Промышленные роботы

  В  системах  ЧПУ  используются  два  типа  приводов:  разомкнутые  (обычно шаговые) и замкнутые (следящие). Шаговый электромеханический привод управляется последовательностью  импульсов, которые вы- рабатывает специальный  коммутатор. В следящих приводах сигнал зада- ваемого перемещения или  угла поворота сравнивается с сигналом датчика перемещения  или  угла  поворота  на  выходном  звене,  по  результату  сравнения  двигатель поворачивается так, чтобы  эти  два  сигнала  стали  равными друг другу. Таким образом, перемещение выходного звена сле- дует за выходным электрическим сигналом. Точность следящего привода  в значительной мере зависит от точности датчика. В системах ЧПУ ис- пользуются  как  специальные  кодовые ( цифровые)  датчики,  выдающие  сигнал поворота в двоичном коде, и импульсные, выдающие число им- пульсов, пропорциональное углу поворота или перемещению, так и ана- логовые (потенциометры и  вращающиеся трансформаторы). Погрешности точных датчиков составляют 0,01 % от диапазона перемещений или  углов поворота. 

  В течение ряда лет при проектировании устройств управления про- мышленных  роботов наблюдались  две противоположные  тенденции.  С  одной стороны, создавались  устройства управления для каждого  робота,  отличные  от всех  других.  С  другой стороны, выпускались  унифициро- ванные устройства управления, предназначенные не для одного опреде- ленного робота, а для целой группы роботов определенного класса. Доля  унифицированных устройств управления из года в год растет, в настоящее время она  составляет  более  половины. Преимущества  унифицированных устройств управления в основном те же, что и модульных конструкций, поскольку устройство управления можно рассматривать как самостоятельный модуль промышленного робота. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  2   РОБОТИЗИРОВАННЫЕ КОМПЛЕКСЫ

  Роботизированные  комплексы являются составной частью гибких производственных систем. В состав комплексов включаются промышленные роботы (ПР). В роботизированных технологических комплексах (РТК) ПР выполняет вспомогательные операции  типа «вять — положить», в роботизированных производственных комплексах (РПК) ПР выполняют основные операции технологического  процесса (сварку, сборку, окраску). 

  В состав РТК кроме ПР входят металлообрабатывающие  станки,  вспомогательное транспортное оборудование, включающее накопители, магазины заготовок, инструментов и  т. д. В зависимости от числа  станков, обслуживаемых одним ПР, различают  одностаночные и многостаночные РТК. В состав любого РТК входят также  устройства  управления как отдельным  ПР, так и всем РТК. Число устройств  управления, как правило, равно числу  станков и других технологических  машин (в том числе и ПР). В  ряде случаев для управления  одностаночного РТК используют общую  систему управления, особенно  тогда, когда управление станком и ПР выполняется раздельно во  времени. 

  Металлообрабатывающие станки, предназначенные для встраивания  в РТК, должны обладать высокой производительностью, высоким  уровнем концентрации разнохарактерных переходов обработки, удобным доступом к рабочей зоне станка, механизмами автоматической  смены инструмента, зажима заготовок.

  Рисунок 2.1 – Компоновка РТК:

  а — для индивидуального обслуживания оборудования, б — группового обслуживания при линейном,  в — линейно-параллельном расположении оборудования 
 

  Конструкция станка должна  обеспечивать автоматическое открывание и закрывание защитных экранов, офаждающих зону обработки, автоматический обдув или  обмыв базовых поверхностей приспособлений для закрепления заготовок, дробление и уборку стружки.

  Для встраивания в РТК серийно  выпускаемые станки модернизируют  или разрабатывают специализированное оборудование вновь.  На рисунке 2.1 показаны компоновки РТК на базе напольных ПР.

    Круговую компоновку используют при стационарных ПР, линейно- параллельную — при подвижных ПР. РТК с групповым обслуживанием  в зависимости от количества выпускаемых изделий может иметь различные организационные формы загрузки оборудования: от независимой работы каждого станка до поточной линии.  РТК для индивидуального обслуживания оборудования (рисунок 2.1, а) входит станок 2 и автономный или встроенный в оборудование ПР  1, перемещающий заготовки из накопителя 3 к станку, а от станка к конвейеру 4. Такую компоновку РТК используют в средне- и крупно­ серийном производстве. В РТК автоматизированы операции установки заготовки, снятия детали, фиксации заготовки в рабочей зоне обработки. Обеспечиваются транспортные и информационные связи с основным производством.

  При групповом обслуживании оборудования, имеющим круговое  линейное (рисунок 2.1, б) или линейно-параллельное (рисунок 2.1, в) распо­ ложение, ПР выполняет еще и межстаночное транспортирование заготовок.

  Рисунок 2.2 – РТК на базе токарного станка 

  В настоящее время серийно выпускают  РТК типа станок —  ПР на базе станков  токарной, сверлильной, фрезерной и  шлифовальной групп, а также станков  с ЧПУ.  На рисунок 2.2 показана структура РТК на базе токарного станка 12. Последний оснащен автоматическими базирующими и зажимными приспособлениями 2 и устройством 10 автоматической смены инструмента, ПР 9 с устройством 8 для автоматической смены захватного  устройства 4 и устройством 3 для очистки базовых поверхностей  заготовок, а также системы управления 1 ПР и станком. РТК оснащен ячейками 6 автоматизированного склада и ориентированными магазинами 5 для заготовок. Рабочую зону станка предохраняет ограждение  11. Конвейер 7 служит для удаления стружки.

  На  рисунок 2.3 показан РТК для нарезания зубчатых колес. В его состав  входит зубофрезерный станок 4 с ЧПУ, управляемый от ЭВМ 3,  портальный загрузочно-погрузочный механизм 6 и ПР 5, который снимает нарезанную фрезой 2 деталь 1 и устанавливает заготовку 10.  Механизм 6 транспортирует инсфумент из магазина 7, приспособления  из магазина 8 и заготовки из магазина 9.

  Несколько РТК, объединенных  транспортно-складской  системой и автоматизированной системой управления, образуют гибкие автоматические линии или гибкие автоматизированные участки.

  Рис. 234. РТК обработки зубчатых колес

  ВЫВОДЫ

  Роботы  нашли применение в различных сферах машиностроительного  производства. 

  Например,  при  механической  обработке  деталей  с  помощью ПР автоматизируют:

• установку заготовок в рабочую зону станка и (при необходимости) контроль правильности их базирования;
• снятие  готовых деталей со станка и размещение их в тару (накопитель); передачу деталей от станка к станку;
• кантование деталей (заготовок) в процессе  обработки; 
• контроль  размеров  деталей; 
• очистку  базовых  поверхностей  деталей и приспособлений;
• смену инструментов. Более сложные конструкции ПР используются в сварочном производстве, при автоматической  сборке узлов. 

  Опыт  эксплуатации  ПР  показывает,  что  наиболее  целесообразной  формой их применения в условиях серийного производства является создание роботизированных технологических комплексов (РТК), на базе которых можно создавать роботизированные участки, автоматические линии, гибкие производственные системы.

   СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 

1. Ансеров Ю.М., Салтыков В.А., Семин В.Г. Машины и  оборудование машиностроительных предприятий. – Л.: Политехника, 1991. – 365 с.
2. Дальский А.М, Арутюнова И.А., Барсукова Т.М. Технология конструкционных материалов. – М.: Машиностроение, 1985 – 448 с.
3. Оборудование машиностроительных предприятий: Учебник / А.Г.Схиртладзе, В.И. Выходец, Н.И. Никифоров, Я.Н. Отений/ ВолгГТУ, Волгоград, 2005. – 128 с.
4. Технологическое оборудование машиностроительных производств: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов/А.Г. Схиртладзе, В.Ю.Новиков; Под рад. Ю.М.Соломенцева. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2001. – 407 с: ил.