ВКР: Разработка автоматизированной системы управления роботизированной установкой монтажа стеклопакетов в оконные рамы

ВВЕДЕНИЕ
В процессе развития машиностроения, прежде всего, объектом автоматизации становились наиболее сложные операции. Загрузка и разгрузка технологического оборудования проводилась простейшими средствами механизации, либо вручную. Однако вскоре большое внимание стало уделяться автоматизации операций манипулирования – перемещения и ориентации инструмента и изделий.
В 1959 году инженером-самоучкой Джорджем Деволом и изобретателем Джозефом Энгельбергером был изобретён первый робот-манипулятор. Данный робот весил две тонны, а программа управления для него была записана на магнитном барабане. Позднее он был внедрён на производственную линию завода General Motors, а Джорджа Девола стали считать родоначальником роботостроения.
С тех пор технологии стремительно развивались, и подавляющее большинство роботов, используемых в промышленности, стали представлять собой манипуляторы, управляемые посредством программируемых логических контроллеров.
Роботизация производства – это составная часть автоматизации. Автоматизация же подразумевает под собой замену работы, выполняемой человеком, на процессы, осуществляемые в автоматическом порядке какими-либо роботизированными системами на уровне промышленных масштабов.
Сейчас всё больше сфер производства, особенно те, где проводятся монотонные работы, стараются автоматизировать. Исключением не стало и оконное производство. Начиная с 2016 года, ведущие мировые производители пластиковых окон стали внедрять в производственный процесс роботизированные сборочные ячейки для монтажа стеклопакетов в готовую раму.
Использования нового роботизированного оборудования в комплексе с системой управления позволит компаниям по производству окон оптимизировать процесс оконного производства, освободить часть рабочих и перевести их на другие производственные участки, сократить издержки и повреждения стеклопакетов, повысить точность и качество выполнения заказов.

1. ЛИТЕРАТУРНО-ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР

По мере роста объёмов производства, в любой сфере, закономерным решением становится автоматизация технологических процессов. Разберём и проанализируем аналогичные решения в технологическом процессе сборки окон. Так как данное направление в автоматизации начало развиваться совсем недавно, в качестве патентов будем рассматривать различные технологические решения, касающиеся вакуумного захвата робота-манипулятора, который также будет использоваться в разрабатываемой системе управления.

1.1. Системы-аналоги

1.1.1. Разработки компании TEAUMA.

1.1.1.1. Роботизированная ячейка для остекления на открывающуюся створку.

Роботизированная ячейка для остекления на открывающейся створке TECAUMA автоматически забирает стеклопакеты со стеллажей, а затем устанавливает их в соответствующую створку. Стеллажи со стеклопакетами закреплены на поворотном столе. Полиартикулированный робот, оснащённый вакуумным захватом, выгружает