Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарёв В.П., Смолин А.Ю. - Основы робототехники (1071028), страница 87
Текст из файла (страница 87)
Вспомогательное время, затрачиваемое на подачу заготовки к прессу и на удаление от него готовой детали и отходов, в несколько раз превышает время штамповки. Таким образом, производительность штамповочного комплекса может увеличиваться за счет сокращения времени на смену штампов и времени на вспомогательные операции.
Если первое требует специальной оснастки и частичных изменений в конструкции пресса, то второе наиболее эффективно достигается применением вспомогательных ПР, т.е. роботизацией штамповочных комплексов. Состав и взаиморасположение обрудования штамповочного РТК примерно соответствует схеме, представленной на рис. 10.2. При холодной штамповке заготовка захватывается рабочим органом ПР с позиции т и подается под пресс на позицию 2 Поскольку преобладающая часть заготовок при холодной штамповке листовая, то обычно в качестве захватного устройства используются вакуумные или магнитные захваты, что упрощает процесс захватывания и установки детали. При горячей штамповке применяются механические захватные устройства — схваты, роль накопителя при этом играет печь для нагрева заготовок, откуда нагретые до требуемой температуры заготовки передаются на позицию 1 ориентирующего устройства.
После производства штамповки готовая деталь передается манипулятором на позицию 3 для транспортирования. Существенное сокращение времени вспомогательных операций достигается применением двуруких ПР. Особенно это важно при горячей штамповке, когда с одного нагрева заготовка подвергается нескольким последовательным операциям. Здесь необходимо, чтобы после ряда переносов заготовки из штампа в штамп при выполнении последней операции температура заготовки не была ниже требуемой.
В процессе штамповки форма и размеры изготовленной детали могут существенно отличаться от таковых исходной заготовки, что усложняет условия их захватывания и удержания и предьявляет соответствующие требования к конструкции захватных органов, которые должны быть достаточно универсальнымж Процесс манипулирования заготовками и деталями при штамповке относительно прост. Зто обусловлено, во-первых, сравнительно небольшим количеством позиций; во-вторых, при движении рабочего органа ПР от позиции к позиции не имеет значения, по какой траектории перемещается заготовка или деталь; в-третьих, в большинстве случаев не требуется добавочного ориентирования детали, перенесенной к позиции установки, что исключает необходимость в ориентирующих степенях подвижности самого ПР. Благодаря этим особенностям, в РТК штамповки используются преимущественно несложные роботы первого поколения с цикловой системой управления и с 2-4 степенями подвижности.
Это в значительной мере способствует широкой роботизации технологических процессов штамповки. Механическая обработка характеризуется массовым применением ПР дпя обслуживания металлорежущих станков. Наибольшая эффективность при этом достигается взаимодействием ПР с современным автоматическим станочным оборудованием, к которому прежде всего относятся станки с числовым программным управлением (ЧПу)-токарные, фрезерные, сверлильные, шлифовальные.
При совмещении ПР со станками с ЧПУ его функции заключаются в подаче заготовки из накопителя, установке ее на станок, снятия обработанной детали и перемещении в другой накопитель, т.е. ПР выполняет неосновные операции и относится к числу вспомогательных. успешность работы ПР в составе РТК тесно связана с формой изделий и качеством заготовок Поверхности захватывания заготовок и деталей различных типоразмеров должны быть однородными по форме — цилиндрическими (детали типа осей, втулок и т.п.) или плоскими (корпусные детали) и не должны значительно отличаться по размерам, с которыми контактируют захватные органы ПР. В противном случае при изготовлении деталей нескольких типоразмеров потребуется набор соответствующих захватных устройств и частая их смена, что, естественно, снижает производительность РТК.
Заготовки не должны иметь элементов, препятствующих захвату и установке, заготовок (заусенцев, незачищенных сварных швов, литников и пр.) и загрязненных поверхностей. Общая последовательность выполнения промышленным роботом вспомогателЬных операций соответствует порядку работы ПР в РТК, показанному на рис. 102. Программирование ПР осуществляется методом обучения по первому циклу. РТК, состоящие из станка с ЧПУ, ПР и периферийных устройств, часто назваются модулями, которые, стыкуясь между собой, образуют более сложные РТК (участки, линии, цеха)„причем модули связываются общим последовательным технологическим процессом.
Варианты наборов оборудования дпя РТК с металлорежущими станками достаточно многочисленны, что обусловлено как различными видами производств, так и особенностями технологических процессов. Применение того или иного варианта во многом определяется требуемой производительностью и отношением времени основных операций, выполняемых станками, ко времени вспомогательных, выполняемых ПР.
Широкое применение нашли четыре основных варианта: 1) один ПР обслуживает один станок, что характерно для массовых и близких к ним крупносерийных производств при относительно малом времени непосредственной обработки детали на станке; 2) два и более ПР обслуживают один станок, что, как и в первом варианте, соответствует массовым и,крупносерийным производствам, обеспечивая резкое сокращение вспомогательного времени; 3) один ПР обслуживает два и более станков, что целесообразно при длительных процессах обработки деталей на каждом станке; 4) несколько ПР обслуживают несколько станков, при этом связь между ПР и станками в основном обезличена, т.а каждый конкретный станок поочередно может обслуживаться разными ПР в зависимости от меняющейся последовательности обработки деталей широкой номенклатурьь Важной для РТК механообработки, с точки зрения качества эксплуатации, величины занимаемой производственной площади и начальных затрат, является компоновка его оборудования, прежде всего роботов и станков.
Существуют разные способы компоновки, зависящие от требуемой степени привязанности робота к станку, от направления подачи деталей — сбоку или сверху, от некоторых других факторов. ПР по отношению к станку могут располагаться на общей станине, т.е.
непосредственно на станке, сбоку от станка (напольные ПР) и над станком (ПР портального типа или подвесные на монорельсе). Два первых способа упрощают взаимодействие ПР с периферийными устройствами, но осложняют подход рабочего к станку и требуют излишней производственной площади. ПР, расположенные над станками, работающие "вниз головой", обеспечивают ряд эксплуатационных удобств, в частности, возможность легкого и безопасного подхода человека для обслуживания станков. Сварка - технологический процесс, относящийся в машиностроении к одному из наиболее распространенных, сложных, трудоемких и ответственных Обычно к сварным соединениям предъявляются достаточно жесткие требования по прочности, долговечности, герметичности, а потому важное место в технологическом процессе занимает контроль качества сварки.
Ручная сварка не всегда обеспечивает требуемое качество сварного соединения, что объясняется специфическими условиями труда — монотонностью, вредностью и тяжестью работы (табл. 10.1), вызывающими утомление, нарушение внимательности и, как результат, ошибки при выполнении сварных швов. Некомфортные условия, в которых выполняется ручная сварка, сдерживают рост производительности труда и снижают привлекательность профессии сварщика Поэтому тенденция к замене рабочих технологическими ПР особенно проявилась в сварочном производства Например, в США еще в 1982 г.
для сварки использовалось более трети всего парка ПР. Большинство сварочных ПР используется дпя точечной сварки. Доля ПР, выполняющих дуговую сварку, сейчас относительно невелика Это объясняется, во-первых, сравнительной простотой точечной сварки, для которой используются ПР первого поколения (для дуговой сварки во многих случаях требуются ПР второго поколения с устройствами адаптации), во-вторыХ широким распространением точечной сварки в машиностроении, в частности, в производстве такой массовой продукции, как автомобиль. Рассмотрим характерные особенности рсботизации точечной и дуговой сварок. Точечная сварка производится промышленными роботами, оборудованными в качестве рабочего органа сварочными клещами (рис. 10.5). Клещи воздействуют на свариваемые детали 1 своими электродами 2, установленными на неподвижной 3 и подвижной 4 консолях. Сами клещи прикрепляются к кисти б манипулятора через державку б, позволяющую регулировать их первоначальную установку.
Подача электрического тока силой до 10 кА производится через кабельные токопроводы 7, а прижим электродов к свариваемым деталям осуществляется силовым пневматическим или гидравлическим цилиндром 8, при этом сила прижатия достигает величины 4 кН. Под действием пропускаемого через стык деталей тока, расплавляющего металл деталей, и усилия сжатия электрод((в формируется точка сварки (электрозаклепка), надежно соединяющая детали.
Время образования точки сварки составляет десятые доли секунды. Рис.' 10.5. Сварочные клещи длл точечной сварки с радиальным ходом злвнтрода Технологический процесс точенной сварки организуется следующим образом. Изделие сваривается из двух и более деталей. Используются детали из стального листа со средней толщиной 0,5 — 3 мм. В зависимости от сложности изделия при его сварке требуется образовать от нескольких единиц до многих сотен точек сварки. При больших сериях выпускаемых изделий создают поточные линии и сварку изделий производят в два этапа На первом этапе детали, подлежащие последующей сварке, с помощью технологической оснастки (кондукторов, зажимов и пр.) устанавливаются в нужном положении и фиксируются с помощью ыинимального количества точек сварки, обеспечивающего необхо. димую жесткость изделия при переносе его на следующую позицию поточной линии до окончательной сварки.
На втором этапе изделие сваривается полностью, т.е. образуются все точки сварки, предусмотренные конструкцией изделия. Сварка сложных деталей, состоящих из нескольких десятков деталей, проводится многоступенчато: т.е. вначале свариваются относительно простые промежуточные изделия (первая ступень), из них образуется ряд более сложных (вторая ступень), наконец, из последних сваривается само иэделие (окончательная третья ступень). Например, при сварке кузовов легкового автомббиля на двух первых ступенях промежуточные изделия (основание кузова, боковые рамы, стенка багажника, задняя панель кузова и т.д.), а на третьей ступени из этих промежуточных изделий окончательно сваривается кузов. Технологическое оборудование для ручной и роботизированной точечных сварок практически одно и то же - сварочные клещи, трансформатор сварочного тока с силовыми кабелями, системы подачи воды, охлаждающей клещи, и подвода сжатого воздуха или масла для перемещения электродов.
Подвижная масса оборудования (клещи и часть кабелей и шлангов) 30-50 кг при ручной сварке перемещается рабочим, при роботиэированной - "рукой" ПР. Время образования точки сварки при обоих способах сварки одинаково. Высокая производительность роботизированной сварки по сравнению с ручной достигается путем сокращения времени перемещения клещей от одной точки к другой„ Это относится к первому (предварительная сварка) и второму (окончательная сварка) этапам. На первом этапе, когда количество точек сварки мало, а сами точки располагаются нв значительном расстоянии одна от другой, время перемещения клещей сокращается, благодаря высоким переносным скоростям, недостижимым для рабочего.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
