Pneumatika az ipari alkalmazásokban Manipulátorok – Balanszer technika – Pneumatikus pozícionálás
Anyagmozgatási és Logisztikai Rendszerek Tanszék
Manipulátorok
-
-
-
Mechanikai struktúra vagy manipulátor, amely merev testek (szegmensek) sorozatából áll, melyeket összeillesztések (csuklók, ízületek) kapcsolnak össze A manipulátor szokásos részei: kar (mozgatás), kézcsukló (kézi funkciók), végberendezés (kívánt feladat elvégzése) Aktuátorok: a manipulátor mozgatása a csuklókon keresztül (elektronikus, hidraulikus, pneumatikus) Szenzorok: manipulátor állapotának és a környezet jellemzőinek mérésére Irányítórendszer: számítógép (irányítás, felügyelet)
Manipulátorok alkalmazásai Anyagkezelési műveletek ●alakformálás ●raktárak feltöltése és kirakodása ●gyártósorok felügyelete ●osztályozás ●csomagolás
Szenzoraikkal együtt mérőműszerként is használhatók ●3 dimenziós objektumok vizsgálata ●kontúrok keresése ●gyártási hibák felkutatása
Gyártási, technológiai műveletek ●ív- és ponthegesztés ●festés ●ragasztás ●lézeres vágás ●őrlés és fúrás ●öntés ●csavarozás, huzalozás, rögzítés ●mechanikai és elektromos egységek összeszerelése ●elektronikus kártyák összeszerelése
Manipulátorok szerkezete
Nyílt kinematikai lánc pl. három elemű síkbeli kar
Zárt kinematikai lánc pl. paralelogramma-kar
●Transzlációs csukló (1 szabadságfokú): 1 tengely menti mozgás a szegmensek között ●Rotációs csukló: forgómozgás a linkek között
Manipulátorok szerkezete Mozgás szabadságfoka: a működtetett ízületek száma Szabadságfok: egy adott feladat végrehajtásához szükséges független paraméterek száma egy három dimenziós objektum tetszőleges pozícionálásához és orientálásához 6 szabadságfok szükséges Kinematikailag redundáns manipulátor: a mozgás szabadságfoka nagyobb mint a szabadságfok Munkatér (workspace): a környezet azon része, amit a manipulátor el tud érni. Alakja és térfogata függ a manipulátor szerkezetétől és a csuklók mechanikai korlátozásaitól A kar mozgásának szabadságfoka szerinti csoportosítás: ●Descartes ●henger ●gömb ●SCARA ●antropomorf
Descartes manipulátor ●Három (páronként merőleges) transzlációs csukló ●Szabadsági fok: x, y, z
Hengeres manipulátor ●Az első transzlációs csuklót rotációs csuklóval helyettesítjük ●Szabadsági fokok: r, θ, z
Gömbi manipulátor ●A második transzlációs csuklót is rotációs csuklóval helyettesítjük ●Szabadsági fokok: r, θ, φ
SCARA manipulátor ●Selective Compliance Assembly Robot Arm ●Két rotációs és egy transzlációs csukló, a mozgástengelyek párhuzamosak ●Nincs közvetlen összefüggés a mozgás szabadságfoka és a szabadsági fok között
Antropomorf manipulátor
Gömbcsukló
●Antropomorf geometria: három rotációs csukló ●Az első csukló tengelye merőleges a másik két csukló tengelyére, amelyek párhuzamosak
●Lényeg: a végszerszám pozíciójának és orientációjának szétcsatolása ●A kar feladata a pozícionálás, a csuklóé pedig az orientálás
Érzékelés -Szenzorok Szenzor fogalma: Eszköz, amely érzékeli és jelzi egy mennyiség, egy állapot megváltozását. Feladatai: Tárgy helyzete, jelenléte, vagy hiánya Tárgy azonosítása Energia megléte Esemény bekövetkezése Hiba behatárolása Balesetvédelem Vagyonvédelem Ciklusidő csökkentése
Érzékelés - Szenzorok Szenzorok csoportosítása:
(érintéses :1-10N)
Végálláskapcsolók:
Véghelyzetérzékelők
Véghelyzetérzékelőkkel a végrehajtóelem aktuális pozícióját lehet elektromos jelekké alakítani. érzékelő
Kapcsolási pozíció (BE) hiszterézis
Kapcsolási pozíció (KI)
Példák érzékelők felfogatására:
Horonyba szerelt
Bilincses szerelés
Sínre szerelt
Összehúzó csavarra szerelt
Pneumatikus – elektropneumatikus szintek
Pneumatikus – elektropneumatikus szintek
Alkalmazás - manipulátor
SMC Balanszer technika
Balanszer technika állandó terhelés esetén (1 nyomástartomány) Csuklós felerősítés Szűrés, mikroszűrés
Precíziós nyomásszabályzó
Vezérelt visszacsapó szelep, fojtó-visszacspó szelep
Nyomásszabályozás
Balanszertechnika állandó terhelés esetén (1 nyomástartomány)
Fékes hengerrel
Balanszertechnika állandó terhelés esetén (1 nyomástartomány) Fékes hengerrel
Balanszertechnika 2 változó terhelés esetén (2 nyomástartomány) Csuklós felerősítés
Szűrő, mikroszűrő
Precíziós nyomásszabályzó Első és második nyomásszint beállítás Vezérelt visszacsapó szelep, fojtó visszacsapó szelep
Balanszertechnika 2 változó terhelés esetén (2 nyomástartomány)
Balanszertechnika 2 változó terhelés esetén (2 nyomástartomány) Fékes hengerrel
Balanszertechnika emelés – süllyesztés (4 nyomástartomány)
Balanszertechnika emelés – süllyesztés (4 nyomástartomány)
Balanszertechnika változó terhelés esetén
Balanszertechnika változó terhelés esetén
Pneumatikus pozícionálók
Szükségesség - alkalmazás
Beépítés
Működés
Animáció
