Эффективность применения промышленных роботов.

1. Создание гибких производственных систем (ГПС) различного уровня сложности. В серийном производстве продукции роботы вместе с технологическим оборудованием позволяют автоматизировать производство в условиях смены продукции.

2. Повышение производительности обработки и сборки, а так же высвобождение части рабочих.

3. Повышение качества и однородности выпускаемой продукции. Достигается за счет применения постоянной программы робота, за счет исключения ошибок рабочих, за счет автоматизации контроля.

4. Сокращение роли ручного труда и замена человека на наиболее трудоемких и вредных операциях.

5. Создание основ для комплексной автоматизации производства.

6. Снижение потребности в рабочей силе и удешевление производства

Существует несколько определений ПР, т.к. до настоящего времени терминология и классификация полностью еще не установились. Достаточно полно и в то же время кратко современные ПР могут быть определены так:

 

Промышленный робот – это автономно функционирующая машина, которая служит для воспроизведения некоторых двигательных функций человека при выполнении вспомогательных и основных производственных операций без его непосредственного участия человека и наделенная для этого некоторыми способностями человека, а так же способностью к обучению для работы в комплексе с другим оборудованием и приспособленная к производственной среде.

 

Однако ГОСТ 25686-85 дает несколько иное определение:

 

Промышленный робот – это автоматическая машина, стационарного или передвижного исполнения, состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности и перепрограммируемого устройства, программного управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций.

Перепрограмируемость – это свойство промышленного робота заменять управляющую программу автоматически или с помощью человека, т.е. изменять степень перемещения по всем степеням свободы и управляющей функции с помощью средств управления.

 

Рисунок 16 – Диаграмма к определению свойств промышленных роботов

 

Роботы на диаграмме изображаются трех мерной фигурой – паралелограмом. В системе координат:

OX – физические возможности или силовые характеристики.

OY – функциональные возможности или способности производить определенный набор действий.

OZ – уровень интеллекта, способности к принятию решений, выбор варианта действий, анализ окружающей обстановки.

Из диаграммы следует что:

1. ПР является наиболее универсальной машиной, в отличае от ЭВМ, которая не обладает физическими способностями, а так же от устройств типа подъемный кран, у которых нет интеллекта.

2. ПР ближе всех других машин к человеку.

Созданный для замены человека промышленный робот часто сравнивается с человеком. Такое сравнение допустимо, прежде всего для конструкций Пр, манипулятор которых сравним по кинематике с рукой человека (робот «пума»).

 

 

Рисунок 17 – Промышленный робот типа «ПУМА»

 

1 - туловище; 2 - плечевой сустав; 3 - плечо; 4 - локтевой сустав; 5 – предплечье; 6 - запястье; 7- ладонь; 8 - пальцы.

 

Рисунок 18 – Структурная схема руки человека

 

9 - основание манипулятора; 10, 12, 14, 15 - шарниры; 11, 13 - предплечье;

16 - пальцы схвата.

 

Рисунок 19 – Структурная схема «руки робота»

Сопоставляя эти схемы, можно видеть значительное сходство кинематики руки человека и рабочего органа робота.

 

Манипулятор – это управляемое устройство, машина, которая служит для выполнения двигательных функций, аналогичных функциям руки человека, при перемещении груза в пространстве, оснащенная для этого рабочим органом, в том числе захватным устройством.

 

Рабочий орган робота – это составная часть промышленного робота (рука), служащая для непосредственного выполнения технологических операций или вспомогательных переходов.

Манипуляторы делят на:

· Автоматически действующие. Имеют систему управления обеспечивающую перемещение по всем координатам, что делает промышленных роботов мнаго функциональными машинами, т.е. он соответствует требованиям гибкого перепрограммируемого устройства.

· С ручным управлением. Управляются оператором либо непосредственно за счет перемещения рабочего органа (нашли широкое применение в д\о для массивных грузов)

 

Автооператор – неперепрограмируемый автоматически действующий манипулятор.

 

Интерактивный робот – робот, который может управляться как оператором, так и автоматически. Для этого он специально снабжается блоком памяти, который обеспечивает режим обучения роботом.

В свою очередь различают:

1. автоматизированные интерактивные ПР обеспечивающие переход от ручного (биотехнического) управления к автоматическому режиму

2. супервизорное, когда все части заданного цикла операций выполняются ПР автоматически поэтапно, но только после подачи необходимой целеуказательной команды.

 

Система программного управления – в зависимости от конструктивного исполнения и функциональных возможностей различают системы управления:

· Механические (копиры, кулачки)

· Цикловые. Они базируются на штеклерных панелях и командоаппаратах

· ЧПУ

В любую систему управления обязательно входят устройства программирования, сохранения программ, их воспроизведения и отработки.

Программа – это полное и точное описание на некотором формальном языке процесса обработки информации, приводящего к решению поставленных задач.

Для промышленных роботов это набор данных о последовательности движений, о направлении, скорости перемещений и о величине хода по каждой из координат. Это более конкретно-управляющая программа, которую записывают на специальных носителях.

Существуют следующие виды програмоносителей:

· Механические аналоги (копиры)

· Коммутирующие устройства, имеют недостаток – не надежные электромеханические контакты

· Быстросменные (перфокарты, перфоленты, магнитные ленты, оптические диски)

При использовании различных носителей процесс ввода программ осуществляется следующими устройствами:

· Контактными

· Бесконтактные

· Магнитные накопители

 

Программирование – это подготовка задачи управления для ее решения и ввод информации, содержащейся в управляющей программе систем программного управления.

Для роботов применяют 3 вида программирования:

1. Обучение робота. Заключается в прохождении с помощью пульта всех опорных точек траектории робота, заданием определенных скоростей и последовательным запоминанием элементов траектории. Очень просто использовать.

2. Расчет управляющей программы. Метод аналитический, требует много времени, т.к. все координаты точек рассчитываются на программоносителе. Требуются инженеры высокой квалификации.

3. Режим самообучения. Система управления робота самостоятельно составляет план действий робота в зависимости от меняющейся производственной обстановки. Высокая сложность и стоимость.

 

Объем памяти - наибольшее количество информации, которое может храниться в запоминающем устройстве СУ. Так для систем ЧПУ объем памяти определяется количеством магнитных кодов (слов) или двоичных знаков. Для систем ЦПУ это максимальное количество управляющих команд.

 

Воспроизведение программ – это считывание информации из запоминающего устройства и передача управляющих сигналов исполнительным механизмам робота.

 

Отработка программы – выполнение роботом операций в соответствии с сигналами, переданными на его исполнительные органы.

Таблица – Виды информации при управлении промышленными роботами

 

Вид информации	Содержание	Способ организации
1. Последовательность движений и отдельных переходов, выполняемых роботом.	Совокупность отдельных шагов и команд данной программы.	1. ручной, т.е. перестановка упоров, кулачков. 2. полуавтоматический, т.е. информация записывается с помощью перфолент, перфокарт, програмленты. 3. автоматический, т.е. про-граммма записывается с помощью магнитных лент, дисков.
2. Положение звеньев и объекта манипулирования.	Значения линейных и угловых координат.	· вручную, с помощью упоров, конечных выключателей, фотореле и т.д. · автоматически, запись программ на магнитной ленте, дисках, барабанах и т.д.
3. По времени процесса.	Время необходимое для выполнения каждого перехода.	· ручной, т.е. временные интервалы на барабанах с переставными упорами. · таймер.

 

 

1. направляющие для перемещения по OY (рельсы для подвижного ПР)

2. основание

3. корпус робота

4. рука (исполнительный орган)

5. захватное устройство

6. рабочая зона и система координат, используемая роботом

 

Рисунок 20 – Структурная схема промышленного робота

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: