5.9 Применение промышленных роботов для гибких автоматизированных производств
Параметры роботов для ГАП роботов должны определяться по результатам обследования объекта производства и технических характеристик обслуживаемого оборудования.
Этапы роботизации следуют за этапами реализации общей стратегии построения гибкого производства, включающими:
внедрение станков с ЧПУ;
роботизацию станков, организацию на их базе гибких роботизированных обрабатывающих ячеек;
создание обрабатывающих модулей из групп ячеек; — создание транспортно-накопительной системы, объединение с ее помощью обрабатывающих ячеек и моду- лей в гибкий технологический комплекс;
компьютеризацию управления производством в гибком технологическом комплексе;
объединение гибких технологических комплексов в производственные участки и ГПС.
В соответствии с такими этапами ввбирается последовательность внедрения промышленных роботов в ГАП:
стационарные станочные роботы;
стационарные групповые роботы;
транспортные и другие подвижные роботы.
Конструктивные принципы проектирования стационарных станочных роботов для ГПС
Анализ различных компоновок роботизированных ГОЯ механообработки для деталей с массой до 10 кг на базе токарных станков и малых обрабатывающих центров показывает, что наиболее распространены кинематические схемы станочных роботов с цилиндрической и двойной цилиндрической системами координат.
Преимуществом роботов с цилиндрической системой координат является возможность работы с однослойным и многослойным «палетированием», под которым подразумевается работа с заготовками, расположенными рядами в один или несколько слоев на плоскости. В этом случае становится возможным реализация сквозного автоматического цикла «склад - станок - склад>. К недостатку таких роботов следует отнести их большие габариты.
Рис.5.4 - Кинематическая схема и структурно-компоновочная схема промышленного робота «Электроника НЦ ТМ-01»
Рис. 5.5 - Схема взаимодействия робота со станком: 1 - станок; 2 - робот; 3 – блок управления; 4 - заготовка; 5 - кассета
Схема взаимодействия робота с грузом выбрана такой, при которой захватывается одновременно и деталь, и заготовка, а для перемещения детали из положения в кассете в положение обработки в станке используется одно движение. Это позволяет уменьшить время загрузки станка, а также манипулировать с существенно отличающимися по размерам деталью и заготовкой.
Манипуляционная часть ПР конструктивно выполнена на модульном принципе, т. е. она состоит из следующих функционально и конструктивно законченных узлов :
А - механизма продольного перемещения (вдоль оси Х);
В - механизм поворота (вокруг оси Z);
С - механизма продольного перемещения (вдоль осей Х и Yв зависимости от состояния механизма В);
D - механизма вертикального перемещения (вдоль оси Z);
Е - механизма поворота (вокруг оси, расположенной под углом 45ок оси Z);
механизма захвата I;
механизма захвата II.
Модульность конструкции позволяет компоновать робот для решения различных конкретных задач. Например, данный робот имеет модификации М и М1. В модификации М в состав робота входит дополнительный модуль Н, расширяющий зону его обслуживания.
В модификации Ml задача расширения зоны обслуживания решается путем замены модулей А и Dна модули с большими величинами перемещения.
Модули В, Е, Н имеют два фиксированных положения; модули А, С,D - программируемую величину перемещения.
Конструкция робота обладает рядом преимуществ:
равнозагруженностью приводных устройств всех механизмов;
уменьшенными массой робота и его габаритами;
увеличенной зоной обслуживания;
удобной компоновкой в составе обрабатывающих ячеек, что обеспечивает простой доступ к станку при наладке;
сокращенным циклом загрузки-выгрузки;
одновременностью изменения положений заготовки и детали при переходе их из кассеты в положение обработки и обратно.
Базовый алгоритм функционирования
Конечной целью работы робота является смена заготовок в патроне станка. Эту цель можно достичь набором определенных движений всех механизмов робота.
Траектория конечного звена робота при взаимодействии со станком представлена на рис. 5.6. Исходное положение робота - точка А. Траектория T базового цикла алгоритма захвата заготовки представляет собой последовательность перемещений по осиХ — TAB, по оси Y — TВС, опускание по оси Z — TCD, захват заготовки кассеты, подъем по оси Z — ТCD, ротация Ra, захватного устройства, опускание по оси Z — ТСD, опускание готовой детали, подъем по оси Z — ТCD, движение по оси Y— ТCB, по оси Х — TBA, далее из исходного положения А робот перемещается к патрону станка.
Для обхода передней бабки станка робот перемещает захватное устройство по оси Y— ТAE, далее поворот Rpна 90ос одновременной ротацией захватных устройств, с тем чтобы ось захвата для заготовки была горизонтальна — ТEF, опускание по оси- Z — TFHдля того, чтобы совместить ось захвата с осью патрона.
Рис.5.6 – Траектория конечного звена робота
Библиографический список рекомендуемой литературы
Основной список
1. Проектирование машиностроительных заводов и цехов. Справочник в 6-ти т. Под общ. ред. Е.С. Ямпольского. М., Машиностроение, 1975. Т. 4. 326 с.
2. Проектирование производственных систем в машиностроении: Учебн. пособие для вузов/ В.П. Вороненко, Ю.М. Соломинцев, А.Г. Схиртладзе, А.М. Пульбере; МГТУ «Станкин»; Приднестровский ГУ – Тирасполь: РИО ПГУ, 2001 . – 350 с.
3. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: В 3-х т.: Справочник – учебник/ А.С. Проников, Г.Н. Васильев, В.Ф. Горнев и др.; Под общ. ред. А.С. Проникова. – М.: Изд-во МГТУ «Станкин». Т. 3: Проектирование станочных систем. – 2000. – 584 с.
4. Робототехника и гибкие автоматизированные производства. В 9-ти кн. Кн. 7. Гибкие автоматизированные производства в отраслях машиностроения: Учеб. пособия для втузов/ И.М. Макаров, П.Н. Белянин, Л.В. Лобиков и др.; Под ред. И.М. Макарова. – М.: Высш. шк.,1986. – 176 с.
5. Проектирование механосборочных цехов: Учебник для студентов машиностроительных специальностей/Под ред. А.М. Дальского. - М.: Машиностроение., 1990 352 с..
6. Схиртладзе А.Г. Проектирование машиностроительных производств. - М.: Машиностроение., 1993 206 с..
Дополнительный список
7. Блехерман М.Х. Гибкие производственные системы: Организационно-экономические аспекты. – М.: Экономика, 1988. – 221 с.
8. Автоматизация производства в машиностроении: Учебник для вузов / Н.М. Капустин, П.М. Кузнецов, А.Г. Схиртладзе и др.; под ред Н.М. Капустина. – 2-е изд., испр. – М.: Высш. шк., 2004. – 415 с.
9. Гибкие производственные системы, промышленные роботы, робототехнические комплексы: [В 14-ти кн.]/Под ред Б.И. Черпакова. – М.: Высш. шк., 1989.
- 1 Инженерное проектирование Лекция 1
- 1.1 Процесс инженерного проектирования
- 1.2 Основные понятия и определения инженерного проектирования
- Лекция 2
- 1.3 Термины и обозначения математической логики и теории множеств
- 1.4 Типы проектно-конструкторского процесса
- Лекция 3
- 2 Методологические основы проектирования
- 2.1 Требования к проектам технических систем
- 2.2 Многовариантность проектных решений
- 2.3 Основные этапы создания технических систем
- Лекция 4
- 2.4 Системный подход в проектировании
- Лекция 5
- 2.5 Стадии проектно-конструкторского процесса
- 2.6 Методы проектирования
- 2.7 Требования, предъявляемые к процессу проектирования
- Лекция 6
- 3. Основы построения систем автоматизированного проектирования технических систем
- 3.1 Задачи автоматизации процесса проектирования
- Лекция 7
- 3.2 Цель создания сапр
- 3.3 Состав сапр
- 4 Проектирование комплексов механосборочного производства
- 4.1 Требования, предъявляемые к предприятиям
- 4.2 Классификация предприятий
- Лекция 9
- 4.3 Режим работы предприятия и фонды времени
- Лекция 10
- 4.4 Проектирование механосборочных цехов крупносерийного и массового производства
- Лекция 11
- 4.5 Определение количества рабочих мест
- 4.6 Расчет количества основного технического оборудования
- Лекция 12
- 4.7 Определение количества рабочих – сборщиков и других категорий работающих в цехе
- 4.8 Расчет количества рабочих – станочников
- Лекция 13
- 4.9 Выбор параметров здания цеха
- Лекция 14
- 4.10 Виды площадей цеха и их расчет
- Лекция 15
- 4.11 Компоновка механосборочных цехов
- 4.12 Проектирование участка сборки комплектов
- 4.13 Проектирование участка узловой сборки
- Лекция 17
- 4.14 Проектирование испытательных участков.
- 4.15 Сдаточный участок
- Лекция 18
- 4.16 Планировка оборудования механического цеха.
- Лекция 19
- 4.17 Планировка автоматических линий
- Лекция 20
- 4.18 Особенности проектирования механосборочных цехов серийного, мелкосерийного и единичного производства
- Лекция 21
- 4.19 Проектирование роботизированных участков
- 4.20 Определение количества станков в ртк
- 4.21 Проектирование вспомогательных участков и отделений механосборочных цехов
- 4.21.1 Система инструментообеспечения
- 4.21.2 Система инструментообеспечения
- Лекция 24
- 4.21.3 Ремонтно-механическая база цеха
- 4.21.4 Отделение по транспортировке и переработки стружки
- 4.21.5 Участок или отделение по приготовлению сож
- Лекция 25
- 4.22 Выбор структуры складской системы
- Лекция 26 Автоматизированные производства в машиностроении
- 5.1 Научно-технические и технологические возможности и задачи внедрения гибких автоматизированных производств
- 5.2 Групповая технология обработки деталей в гибких автоматизированных производствах
- Лекция 28
- 5.3 Методы группирования деталей
- Лекция 29
- 5.4 Технико-экономическая и организационная эффективность внедрения гибкихавтоматизированных производств
- Лекция 30
- 5.5 Пример гап механообработки
- Лекция 31
- 5.6 Анализ производства как объекта гибкой автоматизации
- 5.7. Оценка гибкости системы
- Лекция 33
- 5.8. Производственно-техническая структура и основные элементы гибких автоматизированных производств
- Лекция 34
- 5.9 Применение промышленных роботов для гибких автоматизированных производств