Глава 2. Электрогидравлические приводы промышленных роботов

Электрогидравлические приводы^* широко используются в ПР большой (50-100 кг) и сверхбольшой (более 100 кг) грузоподъемности. В последнее время наблюдается тенденция использования в ПР большой грузоподъемности как гидроприводов, так и электроприводов [4], особенно на нижнем пределе грузоподъемности (до 80 кг).

^* (В дальнейшем для упрощения термин "электрогидравлический привод" заменен на термин "гидропривод".)

Особенностью ПР большой и сверхбольшой грузоподъемности является наличие не только значительной полезной нагрузки, но и преобладание в ней инерционных нагрузок от подвижных звеньев робота. Именно при таком характере нагрузок проявляются преимущества гидроприводов перед электроприводами в обеспечении высоких значений динамических характеристик. Кроме того, больше проявляются преимущества гидроприводов в энергетических характеристиках, за счет которых обеспечивается значительное снижение массы робота.

Как известно, гидроприводы реализуются тремя различными схемами:

- с постоянными давлением рабочей жидкости в системе и производительностью гидравлического насоса;

- с постоянным давлением рабочей жидкости в системе и переменной производительностью гидравлического насоса;

- с переменными давлением рабочей жидкости в системе и производительностью гидравлического насоса.

Первые две схемы реализации называют гидроприводами дроссельного управления соответственно с гидравлическим насосом постоянной и переменной производительности, а третью - гидроприводом объемного управления.

В существующих ПР применяют преимущественно первые две схемы и практически не применяют третью.

В табл. 2.1 представлены некоторые ПР, в которых применяются гидроприводы [3].

Таблица 2.1

Отношение грузоподъемности к собственной массе у современных ПР сверхбольшой грузоподъемности составляет примерно 0,5. С уменьшением грузоподъемности это отношение снижается до 0,03.

Для ПР большой грузоподъемности это отношение составляет примерно 0,1. Поэтому инерционные нагрузки на гидропривод в таких роботах могут быть приблизительно в 10 раз больше, чем инерционность полезной нагрузки, а силовые нагрузки полностью определяются грузоподъемностью.

В ПР с гидроприводами используются замкнутые аналоговые и цифровые системы программного управления - контурные и позиционные. В некоторых роботах применяются оба исполнения системы программного управления - контурное и позиционное. Позиционные системы управления с гидроприводом имеют особенность в конструкции золотниковых распределителей - существенно нелинейное изменение площади проходного сечения по ходу золотника с целью, обеспечения плавной остановки подвижных частей привода при позиционировании.

Как правило, ПР с гидроприводами имеют универсальное применение, манипуляторы снабжаются шестью степенями подвижности вращательного и поступательного действия с точностью позиционирования до ±0,5 мм и объемами рабочих зон более 30 м³.