|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Данные о применении промышленных роботов в реальных производственных условиях
Среди наиболее распространённых действий, совершаемых промышленными роботами, можно назвать следующие: · выполнение основных технологических операций; · получение заготовок различными методами; · перемещение деталей и заготовок от станка к станку или от станка к системам сменных паллет (приспособлений-спутников), иначе – функция транспортирования; · автоматизация транспортирования с адресацией грузов; · сварка непрерывных швов или точечная сварка; · покраска деталей и изделий; · выполнение операций резания с движением инструмента по сложной формообразующей траектории; · нанесение герметиков, клеев, лакокрасочных и др. покрытий; · контроль и сортировка продукции; · обслуживание автоматизированных складов. Достоинства применения промышленных роботов следующие: · достаточно быстрая окупаемость; · исключение влияния субъективного человеческого фактора на конвейерных автоматизированных производствах, а также при проведении монотонных работ, требующих постоянной высокой точности; · повышение точности выполнения технологических операций и, как следствие, повышение качества; · возможность использования оборудования в три смены, 365 дней в году, т. е. повышение коэффициента использования оборудования. По видам производства промышленные роботы можно условно подразделить на: – литейные; – сварочные; – кузнечно-прессовые; – для механической обработки; – сборочные; – окрасочные; – транспортно-складские. Использование промышленных роботов в этих операциях позволяет облегчить или вовсе заменить человеческий труд на производстве, в строительстве, при работе с тяжёлыми грузами, вредными материалами, а также в других трудоемких или небезопасных для человека условиях. Эффективность применения промышленных роботов также состоит: · в создании гибких производственных систем различного уровня сложности. В серийном производстве продукции роботы вместе с технологическим оборудованием позволяют автоматизировать производство в условиях частой смены выпускаемой продукции; · в повышении производительности обработки и сборки, а так же в высвобождение значительной части рабочих, занятых в производстве; · в повышении качества и однородности выпускаемой продукции, которое достигается за счет применения постоянной программы робота, исключения ошибок рабочих и автоматизации контроля; · в сокращении роли ручного труда и в создании основ комплексной автоматизации производства. Далее приведем в качестве иллюстрации (рис. 2.63 и 2, 64) некоторые типы современных промышленных роботов различного целевого назначения, в целях обзора и методической помощи при выборе модели.
Рис. 2.63. Некоторые модели промышленных роботов, использующих ангулярную систему управляемых координат: а – робот модели SKILAM SR-3; б – робот СМАРТ 10– 25; в – робот Adept; г – робот SAR–10
По специализации промышленные роботы подразделяются на специальные, выполняющие строго определенные технологические операции или обслуживающие конкретные модели технологического оборудования; специализированные, предназначенные для выполнения технологических операций одного вида.
Рис. 2.64. Модели промышленных роботов различного назначения: а – робот ROBEL J модели RJ65 для непрерывной дуговой сварки; б – стационарный робот для операций точечной сварки; в – робот портального типа; г – представитель семейства ПР фирмы KUKA (Германия)
Промышленный робот Kawasaki BX100N – универсальный робот напольного типа с 6-ю степенями подвижности, подходит для таких работ, как: перемещение объектов, обслуживание станков, точечная сварка, очистка заготовок и т. п., успешно интегрируясь в общую систему управления АСМ. Основные его технические данные приведены в табл. 2.6. Табл. 2.6. Характеристика робота Kawasaki BX100N
Промышленный робот ABB IRB 6400R 2, 25-75, наиболее часто используется в среде автомобильных производителей. Роботы имеют высокую надёжность и широкие возможности. Каждый манипулятор имеет модульную конструкцию, что облегчает возможность модификации конструкции и расширяет спектр возможностей одного робота в условиях гибкого серийного производства. Этот универсальный робот напольного типа с 6-ю степенями подвижности, подходит для таких работ, как: перемещение деталей (объектов), обслуживание станков, точечная сварка, очистка материалов и т. п. Основные данные такого робота приведены в табл. 2.7.в виде его технической характеристики. Табл. 2.7. Характеристика робота ABB IRB 6400R 2, 25-75
Промышленный робот COMAU SMART-5NJ-110-3.0. Производитель COMAU GROUP входит в промышленную группу Fiat, выпускает различные модели промышленных роботов грузоподъемностью до 800 кг. Применяемость этих роботов стандартна для любых роботов с антропоморфной кинематикой: сварочные технологии, паллетирование, механическая обработка деталей, нанесение покрытий и различных составов, окраска, грунтовка и т. п. Основные сведения о роботе данной модели приведены в табл. 2.8. Табл. 2.8. Характеристика робота COMAU SMART-5NJ-110-3.0
Промышленный робот KUKA KR90 R3100. Разработка немецкой компании-производителя промышленных роботов, которая является одним из трёх ведущих поставщиков ПР для автомобильной промышленности на мировом на европейском рынке. Основные области применения промышленных роботов КUKA следующие: электродуговая сварка металлоконструкций, точечная сварка, паллетирование (штабелирование, укладка), механическая обработка (шлифование, полирование, 3Д-фрезерование) и др. Основные технические характеристики робота приведены в табл. 2.9. Табл. 2.9. Характеристики робота KUKA KR90 R3100
Промышленный робот Fanuc R-2000iB/100H. Компания FANUC – один из лидеров мирового рынка промышленной автоматизации, станкостроения, числового программного управления и робототехники. Основные технические характеристики этого робота сведены в табл. 2.10. На этом ограничимся приведенными сведениями о технических характеристиках ПР, которые и определяют эффективность их практического использования, в том числе и в составе автоматизированных станочных модулей. Эти характеристики всегда можно найти в соответствующих справочных материалах при выборе модели робота (в каталогах, в паспортных данных, в проспектах фирм-производителей), кроме того, их необходимо привести для каждой модели при выполнении обзорной части курсового проекта и ВКР. Табл. 2.10. Характеристики робота Fanuc R-000iB/100H
Однако, следует отметить, что приведенные модели ПР в большей степени предназначены для выполнения основных технологических операций, в то время как в нашем курсовом проекте они используются для автоматизации более простых вспомогательных операций по загрузке заготовок на станок с ЧПУ и снятию готовых деталей. Поэтому целесообразно дать еще пару примеров моделей с подробной информацией.
а б
Рис. 2.65. Иллюстрация возможностей смены пространственного положения шестистепенного ПР при установке детали на станок: а – при подаче в рабочую зону токарного станка; б – в момент ее установки в кулачки патрона
Промышленный робот модели «РИТМ–05» (рис 2.66 и 2.67).
Рис. 2.66. Общий вид промышленного робота «РИТМ–05» (вид сбоку)
б Рис. 2.67. Общий вид промышленного робота «РИТМ–05» (вид сверху)
Рассмотрим кратко устройство такого промышленного робота. Промышленный робот модели «РИТМ–0, 5» состоит из манипулятора и устройства УЦМ–ЗО циклового программного управления, соединенных между собой электрическими кабелями. Манипулятор 1 – это основная составная часть ПР, служащая для воспроизведения заданных управляющей программой движений, который установлен на рельсах 2, жестко крепящихся к полу, с возможностью сдвига и фиксации относительно обслуживаемого технологического оборудования. В верхней части манипулятора, на направляющих, установлена каретка 3 с закрепленными на ней двумя исполнительными органами (руками) 4, осуществляющая движение «Сдвиг каретки» по координате ОY. Руки оснащены жёсткими регулируемыми упорами на движения «Выдвижение-втягивание», а также механизмами 5 подъёма схватов 6 (рабочих органов робота). В них также имеются механизмы поворота схватов вокруг горизонтальной оси OXи пневмошланги 7 подачи сжатого воздуха. Техническая характеристика промышленного робота «РИТМ–05» 1. Количество исполнительных органов (рук), шт. 2 2. Грузоподъёмность в расчете на две руки, кг 0, 5 х 2 3. Тип системы управления – цикловая. 4. Количество кадров программы максимальное, шт. 100 5. Способ задания координат – по жестким упорам. 6. Общее на две руки число управляемых координат, шт. 7 7. Количество точек позиционирования по каждой координате, шт. 2 8. Количество технологических команд на робот, шт. 24 9. Число команд на технологическое оборудование, шт. 7 10. Допускаемое давление воздуха в цеховой сети, МПа 0, 45–1, 0 11. Рабочее давление воздуха в сети робота, МПа 0, 45 12. Величины рабочих ходов (см. таблицу) 13. Точность позиционирования, мм ±0, 1 14. Средние скорости перемещений: - выдвижение руки, м/с. 0, 55 - сдвиг каретки, м/с 0, 1 - поворот схвата вокруг горизонтальной оси, град/с. 180 15. Наработка на устойчивый отказ, час. 140 16. Срок службы до капитального ремонта, час. 10000 17. Размеры рабочей зоны в плоскости, мм 600 x 480 18. Потребляемая мощность, Вт (не более) 700 19. Габаритные размеры, мм 500х860х875 20. Масса (включая систему управления УЦМ-ЗО), кг 555 Схема рабочего пространства робота представлена на рис. 2.68. Величины и направления перемещений рабочих органов приведены в таблице 1, а размеры рабочего пространства робота даны на рис. 2.69.
Рис. 2.68. Схема параметров рабочего пространства робота «РИТМ–05», направления осей координат и номеров точек позиционирования
Табл. 2.11. Количественные параметры рабочего пространства робота «РИТМ–05» и характер его возможных перемещений
Рис. 2.69. Промышленный робот «ЦИКЛОН–3Б». Общий вид с основными размерами (вид сбоку и вид сверху, соответственно) Основные данные о промышленном роботе и его технические показатели приведены в табл. 2.12. Табл. 2.12. Техническая характеристика промышленного робота модели «ЦИКЛОН–3Б»
Продолжение таблицы 1
Примечание. Принципиальные схемы управления роботами данных моделей здесь не приводятся, т. к. в рассматриваемом курсовом проекте их использование не требуется, но они могут быть предоставлены авторами в электронном (или бумажном) виде по первой просьбе обучающегося. Напоминаем, что оба промышленных робота являлись объектом изучения при выполнении соответствующих лабораторных работ по курсу АППМ. Рассмотрим устройство промышленного робота " ЦИКЛОН–3Б", принцип его работы и конструкцию основных узлов. Примечание. Принципиальные схемы управления роботами данных моделей здесь не приводятся, т. к. в рассматриваемом курсовом проекте их использование не требуется, но они могут быть предоставлены авторами в электронном (или бумажном) виде по первой просьбе обучающегося. Напоминаем, что оба промышленных робота являлись объектом изучения при выполнении соответствующих лабораторных работ по курсу АППМ. Промышленный робот " Циклон–ЗБ" представляет собой комплекс, состоящий из манипулятора и связанного с ним посредством электрических кабелей устройства 2 программного управления робота, на верхней части которого расположена штекерная панель 3 для набора управляющих программ. Манипулятор устанавливается в производственном помещении и выверяется по уровню с помощью винтов 4. Он содержит два жестко связанных друг с другом исполнительных органа 5, но допускается установка и одного органа (руки). Последние закреплены с возможностью поворота на вертикальной оси и несут на свободных концах сменные захватные устройства 6, а также жесткие регулируемые упоры 7 и гидродемпферы 8 выдвижения рук. Аналогичные элементы, контролирующие подъем и поворот исполнительных органов, установлены в зоне механизмов, осуществляющих эти движения. Кроме того, робот оснащен механизмами привода, обеспечивающими перемещение ИО по каждой из координат, а также пневмосистему подготовки и распределения воздуха. Робот имеет пульт 9 управления в ручном режиме. Благодаря этому обеспечивается их перемещение по координатам ОХ, ОУ, 0Z рабочей позиции. Сам же робот использует цилиндрическую систему координат. При выходе руки в заданную точку пространства она воздействует на соответствующий жесткий упор, ограничивающий величину хода, его требуемую точность. Гидродемпферы позволяют, за счет снижения скорости руки в конце хода, повысить точность позиционирования (остановки исполнительного органа), создать плавный безударный характер работы. Одновременно с этим срабатывают конечные выключатели, контролирующие выполнение рабочих перемещений и подающие сигналы в систему управления для осуществления следующей команды (движения). Движения – поворот захватного устройства, зажим и разжим его, а также установка упоров поворота рук конечными выключателями не контролируются, так как их величина определяется либо конструкцией самих механизмов манипулятора, либо размерами зажимаемой детали. При построении циклограммы на их выполнение можно отвести, ориентировочно, интервал времени, равный 0, 1 с. на каждое движение. Примечание. Если по высоте положения на станке заготовки, подаваемой роботом, и высотой, которая обеспечивается им (с учетом его габаритов и рабочего хода), имеется расхождение, то ПР может быть установлен на специальной сварной подставке. Как вариант, его монтаж может быть осуществлен в углублении пола цеха, что менее предпочтительно.
2.8. Компоновка общего вида автоматизированного станочного модуля; требования к оформлению чертежа Таким образом, после рассмотрения вопросов, связанных с обоснованным выбором модели станка с ЧПУ и промышленного робота, перейдем к порядку компоновки на их основе АСМ и к требованиям, которые к ней предъявляются. Общий вид (обозначается как ВО) АСМ изображается обязательно в двух проекциях в проекционной связи: вид модуля сверху и вид спереди. Кроме того, могут быть даны дополнительные виды, поясняющие расположение оборудования, входящего в АСМ. Формат чертежа указан в соответствующем разделе данного пособия, поясняющем содержание графической части, но всегда (по желанию студента) может быть изменен в сторону его увеличения, для большей наглядности, особенно учитывая его последующее использование в ВКР. Масштабом изображения могут служить стандартные масштабы уменьшения, например: 1: 5; 1: 10; 1: 15 или 1: 20. Начиная с конфигурации станка с ЧПУ, на виде сверху следует нанести все остальные элементы АСМ, соблюдая выбранный масштаб и стараясь располагать их оптимальным образом (прежде всего, из условия экономии производственных площадей). При этом дать размеры привязки всех элементов к станку (особенно это касается расположения промышленного робота и накопителя). Обязательными элементами АСМ являются: - металлорежущий станок выбранной по технологическому процессу модели; - промышленный робот, обеспечивающий автоматизацию вспомогательных операций; - накопитель заготовок (деталей), служащий для бесперебойной и автономной работы модуля заданное время (подробнее, см. ниже); - шкаф, где располагается система ЧПУ, шкаф с электрооборудованием; - рабочий стол (верстак) для удобства работы наладчика; - пульт системы ЧПУ с указанием применяемой системы (FANUC, Siemens, Hendehain и др.); - тележка для сбора и вывоза стружки; - устройство удаления с модуля готовых деталей (например, конвейер, транспортер и т. п.). Долее, требуется изобразить ограждение АСМ в виде металлической сетки или специальных панелей. Оно устанавливается на полу цеха и определяет занимаемую модулем производственную площадь. Эта площадь рассчитывается как произведение длины ограждения на его ширину, выраженное в квадратных метрах и является обязательным пунктом технической характеристики на чертеже ВО модуля. Высота ограждения – 1500 мм. В ограждении следует наметить проем (дверь) для входа обслуживающего персонала и вывоза стружки тележкой в конце смены. Дверь снабжается блокировкой для предотвращения доступа посторонних лиц в период работы модуля. Ключ от устройства блокировки должен храниться у наладчика, как ответственного за работу АСМ. Обязательно следует отразить (можно схематично, ввиду уменьшающего масштаба) тип применяемого на данном станке с ЧПУ инструментального магазина и показать расположение в нем режущих инструментов. Необходимо обозначить направления всех применяемых на станке управляемых координатных осей (из общего набора – X, Y, Z, A, B, C). Показать (желательно отдельным местным видом и с увеличением, расположение станочного зажимного приспособления на столе станка и дать размеры привязки к нулевой точке стола.). Все сказанное больше касалось вида сверху, а теперь в проекционной связи остается изобразить вид спереди. Показывать в сечениях устройства станка и ПР не требуется, достаточно привести их конфигурацию, но обязательно с соблюдением выбранного масштаба. Размеры фрагментов оборудования можно определить пропорционально габаритным размерам, которые обычно даются в каталогах. Вспомогательные элементы, мешающие изображению основных частей модуля, можно условно не показывать. Следует дать габаритные размеры. Обязательным размером также служит расстояние от пола до плоскости стола многоцелевого станка или до оси шпинделя токарного станка с ЧПУ. Техническая характеристика станочного модуля должна содержать следующие обязательные пункты: - производительность станочного модуля, дет/час; - время выполнения рабочего цикла обработки детали, с.; - время работы модуля с полной загрузки накопителя, час; - количество типов обрабатываемых деталей, шт.; - рабочее давление воздуха (или масла) в системах станка (а также промышленного робота), МПа; - занимаемая производственная площадь, м2. Примечание. Технические требованиядля АСМможно сформулировать обучающемуся самостоятельно. Ниже рассмотрим в качестве примеров несколько компоновок общего вида станочных автоматизированных модулей. Первый из них дается для ознакомления с его составом, дается в наиболее наглядном виде, необязательном для представления в курсовом проекте. Последующие примеры подходят для выполнения общего вида АСМ в нашем проекте. Приносим извинения за трудно читаемые обозначения на приведенных рисунках, что объясняется значительным их уменьшением в сравнении с предусмотренными форматами. Пример 1. Состав, компоновка, и описание станочного модуля для обработки детали «Крышка». Его общий вид показан на рис. 2.70 и 2.71, где, для наглядности он дан в виде изометрического изображения. На последнем изображении рабочий орган ПР показан дополнительно в положении захвата очередной заготовки из накопителя дискового типа, а также в положении укладки готовой детали на отводящий транспортер (справа). Центральным элементом станочного модуля является токарный станок 1 с ЧПУ, все остальные элементы модуля ориентируются и добавляются согласно требованиям. Промышленный робот 2 располагается перед рабочей зоной станка таким образом, чтобы обеспечивался прямой беспрепятственный доступ рабочего органа («руки») робота в рабочую зону станка. Накопитель заготовок 3 и отводящий транспортер 4 расположены на одной линии с осью базирования робота по разным сторонам от него, перпендикулярно положению «руки» манипулятора в положении установки и снятия детали. Такое расположение наиболее выгодно для простоты написания управляющей программы.
Рис. 2.70. Компоновка автоматизированного станочного модуля для обработки детали «Крышка»
В правом верхнем углу станочного модуля находятся силовые элекрошкафы 5, один для питания токарного станка, второй общий для остальных компонентов модуля. Справа показан блок управления 6, выполняющего функцию управления роботом и задачи управляющей системы всем модулем, включающей управление станком, накопителем, отводящим столом, а также осуществляющий связь с внешними системами. В левом нижнем углу располагаются тележки с заготовками 7, приготовленными для загрузки в накопитель. В правой нижней части модуля располагается шкаф с инструментом 8, а между дверью входа в станочный модуль и шкафом инструмента находится стол наладчика 9, в левом верхнем углу установлена гидростанция 10 токарного станка. Станочный модуль отгорожен от остального пространства цеха защитным ограждением, в соответствии с правилами техники безопасности для исключения доступа посторонних лиц во время его работы.
Рис. 2.71. Вариант объемного изображения АСМ токарного типа
Рис. 2.72. Общий вид использованного в составе данного АСМ промышленного робота модели ABB IRB 6400R 2, 25-75
Рис. 2.73. Общий вид АСМ токарного типа (пример исполнения) Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-03; Просмотров: 1827; Нарушение авторского права страницы
а
б
в
г
а
б
в
г
