2.3.5. Промислові роботи

Автоматичні лінії з жорстким зв’язком будують з використанням різних конвеєрів, талей, маніпуляторів і зворотних пристроїв. У гнучких автоматизованих лініях використовують автоматизовані транспортно-складські системи і автоматизована система інструментального забезпечення. Типовими допоміжними механізмами є конвеєри - підйомники, конвеєри - розподільники, маніпулятори завантаження заготовок на обробку та знімання оброблених, відвідні конвеєри, лоткові системи. Особливістю цих пристроїв є їх спеціалізація. Транспортно-завантажуючи механізми, що мають не більше двох-трьох ступенів свободи з простими рухами, працюють у єдиному циклі з технологічним обладнанням і конструктивно з ним зв’язані.

Маніпулятор – пристрій, що дистанційно управляється оператором і програмним пристроєм, який має робочий орган, призначений для імітації переміщень і робочих функцій кисті руки людини. У даний час заходять застосування транспортно - завантажуючі пристрої з великим числом ступенів свободи (шість і більше), які конструктивно не зв’язані з технологічним обладнанням і автоматично управляються за заданою програмою.

Промисловий робот – автоматична машина, що являє собою сукупність маніпулятора і перепрограмуючого пристрою управління для виконання у виробничому процесі рухомих і управляючих функцій, які заміняють аналогічні функції людини при переміщенні предмета виробництва та технологічної оснастки.

Маніпулятором промислового робота називається маніпулятор, що є виконуючим пристроєм або складовою частиною цього пристрою і оснащений приводами, а також пристроєм управління промислового робота. У порівнянні із спеціалізованими автоматичними пристроями автоматизація із застосуванням роботів не потребує тривалих строків впровадження та великих витрат на перепрограмування робота.

Накопичений досвід створення і застосування промислових роботів дозволяє визначити наступні найбільш раціональні області їх використання в машинобудуванні: при транспортуванні, завантаженні та розвантаженні заготовок і виробів; зміні інструменту та оснастки на технологічному обладнанні; для автоматизації процесів складування заготовок деталей і інструменту; а також процесів складання та розбирання складальних одиниць і виробів; при безпосередньому здійсненні ряду технологічних операцій.

У механічно-складальних цехах за допомогою промислових роботів можуть бути автоматизовані такі операції: установ на обробку та зняття деталі з верстата після обробки; очищення баз деталі й верстата; контроль правильності установи заготовки на верстаті; штабелювання деталей або тари; обслуговування автоматизованих складів; консервація та упаковка деталей.

Промисловий робот являє собою багатоцільовий пристрій, що характеризується гнучкістю і універсальністю виконання операцій. За ступенем універсальності та призначенню роботи розподіляють на універсальні, спеціалізовані, спеціальні.

Універсальні промислові роботи здатні виконувати кілька операцій при обслуговуванні обладнання різного технологічного призначення, у тому числі яке вимагає різнотипних прийомів обслуговування. Спеціалізовані промислові роботи призначені для виконання технологічних операцій одного виду (штабелювання, обслуговування автоматизованих складів і т. д.). Спеціальні роботи призначені для виконання якої-небудь однієї технологічної операції або робіт з певним типом деталей (обслуговують вузьку номенклатуру обладнання, обладнуються автоматичними системами або отримують команди з пульту управління верстата).

Технологічні можливості та конструкція промислового робота залежать від ряду основних параметрів: номінальної вантажопідйомності, числа ступенів рухомості, робочої зони, мобільності, швидкості руху, точності, позиціювання, компоновочної схеми, типу системи управління та приводу.

Під терміном «номінальна вантажопідйомність» розуміють найбільше значення маси предметів виробництва або технологічної оснастки, при якій гарантується їх захоплювання, витримування та забезпечення установлених значень експлуатаційних характеристик промислового робота. За цим показником роботи розподіляють на такі групи: надлегші – роботи номінальної вантажопідйомності до 10Н; легкі – до 10 - 100Н; середні – до 100-2000 Н; важкі – до 2000-10000 Н і надважкі – більше 10000 Н.

Відомо, що для переміщення та орієнтації заготовки в просторі необхідно мати шість ступенів свободи: переміщення уздовж осей X,Y і Z та обертання навколо цих осей. За числом ступенів рухомості промислові роботи підрозділяють наступним чином: з двома, трьома, чотирма і більше чотирьох ступенів.

По можливості переміщення промислові роботи розподіляють на стаціонарні й рухомі. Робоча зона – це простір, в якому може знаходитися робочий орган промислового робота при його функціюванні. Швидкість руху визначається найбільшими лінійними й кутовими швидкостями робочого органу. Звичайно лінійна швидкість не перевищує 1,5 м/с, кутова – 180^о/_с.

Похибка позиціонування робочого органу – відхилення положення робочого органу від заданого, що управляється програмою. Вона залежить від точності обробки: для високоточних робіт 0,1 мм, точних – від 0,1 мм до 1,0 мм, грубих – від 1,0 мм до 5,0 мм. Найбільш частіше застосовують роботи з похибкою позиціювання 0,2 – 0,3 мм.

Структурна схема визначає кінематичні й функціональні можливості робота. Вибір схеми маніпулятора залежить від технологічних особливостей обслуговуючого обладнання, числа обслуговуючих позицій і їх взаємного розміщення.

С истеми приводу (приводні пристрої) виконавчих механізмів маніпулятора можуть бути електричними, гідравлічними, пневматичними або комбінова­ними. Системи приводу керують рухами механічного робочого органу робота. Систему управ­ління рухами робочого органу розміщують або безпосередньо в шарнірах, або в ланках робочого органу біля кожного шарніра.

Н

Рис. 2.2. – Схема роботи промислового робота: 1 – захоплювач;

2 – поворот; 3 – кочення; 4 – горизонтальне переміщення; 5 – вертикальне переміщення; 6 – бічна подача

а рис. 2.2 наведена схема праці робота, що застосовується в металорізальних верстатах як зв’язуючий ланцюг між транс­портними одиницями. Він скла­дається з рухомої основи та стійкого робочого органу із захоплювачем. Базується робот на координатній системі з п’ятьма осями, три з яких основні (підйом, горизонтальне переміщення, поворот робочого органу).