Применение промышленных роботов в машиностроительных технологиях



страница1/8
Дата06.02.2018
Размер288 Kb.
#62733
  1   2   3   4   5   6   7   8
Связанные:
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ В МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ В МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ

ПРИМЕНЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ В МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ




Технологические процессы в машиностроении весьма разнообразны. К основным из них относятся заготовительные (литье, штамповка, ковка, резка), многочисленные процессы механической обработки литых, штампованных, кованых и других заготовок; сборочные (механическая сборка, монтаж, сварка) и завершающие процессы (покраска, отделка, упаковка). Многие из этих технологических процессов перемежаются или стыкуются с процессами термообработки.

В машиностроительных технологических процессах сейчас задействована большая часть мирового парка ПР, что позволяет оценивать эти процессы как наиболее роботизированные. Такое положение объясняется, с одной стороны, стремлением к получению качественной и дешевой продукции при высокой производительности, с другой - рядом присущих отрасли машиностроения объективных факторов - стационарностью условий протекания технологических процессов, их определенной стабильностью, особенностями современного автоматизированного технологического оборудования, обеспечивающего удобную стыковку с ПР, возможностью изготовления вспомогательных устройств для роботизации цехами самого пред-приятия, немаловажной причиной интенсивной роботизации процессов в машиностроении явились социальные аспекты, связанные с необ-ходимостью высвобождения человека из производств с тяжелыми, вредными и опасными для здоровья, а также монотонными условиями работы. Общее представление об уровне вредности машинострои-тельных технологических процессов дает табл. 10.1, в которой знаками "плюс" отмечены отрицательные воздействия на рабочего, устраняемые при роботизации данного технологического процесса.


Остановимся на характеристике отдельных технологических процессов и особенностях их роботизации.


Холодная и горячая штамповки. В качестве основного технологического оборудования для этих процессов используются кривошипные и гидравлические прессы. Рабочее оборудование -штампы, состоящие из нижней неподвижной половины и верхней подвижной. Заготовка, холодная или нагретая, помещается между половинами штампа и при их сближении деформируется под усилием пресса в десятки или сотни (примерно до 700) МН.
Заготовки бывают плоскими листовыми, которые путем вырезки, гибки или вытяжки превращаются в нужные детали (листовая штам-повка), или объемными, которые при штамповке деформируются соответственно с формой внутренних полостей штампов (объемная штамповка). Деталь может быть получена за одну операцию (один двойной ход верхней половины штампа) или за две и более последо-вательные операции, которые выполняются на одном прессе (много-операционные прессы) или на разных однооперационных прессах, образующих технологическую линию.

При переходе с изготовления одних деталей на детали другого типа требуется замена штампа, что обычно связано с существенной затратой времени. Отличительной особенностью штамповочных прессов является их быстроходность (10-30 и более двойных ходов в минуту), что обеспечивает малое (1-6 с) время штамповки детали. 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 вспомо-гательных 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 1 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 предъявляет соответствующие требования к конструкции захватных органов, которые должны быть достаточно универсальными.

Процесс манипулирования заготовками и деталями при штамповке относительно прост. Это 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 значи-тельной мере способствует широкой роботизации технологических процессов штамповки.

Механическая обработка характеризуется массовым применением ПР для 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^начител'ьно 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. Ю.2. 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 для 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.е. каждый конкретный станок поочередно может обслуживаться разными ПР в зависимости от меняющейся последовательности обработки деталей широкой номенклатуры.

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 стан-ками, 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 для 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 точеч-ной сварки в машиностроении, в частности, в производстве такой массовой продукции, как автомобиль. Рассмотрим характерные особенности роботизации точечной и дуговой сварок.



Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7   8




База данных защищена авторским правом ©psihdocs.ru 2023
обратиться к администрации

    Главная страница