polohování  Přesnost polohování pracovní hlavice je závislá vedle kinematické struktury a tuhosti její realizace na přesnosti ovládání pohonu a na způsobu registrace polohy 1. řízení pohybu bez zpětné vazby - otevřený systém 2. řízení pohybu se zpětnou vazbou - uzavřený systém

6 Motory robotů, požadavky Dostatečná polohová tuhost  Charakteristickou vlastností činnosti pohybových jednotek manipulátorů a robotů jsou přetržité vratné pohyby.  Od pohonu pohybové jednotky, která je v klidu, se požaduje udržení dosažené polohy i při působení vnějších sil do určité úrovně.  Polohovou tuhostí se potom rozumí schopnost pohonu udržet dosaženou polohu.

7 Motory robotů, požadavky Minimální hmotnost  Hmotnost pohonu ovlivňuje celkovou hmotnost pohybové jednotky.  U sériových koncepcí kinematických struktur, kdy pohony mohou být umístěny přímo v prostoru jednotlivých pohybových jednotek ovlivňuje hmotnost pohonů dynamické chování celé konstrukce manipulátoru nebo robotu.

8 Motory robotů, požadavky Minimální rozměry  Minimální rozměry pohonu souvisí jednak s předcházejícím požadavkem na minimální hmotnost a jednak s vytvořením předpokladů pro dosažení co nejlepších manipulačních vlastností.  V druhém případě jde o problém překrývání pracovního prostoru manipulátoru nebo robotu částmi jeho konstrukce.

9 Motory robotů, požadavky Vhodné prostorové uspořádání  Vhodné prostorové uspořádání pohonu ovlivňuje celkové uspořádání konstrukce manipulátoru nebo robotu a tím se podílí na pracovních možnostech celé konstrukce ve vztahu k úrovni schopností pro činnost v prostoru s překážkami apod.

10 Požadavky Příklad obvyklých parametrů  v = 5m/s  w = 3-8rad/s  J = kg/m2  m =0,5 až 5kgM = 70Nm  Přesnost poloh.= 0,01mm  Tuhost = 30000Nm/rad

11 Co se rozumí pod pojmem POHON ? OVLMotor Trnansform. blok SnímačeVedení Řízení Primární energie Funkční celek Různé varianty uspořádání M T S B

12 Základní rozdělení podle primární energie Mechanický Elektrický Hydraulický Pneumatický Kombinovaný

13 Základní rozdělení podle typu pohybu Rotační Přímočaré Kyvné

14 Druhy pohonů Současný stav:  1.Stejnosměrné motory  2.Trojfázové servomotory  3.Hydraulické – extremně těžké zátěže  4.Pneumatické – jednoduché manipulátory

15 Mechanický pohon Odvozuje svůj pohyb z jiného zdroje V podstatě se jedná o mechanický transformační blok Vačky Pákové mechanizmy Šablony Páky Řetězy Variátory Ozubená kola Hřebeny

16 Harmonická převodovka 1:100 n2 – počet zubů pružného prstence n3 – poč. zubů prstence s vnitř. ozub.

17 Hydraulický pohon Hydraulické i pneumatické pohony pracují s podobným druhem média, někdy se proto označují jako tekutinové. Z rozdílných fyzikálních vlastností kapalin a plynů se na rozdílných vlastnostech mechanismů podílí především různá poddajnost a viskozita. Jako pracovní kapaliny se v hydraulických mechanismech používají minerální oleje, pracovním médiem pneumatického pohonu je stlačený vzduch.

18 Hydraulický pohon Výhody:  Obvykle nepotřebují transformační blok  Snadná realizace přímočarého pohybu  Jednoduché řízení  Velká tuhost  Plynulý a rovnoměrný chod  Velká účinnost Nevýhody:  Potřeba samostatného energetického bloku  Problém s realizací vyšších rychlostí  Závislost viskozity média na teplotě  Ekologie

19 Rozdělení a použití tekutinových mechanismů obráběcí stroje14% stroje pro hutě a na tváření12% stroje na pryž a plasty7 % stavební stroje a stavebnictví30% silniční, komunální a kolejová vozidla 11% zemědělské a lesnické stroje6% dopravní stroje a zařízení5% různé (lodě aj.)15%

20 Základní pojmy podle ISO 5598 Hydrostatika  věda a technika, zabývající se zákony ovládajícími rovnovážné podmínky v kapalině a z toho plynoucí rozdělení tlaku  přímočarý i rotační pohyb  velký tlak – až 45 MPa  malý průtok –do 10 l/s

21 Základní pojmy podle ISO 5598 Hydrodynamika  věda a technika, zabývající se zákony, kterými se řídí pohyb kapalin a síly působící proti tomuto pohybu  rotační pohyb – pohon pojezdu  malý tlak – do 1 až 2 MPa  velký průtok

22 Grafické značky podle ČSN ISO

23

24

25

26 Úkol kapalin pro hydraulická zařízení přenos tlakovéenergiez místa výroby (čerpadla) k místu spotřebya přeměny na mechanickou energii (hydromotor) mazánípohyblivých vnitřních částí(kluznéplochy pístů, šoupátek aj.) ochrana proti korozi přenos signálůtlakovými vlnami odvod nečistot, otěru, vody a vzduchu odvod tepla(chlazení) zejména z míst s velkým vývinem tepla.

27 Hydraulické prvky hydraulické převodníky  čerpadla a hydromotory prvky pro hrazení průtoku  jednosměrné (zpětné) ventily, hydraulické zámky a rozváděče prvky pro řízení průtoku  škrticí ventily a děliče průtoku prvky pro řízení tlaku  tlakové, pojistné, přepouštěcí a redukční ventily zásobníky a multiplikátory  nádrž, akumulátor prvky pro vedení, těsnění, čištění a chlazení kapaliny  potrubí, hadice, spoje, šroubení, filtry aj.

28 Čerpadla určují velikost průtoku  podle jeho geometrického objemu a frekvence otáčení musí překonat tlak, pokud někde v obvodu vznikne  určují velikost tlaku – u hydromotorů  podle jeho geometrického objemu a točivého momentu nebo síly pístnice mění mechanickou práci na proud kapaliny o určitém tlaku

29 Rozdělení čerpadel

30 Zubová čerpadla S vnějším ozubením S vnitřním ozubením

31 Zubová čerpadla s vnějším ozubením

32 Zubová čerpadla geometrický objem 2,5 až 250 cm3 tlak6,3 až 25MPa frekvence otáčení 1000 až 4000 min-1 celková účinnost 0,8 až 0,85 pouze neregulační typ většinou evolventní ozubení čerpadla-bronzová pouzdra hydromotory-ložiska jehlová axiální vyvážení při provozním tlaku 10 až 25 MPa radiální vyvážení

33 Zubová čerpadla s vnitřním ozubením

34

35 Zubová čerpadla geometrický objem 2,5 až 250 cm3 tlak6,3 až 25MPa frekvence otáčení 1000 až 4000 min-1 celková účinnost 0,8 až 0,85 pouze neregulační typ pozvolnější plnění a vyprazdňování zubových mezer malé pulzace srovnatelné s pístovými axiálními převodníky nízká hlučnost

36 Lamelová čerpadla s lamelami vedenými v rotoru s lamelami vedenými ve statoru s lamelami pevnými

37 Lamelová čerpadla s lamelami vedenými v rotoru - nevyvážené

38

39 Lamelová čerpadla s lamelami vedenými v rotoru - vyvážené

40 Lamelová čerpadla Lamely v rotoru  geometrický objem 2,5 až 250cm3  tlak6,3 až 25MPa  frekvence otáčení 1000 až 4000 min-1  celková účinnost 0,65 až 0,85 Lamely ve statoru (rollmotor)  geometrický objem 10 až 1600cm3  tlak10 až 32MPa  frekvence otáčení 1 až 2000 min-1  celková účinnost 0,85 až 0,9

41 Axiální čerpadla podle spojení píst/výstupní hřídel  s nakloněnou deskou bez ojnic  s nakloněným blokem válců a s ojnicemi podle uložení válců  s rotujícím blokem  se stojícím blokem podle orientace válců  s přímou osou rotace  s lomenou osou rotace  s válci na kuželové ploše

42 Pístové axiální čerpadlo neregulační s nakloněnou deskou

43 Axiální čerpadla geometrický objem 16 až630cm3 tlak 4 až35 MPa(45) frekvence otáčení 600 až 6000 min-1 vysoká celková účinnost 0,85 až 0,92 malá měrná hmotnost na jednotku přenášeného výkonu při lichém počtu pístů rovnoměrný tlak a průtok bez pulzací

44 Pístové axiální čerpadlo neregulační s nakloněným blokem

45 Axiální čerpadla geometrický objem 16 až630cm3 tlak 16 až35 MPa(45) frekvence otáčení 600 až 6000 min-1 vysoká celková účinnost 0,85 až 0,92 nemožnost průchozího hřídele (pohon jiných částí)

46 Pístové axiální čerpadlo regulační

47 Axiální čerpadla geometrický objemaž 750 cm3tlak 35 (45) MPa regulační ve velkém rozsahu regulace průtoku vyšší hlučnost citlivé na nečistoty a provozní podmínky sklon desky cca 18º, v některých případech až 45º vyšší cena

48 Radiální čerpadla – pístová s válci v rotoru

49 Radiální čerpadla – pístová s válci ve statoru

50 Radiální čerpadla – pístová s válci v rotoru

51 Pístové radiální čerpadlo Jeden zdvih na otáčku  geometrický objem 6,3 až400cm3  tlak 16 až40MPa  frekv. otáčení 600 až 3000 min-1  celková účinnost 0,85 až 0,92 Křivkový  geometrický objem 63 až6300cm3  tlak 10 až32MPa  frekv. otáčení 10 až 600 min-1  celková účinnost 0,8 až 0,9  pro otevřené i uzavřené obvodyJeden

52 Řadová čerpadla geometrický objem 2,5 až1000cm3 tlak 2,5 až20MPa frekv. otáčení 1000 až 4000 min-1 celková účinnost 0,8 až 0,85 průtok téměř bez pulzací nízká hlučnost Neregulační 1 vřeteno (do 4 MPa, max. 10 MPa), 0,2 MPa/stoupání více vřeten (max. 16 MPa)1,5 MPa/stoupání

53 Rozdělení hydromotorů Přímočaré hydromotory  jednočinné, dvojčinné  jednostranné, oboustranné  jednostupňové, vícestupňové Rotační hydromotory  zubové  pístové –axiální, radiální Kývavé

54 Hydromotory lineární

55

56 Hydromotory rotační - pístové

57 Kývavý hydromotor

58 Pojistné tlakové ventily Jistí hydraulický obvod proti přetížení.  V činnosti pouze při vzrůstu tlaku. Musí mít  malé překmity tlaku (10 až 20 %),  rychlou časovou reakci (20 ms),  vysokou stabilitu,  vysokou přesnost při uzavření. Jsou nastaveny na tlak min. o 20 % více než max. provozní tlak.

59 Pojistné tlakové ventily Kuželka se používá pro tlaky do 32 MPa. Kulička se používá pro tlaky do 63 MPa. Pro průtok do 60 l/min.

60 Regulátory rychlosti v jednom směru

61 Rozváděče - šoupátkové

62

63 Možnosti zapojení rozváděčů Paralelní Tandemové Sériové

64 Realizace logických funkcí

65 Jehlový škrtící ventil

66 Dělič průtoku

67 Čističe Drátěnésíto Spárovépletivo Štěrbinovátrubice Papírovávlákna Papírová vlákna impregnovaná  Fenolovou pryskyřicí Skleněnávlákna Kovovávlákna slinutémateriály

68 Otevřený hydraulický obvod

69 Ovládání hydraulických motorů

70 Příklad nasazení hydraulického pohonu

71 Literatura [1] Schmid D. a kol.: Řízení a regulace pro strojírenství a mechatroniku. Europa Sobotáles.Praha, [2] Talácko J., Matička R.: Konstrukce průmyslových robotů a manipulátorů. ČVUT [3] Chvála B., Nedbal J., Dunay G.: Automatizace. SNTL/ALFA. Praha, [4] Novotný R.: Talácko J.: Pneumatické a hydraulické systémy pro automatizaci. Automa, č.1, 2002.

72 Závěr

73 Děkuji za pozornost


Stáhnout ppt "Katedra elektrotechniky a automatizace Technická fakulta, ČZU v Praze Miloslav Linda Michal Růžička Vladislav Bezouška Roboty a manipulátory Pohony RaM."

Podobné prezentace


Reklamy Google