Akademia Górniczo-Hutnicza

im. S. Staszica w Krakowie

Podstawy robotyki

CHWYTAK I PRZYSSAWKA

Cezar Olszewski

Rok II D

Grupa 31

Rok akademicki 2009/2010

1. Dobranie chwytaka siłowego pneumatycznego.

promień końcówki chwytnej	r = 60 [mm]
środek ciężkości końcówki chwytnej	xs = 38 [mm]
masa manipulowanego detalu	md = 0, 6 [kg]
masa końcówki chwytnej	mc = 0, 3 [kg]
masowy moment bezwładności	J = 3.7 • 10^−4 [kg • m^2]
ciśnienie robocze	p = 750 [kPa] = 6 [bar]
współczynnik bezpieczeństwa	S = 4
tarcie	μ = 0, 28
przyśpieszenie ziemskie	$g = 9,81\ \left\lbrack \frac{m}{s^{2}} \right\rbrack$

• Obliczenie potrzebnej siły chwytaka

$$F_{\text{ch}} = \frac{1}{2} \bullet \frac{m_{d} \bullet g \bullet S}{\mu} = \frac{1}{2} \bullet \frac{0.6 \bullet 9.81 \bullet 4}{0.28} = 42.0429\lbrack N\rbrack$$

• Obliczenie potrzebnego momentu chwytającego chwytaka.

M_ch = F_ch • r = 42.0429 • 60 = 2522.6 [Nmm]

• Dobieram chwytak firmy FESTO o oznaczeniu HGR-32-A.

• Sprawdzenie dopuszczalnych sił i momentów chwytaka.

F_stmax = 55 [N]

$$F_{\text{st}} = \left( m_{c} + \frac{1}{2} \bullet m_{d} \right) \bullet g = \left( 0,3 + 0,5 \bullet 0,6 \right) \bullet 9,81 = 5.8860\left\lbrack N \right\rbrack$$

F_st < F_stmax

M_ymax = 4.7 [Nm]

$$M_{y} = \left( m_{c} \bullet x_{s} + \frac{1}{2} \bullet m_{d} \bullet r \right) \bullet g = \left( 0,3 \bullet 38 + 0,5 \bullet 0,6 \bullet 60 \right) \bullet 9,81 = = 0,2884140\lbrack Nm\rbrack$$

M_y < M_ymax

Cecha	Wartości
Wielkość	420
Maks. dokładność zamiany	0.2 mm
Maks. kąt otwarcia	180 deg
Dokładność powtarzalności chwytaka	<= 0.1 mm
Liczba szczęk chwytaka	2
Tryb pracy	Dwustronnego działania
Funkcja chwytaka	Poprzecznie
Konstrukcja	Zębatka/Zębnik
Sygnalizacja położenia	Do czujników
Ciśnienie robocze	2 - 8 bar
Maks. częstotliwość robocza chwytaka	4 Hz
Min. czas otwarcia przy 6 bar	85 ms
Min. czas zamknięcia przy 6 bar	75 ms
Medium robocze	Filtrowane sprężone powietrze
Klasa odporności na korozje KBK	2
Temperatura otoczenia	5 - 60 °C
Całkowity moment chwytu przy 6 bar, otwieranie	360 Ncm
Całkowity moment chwytu przy 6 bar, zamykanie	300 Ncm
Maks. siła na szczęce chwytaka Fz, statyczna	55 N
Maks. moment na szczęce chwytaka Mx - statyczny	1Nm
Maks. moment na szczęce chwytaka My - statyczny	4.7 Nm
Maks. moment na szczęce chwytaka Mz - statyczny	3.2 Nm
Ciężar elementu	350 g
Sposób montażu	Z gwintem wewnętrznym
Przyłącze pneumatyczne	M5

1. Dobranie typu i ilości przyssawek.

ciężar płyt	mp = 75 [kg]
kąt obrotu płyt przez manipulator	π = 180
promień obrotu płyt	r = 1, 4 [m]
czas obrotu	t = 1, 3 [s]
podciśnienie	pp = −0, 8 [bar]
współczynnik tarcia	μ = 0, 7
przyśpieszenie ziemskie	$g = 9,81\ \left\lbrack \frac{m}{s^{2}} \right\rbrack$

• Obliczenie obciążenia statycznego.

F_st = m_p • g = 75 • 9, 81 = 735.75[N]

• Obliczenie potrzebnej siły ssącej przy obciążeniu statycznym.

F_S1 = F_st • S = 735.75 • 2 = 1471.5[N]

• Obliczenie obciążenia dynamicznego.

$$\varepsilon = \frac{2 \bullet \varphi}{t^{2}} = \frac{2 \bullet \frac{\pi}{2}}{{0,65}^{2}} = 7.4357\ \left\lbrack \frac{1}{s^{2}} \right\rbrack$$

$$\omega = \varepsilon \bullet t = 7.4357 \bullet 0.65 = 4.8332\ \left\lbrack \frac{1}{s} \right\rbrack$$

Obliczenie siły odśrodkowej.

F_o = m_p • ω² • r = 75 • 4.8332 ² • 1, 4 = 2452.8[N]

Obliczenie siły stycznej.

F_τ = m_p • ε • r = 75 • 7.4357 • 1, 4 = 780.7485[N]

Obliczenie siły wypadkowej.

$F_{w} = \sqrt{{F_{o}}^{2} + {F_{\tau}}^{2}} = \sqrt{{2452.8}^{2} + {780.7485}^{2}} = 2574.1\ \lbrack N\rbrack$

• Obliczenie potrzebnej siły ssącej.

$$\sum_{}^{}{F_{x} = 0\ \ \ \ \ \ \ F_{t} - F_{w} = 0\ \ \ \ \text{\ \ \ \ }F_{t} = F_{w}}$$

$$\sum_{}^{}{F_{y} = 0\ \ \ \ \ \ \ F_{S2} - F_{d} - F_{\text{st}} = 0}$$

F_t = F_d • μ=(F_S2 − F_st)•μ

$$F_{S2} = \frac{F_{w}}{\mu} + F_{\text{st}} = \frac{2574.1}{0,7} + 735.75 = 4413\ \lbrack N\rbrack$$

• Obliczenie liczby przyssawek. Do obliczeń przyjmuje parametry przyssawek firmy FESTO VASB-125-3/8-NBR.

$$S_{d} = \frac{F_{S1}}{F_{S}} = \frac{1471.5\ }{606} = \ 2.42$$

$$n \geq \frac{F_{S2} \bullet S_{d}}{F_{S}} = \frac{4413 \bullet 2.42}{606} = 17.6229$$

Należy zastosować 18 przyssawek.

Cecha	Wartości
Średnica nominalna	7 mm
Średnica przyssawki	125 mm
Efektywna średnica przyssawki	125 mm
Konstrukcja	Przyłącze podciśnienia od góry  Okrągła, fałdowa - 1,5 fałdy
Medium robocze	Powietrze atmosferyczne
Temperatura otoczenia	-20 - 80 °C
Siła oderwania przy 70% podciśnienia	606 N
Gwint mocujący	G3/8
Mocowanie przyssawki	G3/8
Przyłącze podciśnienia	G3/8
Twardość wg Shore'a	73
Materiał czopa wkręcanego	Stop aluminium
Materiał przyssawki	NBR