Для инновационного развития всех сфер робототехники необходимы молодые специалисты, способные креативно мыслить, разрабатывать, проектировать, внедрять и эксплуатировать сложные системы интеллектуального управления и роботизированные комплексы.
Курс "Инновации в промышленности: мехатроника и робототехника" рассчитан на студентов технических специальностей, а также тех, кто интересуется робототехникой.
Мехатроника и робототехника охватывает очень широкий круг вопросов, и одному человеку трудно охватить и глубоко изучить все области исследования роботов. Данный курс поможет слушателям сориентироваться и выбрать для дальнейшей своей работы конкретное направление:
изучение структуры и кинематики роботов, приводы роботов, управление и программирование, организация современного высокоэффективного роботизированного производства, применение систем автоматизированного проектирования изготовления деталей на станках с ЧПУ и технологической подготовки производства и др.
Слушатели должны иметь знания по физике и математике в объеме школьной программы.
Умение ориентироваться в математических и физических терминах, умение читать формулы, знание базовых физических единиц и их обозначений, понимание основ механики поможет слушателям успешно пройти данный курс.
Курс состоит из 6 модулей. Каждая модуль курса содержит видеолекции, в конце каждой лекции – тестовые вопросы для самопроверки своих знаний.
Каждый модуль заканчивается выполнением тестового задания из 10 вопросов. Это задание является важным для прохождения курса. Слушателю необходимо правильно ответить не менее чем на 7 из 10 вопросов. Сертификат получают слушатели, набравшие от 70 % и выше от максимально возможного количества баллов (100 %) за весь курс. При этом итоговый результат складывается из результатов тестовых заданий по всем модулям.
The course "Innovations in industry: mechatronics and robotics" may be interesting for students of engineering specialties who will learn to apply their knowledge in a new area.
Mechatronics and Robotics covers a wide range of issues, and it is difficult for one person to reach deep and explore all areas of robot research. This course will help students to navigate and choose the specific direction for their further work:
the structure and kinematics of robots, robot actuators, control and programming, the organization of modern highly robotized production, the use of CAD/CAM systems, manufacturing of parts on CNC machines and technological preparation of production.
À partir de la leçon
Модуль 2
Модуль посвящен знакомству с конструкциями манипуляторов промышленных роботов, захватных устройств и приводов. В качестве примера подробно рассматривается структура и исполнительные приводы робота «Робин РСС-1 Сфера». Завершается модуль темой по аналитическому определению кинематических характеристик манипулятора. В конце каждой лекции модуля слушателям предлагается проверить знания, отвечая на вопросы (без оценивания), а по завершению модуля – выполнить тестовое задание из 10 вопросов.
Михаил Владимирович Горбенко (Mikhail V. Gorbenko)
Кандидат технических наук, доцент кафедры теоретической и прикладной механики (PhD, Associate Professor of the Department of Theoretical and Applied Mechanics) Институт Природных ресурсов Томского политехнического университета (Institute of Natural Resources of Tomsk Polytechnic University)
Татьяна Ивановна Горбенко (Tatiana I. Gorbenko)
Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры прикладной газовой динамики и горения (PhD, Associate Professor of the Department of Applied Gas Dynamics and Combustion) Физико-технический факультет Томского государственного университета (Faculty of Physics and Engineering of Tomsk State University)
[ЗАСТАВКА] Здравствуйте, уважаемые слушатели!
Сегодня мы познакомимся с основными видами захватных устройств.
Во всех областях промышленности находят применение механические манипуляторы.
Они прекрасно подходят для погрузочно-разгрузочных работ,
а также для перемещения грузов в различных плоскостях.
Для того чтобы надежно зафиксировать и перенести объект с одного места на другое,
на манипуляторах монтируется захватное устройство.
Захватное устройство — это рабочий орган робота.
Захватное устройство предназначено для того, чтобы брать объект,
удерживать его в процессе манипулирования и освободить по окончании этого процесса.
Существуют различные классы захватных устройств.
На практике каждый из этих классов имеет множество конкретных разновидностей.
По принципу действия захватные устройства обычно подразделяются на 5 групп.
Первая группа — механические,
захватывающие и удерживающие объект с помощью поддерживающих,
удерживающих, зажимных механических устройств.
И они подразделяются на неприводные и приводные.
Преимущественно в промышленных роботах применяются
приводные механические захватные устройства,
в которых используются пневмо, гидро или электроприводы.
Следующая группа — устройства с эластичными камерами.
Они удерживают объект с помощью камер различной конструкции,
изменением формы и размеров которых (за счет подачи во внутренние полости
сжатого воздуха или жидкости под давлением) эти камеры удерживают объект.
Либо в них используются другие физические эффекты.
Третья группа — вакуумные захватывающие устройства.
Они притягивают и удерживают объект силой атмосферного давления воздуха за счет
создания разряжения в вакуумной камере, плотно прижимаемой к поверхности объекта.
Четвертая группа — магнитные устройства.
Они притягивают объект благодаря ферромагнитным свойствам некоторых
материалов, таких как сталь, чугун.
Пятая группа — комбинированные.
Они удерживают объект за счет использования в конструкции двух и более
принципов действия.
Например, к такой группе относятся магнитно-вакуумные, вакуумно-механические,
магнитно-механические и другие захватывающие устройства.
Захватывающие устройства различают и по виду управления.
Обычно выделяют 4 группы.
Первая — это неуправляемые,
захватывающие объект без воздействия управляющих сигналов.
К таким устройствам относят постоянные магниты или вакуумные захватывающие
устройства без принудительной откачки воздуха.
Для снятия объекта в этом случае необходимо приложение дополнительного
усилия — большего, чем усилие удержания.
Вторая группа — командные,
управляемые только командами на захватывание или отпускание объекта.
К этой группе относят захватные устройства со стопорными устройствами и губками,
которые разжимаются и зажимаются при взаимодействии с
объектом манипулирования или элементами внешнего оборудования.
Жесткопрограммируемые, управляемые от системы программного управления
промышленного робота.
Величина перемещения губок, взаимное положение элементов и усилия
зажатия в таких устройствах изменяются в соответствии с заданной программой.
Четвертая группа — это адаптивные, или гибкопрограммируемые захватные устройства,
оснащенные информационно-измерительными системами, которые позволяют захватному
устройству приспосабливаться к виду и расположению объекта манипулирования.
Механические схваты приспосабливают к форме детали и заготовок.
Рассмотрим схему и принцип действия механического устройства,
представленного на слайде.
К корпусу 1 крепится реечно-рычажная передача из звеньев 4 и 5.
Рейка 4 приводится в движение поршнем 2 пневмопривода, установленного в корпусе 1.
Каналы 3 служат для подачи рабочего тела в полость цилиндра.
Здесь управляющие клапаны не показаны.
Перемещение рейки вызывает качание секторных колес и связанных с ними рычагов
параллелограммного механизма.
И именно параллелограммный механизм обеспечивает во всем диапазоне строго
параллельное перемещение губок схвата 6.
Часто применяют пневмоприводы.
Какие же преимущества у пневмоприводов?
Это простота и удобство подвода энергии, легкость регулирования усилия зажима,
возможность использования в агрессивных средах и зонах высоких температур.
К недостаткам следует отнести большие габариты при сравнительно
низких зажимных усилиях.
Использование же гидравлического привода позволяет значительно
увеличить усилие зажима при значительно меньших габаритах.
Существует много разновидностей рычажных, рычажно-кулисных,
клинорычажных, пружинных и других захватных механизмов,
в том числе и оснащенных устройствами для их автоматической смены.
Механические захватные устройства очень широко применяются для работы с
металлообрабатывающими станками.
Захваты роботов могут иметь одну или несколько позиций.
Они могут быть сменными или с постоянным креплением.
Схваты роботов при необходимости оборудуются пьезоэлектрическими датчиками
Михаил Владимирович Горбенко (Mikhail V. Gorbenko)Кандидат технических наук, доцент кафедры теоретической и прикладной механики (PhD, Associate Professor of the Department of Theoretical and Applied Mechanics)
Татьяна Ивановна Горбенко (Tatiana I. Gorbenko)Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры прикладной газовой динамики и горения (PhD, Associate Professor of the Department of Applied Gas Dynamics and Combustion)
