Телефон: +7 (383)-235-94-57

МОДЕРНИЗАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА ABB "IRB 6620", ИСПОЛЬЗУЮЩЕГОСЯ ДЛЯ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ

Опубликовано в журнале: Инженерные решения №1(2)

Автор(ы): Поезжаева Елена Вячеславовна, Ильина Алёна Александровна, Шиянова Алина Владимировна

Рубрика журнала: Технологии машиностроения

Статус статьи: Опубликована 18 января

DOI статьи: 10.32743/2658-6479.2019.1.2.34

Библиографическое описание

Поезжаева Е.В., Ильина А.А., Шиянова А.В. МОДЕРНИЗАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА ABB "IRB 6620", ИСПОЛЬЗУЮЩЕГОСЯ ДЛЯ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ // Инженерные решения: эл.научный журнал. –2019 – №1(2). URL: https://journaltech.ru/archive/2/34 (дата обращения: 23.08.2019)

Поезжаева Елена Вячеславовна

канд. техн. наук, доц. ПНИПУ,

РФ, г. Пермь

Ильина Алёна Александровна

студент, Пермского национального исследовательского политехнического университета,

РФ, г. Пермь

Шиянова Алина Владимировна

студент, Пермского национального исследовательского политехнического университета,

РФ, г. Пермь

MODERNIZATION OF INDUSTRIAL ROBOT ABB "IRB 6620", USED FOR POINT WELDING

 

Elena Poezzhaeva

candidate of technical sciences, assistant professor PNRPU,

Russia, Perm

Alyona Ilina

student, Perm national research polytechnic university,

Russia, Perm

Alina Shiyanova

student, Perm national research polytechnic university,

Russia, Perm

 

АННОТАЦИЯ

В статье предложен проект модернизации промышленного робота компании ABB «IRB 6620». Показана актуальность модернизации в связи с необходимостью мобильности и маневренности робота для его передвижения на рабочем пространстве. С помощью анализа конструкции робота и передвижной платформы на колесах Илона, разработан наиболее эффективный способ проходимости и отслеживания траектории.

ABSTRACT

The article proposed the project of modernization of the industrial robot company ABB "IRB 6620". The relevance of modernization due to the need for mobility and maneuverability of the robot for its movement in the working space is shown. By analyzing the design of the robot and the mobile platform on the wheels of Ilon, the most effective method of maneuverability and tracking of the trajectory has been developed.

 

Ключевые слова: мобилизация, робот-сварщик, колеса Илона , мобильная платформа.

Keywords: mobilization, robot welder, Ilon wheels, mobile platform.

 

Промышленное производство требует внедрения роботизированных систем. Различные роботизированные механизмы ещё с середины прошлого века применялись для оптимизации производства. С тех пор данная сфера развилась до такой степени, что в некоторых отраслях способна полностью заменить человека, тем самым освободить его от тяжелой и рутинной работы. 

Данное исследование направлено на модернизацию промышленного робота ABB IRB 6620 (рис.1), который обладает высокой грузоподъемностью (150 кг) при оптимальном весе (900кг). В первую очередь, он предназначен для точечной сварки. Данный вид сварки широко распространён на промышленных предприятиях, благодаря ряду преимуществ: прочность шва и сварных точек, выгодность использования, простота оборудования. Несмотря на то, что робот можно установить на пол, стену, потолок, он не является мобильным и маневренным. Исходя из этого, робот можно модернизировать так, чтобы он мог перемещаться по цеху.

 

Рисунок 1. Промышленный робот IRB 6620

 

Актуальность данной работы обусловлена широким спектром применения данного робота в промышленности, следовательно, и необходимостью его мобильности. В связи с этим необходимо разработать модель, способную свободно перемещаться на рабочем пространстве. В ходе проведенного анализа, были изучены характеристики и конструкция, предложен способ модернизации, разработан наиболее эффективный метод передвижения робота на рабочем месте, исследованы принципы работы модернизированного робота за счет его механической системы управления.

В качестве решения этой задачи необходимо установить манипулятор на мобильную платформу, которая перемещается благодаря колёсам Илона. Предлагаем считать конструкцию манипулятор-платформа единым модернизированным роботом.

Рассмотрим новую структуру, которая состоит из колёс с восемью роликами, при неисправности одного ролика, его можно заменить, не снимая колесо с платформы, что является явным преимуществом их использования. На данную платформу устанавливается два колеса Илона слева и два справа. Они подсоединены к платформе с учетом направления. Для каждого колеса имеется отдельный мотор, управление которым не зависит от остальных. 

Расположение роликов влияет на движение робота, так как угол плоскости колеса с его осью составляет 45̊. Существуют колеса, направленные влево и вправо (Рис. 2), их расположение относительно платформы показано на Рис. 3.

 

 

                       Рисунок 2. Виды колес Илона                      Рисунок 3. Расположение колес на платформе

 

Положим, что R является радиусом колеса, - угловая скорость с 1-4 колесо соответственно, -скорость ролика с 1-4 колесо соответственно, , - скорости платформы по оси X и Y. Примем O за точку отсчета координат в центре платформы. - центр колеса 1-4 соответственно. - промежуток между O и . - половина расстояния между  и и  α- угол между и  (α= 45˚).

 

 

Рисунок 4. Глобальная система координат                   Рисунок 5. Локальная система координат

 

Из Рис.4 следует, что скорость центра первого колеса:

 

                                                                   (1)

                                                                  (2)

 

Из Рис.5 следует, что скорость центра первого колеса:

 

                                                      (3)

                                                                       (4)

 

Приравняем формулы (1) и (3), (2) и (4):

 

                                          (5)

                                                (6)

 

Выполнив необходимые преобразования, получим:

 

                                      (7)

 

На основе формулы (7), получим угловые скорости для каждого колеса.

 

                                    (8)

 

Исходя из полученных формул скоростей, можно сделать вывод, что модернизированный робот обладает высокой маневренностью за счет расположения роликов на колесах Илона.

Зависимость движения платформы от вращения колес:

  • Робот совершает обороты вокруг своей оси, когда колеса справа движутся вперед, а слева назад, и наоборот;
  • Робот движется в ту же сторону, что и все колеса;
  • Робот движется диагонально, когда два расположенных по диагонали колеса вращаются в одном направлении, остальные два колеса не движутся;
  • Робот перемещается в сторону, когда два колеса этой стороны совершают обороты по направлению к центру, остальные два-от центра.

Робот движется за счет работы электродвигателя, который контролируется системой управления (СУ). Управление приводами и исполнительными механизмами двигательной системы образует СУ. Модернизированный робот обладает однопозиционной СУ, т.е. инструмент совершает остановку после каждого движения робота. Так же СУ контролирует положение каждого из звеньев манипулятора и определяет последовательность команд.

Предложенная модернизация робота позволяет расширить его диапазон действий, направленных на увеличение производительности, оптимизации рабочего процесса на производстве. Благодаря особому строению колеса модернизированный робот будет способен передвигаться в различных направлениях, иметь высокую мобильность и взаимозаменяемость роликов при их износе или повреждении в процессе технологических операций.

 

Список литературы:

  1. Концепция развития робототехники / Е. В. Поезжаева // Концепция развития робототехники : учебное пособие. / М-во образования и науки Рос. Федерации, Перм. нац. исслед. политехн. ун-т. - Пермь : Изд-во ПНИПУ, 2018. - 439 с. Утв. РИС ун-та в качестве учеб. пособия.
  2. Теория механизмов и механика систем машин / Е. В. Поезжаева // Теория механизмов и механика систем машин : учеб. пособие. / М-во образования и науки Рос. Федерации, Перм. нац. исслед. политехн. ун-т. - Пермь : Изд-во ПНИПУ, 2015. - 399 с. Допущено УМО вузов по образованию в обл. автоматизированного машиностроения (УМО АМ) в качестве учеб. пособия.