ACTIONAREA ROBOTILOR INDUSTRIALI

ACTIONAREA ROBOTILOR INDUSTRIALI

Miscarile organelor de lucru ale robotilor industriali de-a lungul axelor de coordonate sunt asigurate de actionare. In prezent se folosesc actionari mecanice, hidraulice, pneumatice si electrice sau combinatiile lor. Dupa datele din literature de specialitate, distributia procentuala a tipyrilor individuale este:

-actionare hidraulica 48%;

-actionare pneumatica 40%;

-actionare electrica 8%;

-actionare mecanica 4%.

In tabelul urmator sunt prezentate comparative caracteristicile acestor tipuri de actonari.

Puterea dezvoltata la dimensiuni mici este unul dintre avantajele actionarii hidraulice, la care se adauga reglarea continua a vitezei si numarul nelimitat de pozitii de lucru intermediare. Ca un neajuns este de notat necesitatea unui agragat hidraulic pretentios. Actionarile pneumatice sunt potrivite pentru roboti cu portanta mica si avantajul lor principal il constituie intretinerea usoara. Ca dezavantaje sunt de notat dimensiunile mari, precizia mai scazuta si numarul limitat de pozitii de oprire.

In ultima vreme joaca un rol tot mai important actionarile electrice. Este vorba mai ales de motoarele electrice pas cu pas, comandate numeric, care pot fi legate direct de sistemul corespunzator de comanda si asigura o precizie mare de pozitionare.

Actonarea hidraulica

Actionarile hidraulice destinate echiparii robotilor industriali sunt compuse din :

-sursa de lichid sub presiune ;

-sistem de servoventile care asigura obtinerea pozitiei programate pentru organele de lucru ale robotului 

-motorul hidraulic propriu ;

-reteaua de presiune.

Sursa de mediu de lucru sub presiune este de obicei un agregat hidraulic care este constituit dintr-un motor electric si o pompa de presiune inalta, rezervor pentru lichidul de lucru si radiator. Problema de baza a sursei de mediu sub presiune pentru actionarea robotilor este stabilizarea presiunii in circuitul hidraulic.

Proprietatile lichidului de lucru, etansarile, materialele folosite se aleg functie de mediul in care lucreaza robotul.

Incarcarea motorului hidraulic este foarte variabila. La analiza sistemului de comanda al robotului trebuie urmarit domeniul de variatie al acestuia. Incarcarea statica exterioara se modifica de la valoarea maxima data de portanta robotului la cea limitata de rezistentele de frecare. Pentru sistemul de actionare hidraulic este dezavantajoasa o modificare in treapta a rezistentei statice, urmare a unei variatii instantanee a incarcarii. In aceasta situatie este utila o actionare hidraulica in grup. Avantajul ei il constituie simplitatea constructive. Dintre dezavantaje, cele mai importante sunt influentarea reciproca a motoarelor la functionarea cu viteze diferite, necesitatea lemitarii debitului lichidului de lucru si caracteristica nestationara a actionarii. Aceste dezavantaje ale motoarelor in grup pot fi inlaturate prin modificari speciale care se orienteaza in primul rand spre stabilizarea vitezei in cazul sarcinilor variabile sau, cu alte cuvinte, inlaturarea influentarii reciproce a motoarelor.

Actionarea pneumatica

Actionarile pneumatice, care sunt la ora actuala cel mai folosit mijloc de automatizare, si-au gasit aplicare si la robotii industriali. Printre avantajele cele mai importante se situeaza costul scazut. In majoritatea cazurilor nu este nevoie de sursa autonoma de mediu de lucru, intrucat in locurile de munca unde urmeaza sa fie instalati robotii este la dispozitie, de obicei, reteaua de aer comprimat.

Este de notat, de asemenea, si intretinerea simpla pe care o reclama. Dezavantajul principal al actionarii pneumatice il constituie precizia scazuta de pozitionare, la care se adauga dimensiulile mari ale organelor de forta si numarul limitat de pozitii de oprire in cadrul axelor de coordonate individuale.

Aceste pozitii pot fi stabilite la ora actuala prin doua mijloace de baza :

-cu limitatoare mecanice care se pozitioneaza in pozitiile limita ale cilindrului pneumatic. Aceasta solutie este avantajoasa numai pentu un numar redus de pozitii, pentru ca limitatoarele au o anumita lungime si nu pot fi asezate oricat de aproape dorim ;

-a doua solutie este folosirea cilindrilor cu mai multe pozitii. Este vorba de legarea unor cilindri cu doua pozitii, atatia la numar cat sa fie atins numarul de pozitii cerut.

Actinarile pneumatice permit aplicarea unei serii intregi de noutati din tehnica actionarilor. Una din ele este, de exemplu, posibilitatea de folosire a transmisiilor cu unde, care ating raporturi mari de transformare.

Miscarea cilindrului pneumatic poate sa fie transmisa in acest caz printr-un organ de transmitere cu unde, corect dimensionat, direct la organul de lucru al robotului ; in circuit este prezenta si o frana.

Alta noutate o constituie actionarile pneumatic comandate electronic cu frana electromagnetica care lucreaza pe un principiu constructiv asemanator celui servoactionarilor hidraulice.

Actionarile electrice

Avantajul actinarilor electrice il constituie independenta de mediile sub presiune si posibilitatea foarte buna de reglare.

Pentru realizarea translatiilor si rotatiilor individuale ale lementelor robotului se folosesc urmatoarele principii de actionare :

Servoacionarea cu motoare de c.c.

Combinand elemente de actionare de calitate cu servomotor propriu (moment de inertie mic, moment motor mare si posibilitatea de a suporta suprasarcina) obtinem actinari care indeplinesc toate cerintele importante pentru robotii industriali.

Actionarea lineara

Translatiile directe sunt avantajoase in primul rand in cazul in care este necesara o viteza mare de deplasare, intrucat transformarea rotatiei in translatie este tehnic limitata.

Apar si pentru aceste actionaridezavantaje, mai ales din punct de vedere al dinamicii, al preciziei de pozitionare si al comsumului de energie. Acesti factori limiteaza destul de mult folosirea atat a actionarilor inductive cat si a celor lineare de curent continuu si aceasta nu numai pentru roboti.

Motoarele pas cu pas

Aceasta cationare face posibila transformarea directa numerica a impulsurilor de intrare in miscari pas cu pas si legarea directa la sistemul de masurare a deplasarii.

La alegerea tipului de actionare electrica pentru un anumit robot industrial este nevoie sa privim anumiti factori. Printre cei mai importanti sunt :

-pentru o serie de operatii pe care trebuie sa le realizeze robotul (de exemplu pentru aplicatiile de incarcare) trebuie sa fie limitata accelaratia la ajugerea in pozitie ;

-in stare de repaus este adesea necesar sa nu se transmita moment, actionarea trebuie sa fie deci blocata ;

-o serie de operatii de manipulare cer, pentru micsorarea timpilor auxiliari, pe langa viteze mari si acceleratii si franari corespunzatoare ;

-pentru o serie de actionari trebuie sa se considere modificarea momentului de inertie.

Dupa analiza acestor cerinte este clar ca dintre toate variantele de actionare electrica prezentate, cea mai avantajoasa este servoactionarea cu curent continuu.