1. Введение

Основным направлением развития машиностроения является увеличение выпуска продукции и рост ее качества при одновременном снижении трудовых затрат. Это обеспечение путем совершенствования существующих и внедрения новых видов оборудования и технологических процессов, средств их механизации и автоматизации, а также улучшения организации и управления производством.

Работа над созданием и совершенствованием средств автоматизации должна развиваться в двух направлениях: создание средств автоматизации выпускаемого и действующего в настоящее время оборудования с целью повышения его эффективности; создание новых автоматизированных технологических комплексов, где увязаны вопросы повышения производительности, надежности, точности выполнения работ, а также уровня автоматизации операций с необходимой и экономически оправданной гибкостью для быстрой переналадки с целью адаптации к изменяющимся производственным условиям.

Уровень и способы автоматизации зависят от, вида производства его серийности, оснащенности техническими средствами.

Эффективность автоматизации за счет применения робототехники может быть достигнута только при комплексном подходе к созданию и внедрению промышленных роботов (ПР), обрабатывающего оборудования, средств управления, вспомогательных механизмов и устройств и т.п. Проводить значительный объем организационно-технологических мероприятий ради единичного внедрения ПР нерентабильно. Только расширенное применение ПР в составе сложных роботизированных систем будет оправдано технически, экономически и социально. По сравнению с традиционными средствами автоматизации применение ПР обеспечивает большую гибкость технических и организационных решений, снижение сроков комплектации и запуска в производство гибких автоматизированных систем. По предварительным данным, например, обеспечение автоматической установки и снятия деталей на станках с помощью ПР позволяет рабочему обслуживать от четырех до восьми металлорежущих станков. Тем самым промышленные роботы необходимо рассматривать и как важный фактор обеспечения многостаночного обслуживания, а значит, и экономии рабочей силы. Наибольший экономический эффект может быть достигнут при обслуживании роботом нескольких станков, при обеспечении двух- и трехсменной работы оборудования.

С экономическими вопросами, возникающими при применении промышленных роботов, тесно связан и социальный аспект их использования. При установлении целесообразности применения роботов в том или ином случае (особенно при необходимости замены рабочего для выполнения работ на участках с опасными, вредными для здоровья условиями труда) на первое место должны выдвигаться интересы человека, его безопасности и удобства работы. Надо учитывать и фактор непрерывного роста уровня общеобразовательной и специальной подготовки трудящихся в нашей стране. Промышленные роботы должны освободить человека от выполнения механической бездумной работы, скомпенсировать все возрастающую потребность в низко квалифицированном труде.

Основными предпосылками применения промышленных роботов являются:

-облегчение труда рабочего с конечной целью освобождения его от не квалифицированного, монотонного, а также тяжелого труда;

-повышение производительности труда и качества выпускаемой продукции за счет интенсификации технологических процессов и обеспечения постоянного режима работы оборудования в две и три смены;

-создание предпосылок для следующего качественного скачка в организации производства и перехода к полностью автоматизированному гибкому производству.

Расширение областей применения ПР в различных отраслях машиностроения требует решения при их проектировании следующих основных задач:

1. Повышение технологической гибкости в целях наилучшего удовлетворения конкретным условиям использования;

2. Упрощение конструкций в целях снижения себестоимости изготовления и эксплуатации;

Первая из поставленных задач может быть решена, например, созданием универсальных ПР с технологическими возможностями, значительно превышающими требования конкретного производства. Универсальность обычно достигается путем усложнения конструкции манипулятора, устройства управления, а следовательно удорожания ПР. Кроме того, жесткая структура построения роботов не всегда лучшим образом удовлетворяет требуемым условиям применения, что приводит к большому разнообразию моделей ПР, а следовательно, вновь повышает стоимость их изготовления и эксплуатации.

Указанное противоречие может быть преодолено путем создания промышленных роботов агрегатного типа на базе типовых автономных конструктивных модулей, которые можно использовать индивидуально и в различных комбинациях с другими модулями. ПР модульного типа технологически являются наиболее гибкими. В то же время себестоимость изготовления и эксплуатации ПР агрегатно-модульного типа снижается за счет широкой унификации их элементов как в механической части, так и в устройстве управления.

Использование единой системы агрегатно-модульного построения ПР, содержащий конструктивные модули манипуляторы, захватных механизмов, унифицированные блоки циклового и числового программного управления, а также комплектующие узлы (электро-, гидро- и пневмоприводы, датчики-преобразователи и средства автоматики), дает возможность разработать общий типаж средств автоматизации в машиностроении. Создание такого типажа, в котором кроме основного технологического оборудования, входят ПР, транспорто-загрузочные устройства, автоматизированные склады и другие вспомогательные технические средства, способствует сокращению времени на проектирование, изготовление и внедрение различных гибких автоматизированных производственных систем: участков, линий, а в дальнейшем – цехов и заводов-автоматов на их базе.

Структурным элементом при агрегатном построении гибких автоматизированных производственных систем является робототехнический комплекс в составе одной или нескольких единиц оборудования (станков, прессов и т.п.) вместе с обслуживающим их ПР.

Робототехнические комплексы должны отвечать следующим требованиям:

1.обеспечивать технологическую гибкость и адаптацию к изменениям условий производства;

2.производить стыковку оборудования разного назначения при широком варьировании транспортно-загрузочных и других вспомогательных средств;

3.обладать высокой работоспособностью и надежностью в эксплуатации;

4.предусматривать возможность дальнейшего развития и усовершенствования.

Создание единого типажа робототехнических комплексов и средств автоматизации вспомогательных операций, объединяющих эти комплексы в общем автоматизированном производстве, является основой для дальнейшей разработки гибких производственных систем. При этом трудоемкость создания, отладки и внедрения производственных систем, дифференцированных по назначению, составу и уровню автоматизации, может быть существенно уменьшена.