сравнению с I поколением они обладают повышенной маневренностью. Могут хранить в памяти большое число сложных программ. Могут использоваться для управления оборудованием, заменить операторов средней квалификации. Имеют упрощенную систему переналадки, почти до смены подпрограммы.

III – роботы с искусственным интеллектом. Состав блоков может быть таким же, как у роботов II поколения. Отличие состоит в более развитом программном, математическом обеспечении. Очень сильно развита система датчиков и высокая степень "очувствления". Могут воспринимать и распознавать обстановку. СУ робота способна вырабатывать решение, проводить контроль операции, автоматическое планирование. Роботы работают от ЭВМ. В состав СУ могут входить несколько ЭВМ, сопрягающихся по иерархическому принципу. Способны изменять свои действия в операторском плане. Могут одновременно управлять многими видами оборудования и следить за состоянием этого оборудования.

1.4 Этапы проектирования РТК

Внедрение ПР в штамповочное производство представляет собой создание РТК. Процесс создания РТК сложный и трудоемкий. Это связано с недостатком информации и малым опытом в решении подобных проблем.

ПР – универсальная машина. Это определяет специфику проведения работ по созданию РТК. РТК относятся к классу сложных систем. Поэтому существует несколько вариантов РТК и вариантов применения ПР. В итоге имеем многовариантность проблемы. Нужно учитывать технологические, технические и организационные факторы.

Основные этапы создания РТК:

Анализ технологических процессов изготовления деталей на РТК с целью подбора номенклатуры. Формируем предварительную номенклатуру.

Выбор типовой структуры РТК.

Разработка технологических требований.

Проектирование (компоновка) РТК. В масштабе в двух проекциях (в плане и сбоку).

Доработка технических средств.

Создание системы датчиков.

Построение циклической диаграммы. Этап нормирования, расчет времени.

Нормирование штучного времени изготовления детали на РТК.

Алгоритм управления.

Впервом пункте возможны два варианта: 1) Имеются конкретные объекты роботизации: детали, процессы, оборудования; 2) Конкретные модели роботов. Оптимальное решение может быть получено на основе нахождения взаимосвязей между параметрами или характеристиками робота, технологического процесса, деталями и оборудованием. Для этого нужна информация:

1. о техпроцессе – место базирования заготовки и детали на рабочих, приемных (или вспомогательных) позициях; маршрут обработки (операции);

размеры заготовки, качество и состояние; траектория движения полуфабриката, заготовки; производительность (годовая программа) часовая, сменная;

2. о детали – масса, форма, размеры, их изменение по переходам; серийность и годовая программа; размер партии запуска и периодичность; пресс и штамп (усилие, размеры штампового пространства, тип пресса, типы выталкивателей, съемных и удаляющих устройств, конструкция штампа, число ходов ползуна); число переналадок для пресса в смену (время);

3. о ПР – грузоподъемность; погрешность позиционирования; перемещения манипулятора по координатным осям; вращающие движения; кинематическая схема; скорость перемещения звена для каждой степени подвижности; СУ; время перепрограммирования; схват (тип, усилие, масса, стабильность работы при схвате. размеры, способ схвата, скорость схвата, число схватов в магазине, время замены и переналадки);

4. о подающем устройстве – вид; метод ориентирования заготовки; стабильность позиционирования заготовки на установочной базе; способ штучной подачи заготовки под схват робота; объем питателя; время ориентации детали; переналадка и их число;

5. о РТК – крепим ли робот к прессу или устанавливаем около него; точность размещения оборудования по разметочным осям; одно– или многооперационный; компоновка; надежность; производительность РТК; число переналадок и их время.

13

При проектировании РТК необходимо учитывать особенности автоматизации штамповочного оборудования. Автоматизация штамповки развивается за счет оснащения универсальных прессов средствами автоматизации. Чуть позже стало создаваться специализированное и специальное, автоматическое и автоматизированное оборудование.

Тенденция развития определялась типом производства и особенностями технологических процессов штамповки. Для крупносерийного и серийного производства разрабатывают многономенклатурные и быстропереналаживаемые средства автоматизации, которые устанавливаются на универсальное оборудование, имеющее подготовку для автоматизации. (наматывающие, разматывающие устройства, универсальные подачи, автоматические бункерные загрузочные устройства для мелких штучных деталей (АБЗОУ), штампы–полуавтоматы (штамп– автомат с шибером ).

В массовом производстве используется специальное оборудование: многопозиционные листоштамповочные пресс–автоматы, автоматы для горячей штамповки, специализированные линии прессов и комплексы. При серийном производстве стали применять специальное оборудование: координатно–револьверный пресс и листогибочный пресс программного управления. Оснащение прессов системами программного управления, системами ЧПУ, создание штамповочных центров с управлением от ЭВМ – новый подход в автоматизации. Широкие возможности для штамповочного производства открыли ПР. Они позволили автоматизировать большое количество различных технологических процессов штамповки, обеспечили быструю переналадку на новый технологический процесс и тем самым гибкость производства. В результате появились комплексные автоматические участки, цехи, управляемые от ЭВМ.

Анализ номенклатуры деталей, предполагаемых для изготовления на РТК и их технологических процессов является первым этапом при разработке и применении РТК. Как показывает опыт, недостаточное внимание к анализу номенклатуры и технологических процессов приводит к неудачной компоновке РТК, к излишнему разнообразию заготовок и недостаточному внедрению роботов в производство.

Все разнообразие заготовок, подлежащих автоматическому ориентированию и последующей загрузке роботом, может быть приведено к нескольким группам по следующим признакам: геометрическая форма и конструктивные элементы; абсолютные размеры и их соотношения; масса заготовки; свойства материала заготовки. Геометрическая форма заготовки является наиболее характерным признаком при описании детали. Она характеризует непосредственно деталь, независимо от ее назначения и принадлежности к другим изделиям. Размеры и их соотношения оказывают влияние, с одной стороны, на устойчивость преобладающего положения при ориентировании и на размеры захвата робота, а с другой стороны

– на размерные габариты штампа. Масса заготовок имеет значение для выбора типа ПР, загрузочно-ориентирующих и захватывающих устройств. Свойства материала заготовки определяют выбор метода ориентирования и тип захватывающего устройства. Кроме того, на выбор метода ориентирования и тип захвата робота влияет технологичность детали. Поэтому выбор типа пресса, варианта штампа, промышленного робота, подающего, ориентирующего и захватывающего устройства должен основываться на групповой классификации деталей.

Поэтому при подготовке индивидуального задания для каждого студента возникли первоначальные методические трудности. Прежде всего, это было связано с заданием на курсовой проект номенклатуры в виде группы с минимальным количеством деталей для обработки на РТК. Типовыми операциями листовой штамповки, для которых осуществляется роботизация, являются процессы гибки, вытяжки и др. Как правило, это вторичные операции штамповки. На первичных операциях (вырубка и отрезка) применение промышленных роботов ограничено. При этом применение роботов для операций штамповки связано только с манипуляционными движениями загрузки заготовки в штамп и с удалением деталей из штампа. Поэтому эффективное изготовление деталей из листовых материалов определяется номенклатурой деталей, планируемых для обработки на РТК.

Попытки преподавателя выдать задание студенту в виде одной или двух типовых деталей не привело к пониманию гибкой автоматизации, связанной с созданием роботизированного технологического комплекса с эффективным применением робототехники. Современное листоштамповочное производство, ввиду многономенклатурности и многообразия технологий изготовления деталей на прессах, требует создания методов групповой технологии обработки деталей. Для этого требуется решить основные задачи, которые оказались нерешаемые студентами самостоятельно:

14

выбрать прессовое оборудование с учетом возможностей групповой обработки;

распределить штампуемые детали по группам в зависимости от геометрии и формы;

установить количество и порядок выполнения штамповочных операций;

выбрать типовую компоновку РТК с учетом критерия минимизации времени

технологического цикла и характеристик оборудования и робота.

Кроме того, смена деталей из предполагаемой номенклатуры приводит к пониманию необходимости замены или переналадки штампа и технических средств роботизации: захватного устройства манипулятора робота, подающего и приемного устройства РТК, а также перепрограммирование системы управления ПР. Это оценивается гибкостью РТК и универсальностью оборудования и робота. Под этим понимается способность приспосабливаться к изменениям, возникающим как в производственной системе, так и вне системы.

Поэтому для оценки гибкости РТК была использована форма технологической гибкости. Она определяется возможностью выполнить на выбранном прессовом оборудовании несколько технологических операций, что обеспечивается многоцелевыми штампами и универсальными прессами, наличием технологических модулей, охватывающих обработку группы различных заготовок без переналадки оборудования или с незначительными затратами на переналадку. При этом индекс гибкости целесообразно определять из среднесуточных (сменных) характеристик РТК. В результате преодоления указанных методических трудностей в разрабатываемом учебном пособии предлагается следующая номенклатура деталей, где вес каждой детали рассчитан с помощью программного обеспечения КОМПАС 3D, а максимальное усилие вытяжки и гибки рассчитывается для наиболее габаритных деталей из номенклатурного ряда. При этом высоты деталей из номенклатуры унифицированы под наибольший ход ползуна пресса, выбираемого по усилию штамповки. В результате были созданы группы деталей, приведенные ниже в разделе 2:

получаемых вытяжкой осесимметричной формы (3 группы) и прямоугольной формы (3 группы) с фланцами и без фланцев;

получаемых гибкой односторонняя (1 группа), двухсторонняя (2 группы), многосторонняя (2 группы).

Задание для каждого студента предложено формировать по три группы деталей либо две вытяжки и одна гибка либо, наоборот, одна вытяжка и две гибки методом перебора. В результате появилась та номенклатура деталей и технологическая база, которая позволила уделить внимание инновационным разделам курсового проектирования.

15