4.1.2. Chwytaki ze sztywnymi końcówkami
Sztywno zamocowane do mechanizmu napędowego końcówki
chwytne, nieodkształcalnej przy wywieraniu nacisku na powierzchnie obiektu
manipulacji, stwarzają możliwość łatwego przystosowania chwytaka dla różnych
obiektów i do różnych warunków procesu manipulacji obiektem. Wymiana
kształtowych nasadek końcówek chwytnych umożliwia uchwycenie obiektu o
dowolnych kształtach i wymiarach. Kątowy lub linowe przemieszczenie końcówek
chwytnych, a także zakres tych przemieszczeń oraz wartość siły chwytu zależą od
struktury kinematycznej i parametrów geometrycznych mechanizmu chwytaka. Jako
kryterium klasyfikacyjne rozwiązań konstrukcyjnych mechanizmów chwytaków ze
sztywnymi końcówkami przyjęto liczbę i rodzaj par kinematycznych.
|
|
|
|
Rys.4.12 Rozwiązanie mechanizmu
chwytaka zawierającego tylko pary klasy V.
|
Rys.4.13
Chwytak realizujący szczypcowy ruch końcówek
|
Najprostszym rozwiązaniem
mechanizmu chwytaka zawierającego wyłącznie pary kinematyczne V klasy jest
siłownik, którego cylinder jest połączony sztywno z jedną końcówką chwytaka, a
tłok bezpośrednio lub pośrednio przez dzwignię dwuramienną z końcówką drugą
(rys.4.12). Częstym rozwiązaniem tego typu chwytaków jest urządzenie
realizujące szczypcowy ruch końcówek (rys.4.13)
Zaletą chwytaków wyposażonych w mechanizm zawierający
wyłącznie pary kinematyczne V klasy jest prosta budowa połączeń w parach
kinematycznych, zapewniające zwartość i ułatwiająca wykonanie konstrukcji.
Przez zastosowanie łożysk tocznych w obrotowych parach kinematycznych wpływ sił
tarcia można ograniczyć do minimum.
Do
niedogodności natomiast należy zaliczyć:
ˇ
obciążenie
napędu mechanizmu siłami bocznymi w przypadku niesymetrycznego obciążenia
końcówek chwytnych
ˇ
zależności sił
tarcia od położenia końcówek chwytnych
ˇ
zmienności
siły chwytu w całym zakresie chwytania,
ˇ
niezmienność
początkowego i końcowego położenia końcówek chwytnych, tym samym stały zakres
ich przemieszczania
|
Przykład
4.2
|
|
|
|
Dobrać chwytak siłowy
pneumatyczny
w taki sposób, aby rozwiązać problem chwytania detalu (nakrętki) w celu
wykonania operacji paletyzacji tego typu detali, sposób uchwycenia detalu
został zilustrowany na rys.4.14, Dane do projektu przedstawiono w tabeli 4.5.
|
|
|
Rys.4.14
Proces przenoszenia nakrętek
|
|
|
współczynnik
bezpieczeństwa
|
S =
4
|
|
przyspieszenie
ziemskie
|
g =
9.81 [m/s2]
|
|
masa
końcówki chwytnej
|
mc
= 0.03 [kg]
|
|
masa
manipulowanego detalu
|
md
= 0.052 [kg]
|
|
tarcie
(pomiędzy detalem a końcówką chwytną)
|
m = 0.2
|
|
ciśnienie
robocze
|
p =
2÷6 [bar]
|
|
liczba
szczęk chwytaka
|
pch
= 3
|
|
maksymalna
częstotliwość robocza chwytaka
|
c =
4 [Hz]
|
|
temperatura
pracy
|
T=5÷60°
|
Tabela
4.5 Dane do przykładu 4.2
Rozwiązanie:
Wykorzystując katalogi chwytaków,
posiadające informacje techniczne można dobrać odpowiedni chwytak spełniający
przedstawione w tabeli 4.5 wymagania. W tym przykładzie posłużono się
katalogami chwytaków firmy FESTO .
Obliczenie potrzebnej siły chwytu
chwytaka:
wartość  została
wprowadzona do równania przedstawionego powyżej, ponieważ chwytak posiada 3
końcówki chwytne.
Dobór
odpowiedniego chwytaka z katalogu:
Na podstawie danych zawartych w katalogach firmy FESTO
zdecydowano się przyjąć wstępnie chwytak trójpalczasty HGD-32-A, którego
podstawowe parametry zamieszczono w tabeli 4.6, natomiast rysunki techniczne
chwytaka i palca chwytaka zostały przedstawione na rys.4.15 i rys.4.16
|
ciśnienie
robocze
|
p =
2÷8 [bar]
|
|
maksymalna
częstotliwość robocza chwytaka
|
c =
4 [Hz]
|
|
temperatura
pracy
|
T=5÷60°
|
|
minimalny
czas otwarcia przy 6 [bar]
|
10
[ms]
|
|
minimalny
czas zamknięcia przy 6 [bar]
|
10
[ms]
|
|
Siła
chwytu przy 6 [bar], otwieranie
|
150[N]
|
|
Siła
chwytu przy 6 [bar], zamykanie
|
130
[N]
|
|
Maksymalna
siła statyczna na palcu chwytaka
|
Fstatyczne,max= 90
[N]
|
|
Maksymalna
siła dynamiczna na palcu chwytaka
|
Fdynamiczne,max= 9
[N]
|
Tabela 4.6 Podstawowe parametry Chwytaka HGD-32-A firmy
FESTO
|
|
|
Rys.4.15
Rysunek techniczny chwytaka trójpalczastego
|
|
|
|
Rys.4.16
Rysunek techniczny palca chwytaka
|
Sprawdzenie naprężeń
dopuszczalnych chwytaka:
 warunek
spełniony !
 warunek
spełniony !
W celu wykonania operacji paletyzacji nakrętek należy
zastosować chwytak HGD-32-A firmy FESTO.
|
>
|
restart;
|
|
>
|
dane:={m[d]=0.052,m[c]=0.03,S=4,mu=0.2,g=9.81};
|
|
>
|
F[ch]:=(1/3)*(m[d]*g*S)/mu;
|
|
>
|
F[statyczne,max]:=90;
|
|
>
|
F[statyczne]:=(m[c]+1/3*m[d])*g;
|
|
>
|
warunek_I:=F[statyczne]<F[statyczne,max];
|
|
>
|
warunek_I:=subs(dane,warunek_I);
|
|
>
|
verify(subs(dane,F[statyczne]),F[statyczne,max],'greater_than');
|
|
>
|
F[dynamiczne,max]:=9;
|
|
>
|
F[dynamiczne]:=m[c]*g;
|
|
>
|
warunek_II:=F[dynamiczne]<F[dynamiczne,max];
|
|
>
|
warunek_II:=subs(dane,warunek_II);
|
|
>
|
verify(subs(dane,F[dynamiczne]),F[dynamiczne,max],'greater_than');
|
Tabela
4.7 Zapis funkcji w programie MapleTM dla przykładu 4.2.
Przedstawione powyżej zadanie rozwiązano w programie MapleTM,
a kod programu zamieszczono w tabeli 4.7.
|
poprzednia
spis treści
