Роботизированные технологические комплексы

Роботизация металлообрабатывающих станков – способ автоматизации производства, основанный на применении промышленных роботов для обслуживания технологического оборудования в целях исключения ручного труда.

Промышленный робот (ПР) – автоматическая машина, стационарная или передвижная, состоящая из исполнительного устройства (манипулятора), имеющего несколько степеней подвижности и устройства программного управления (ПУ) для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций.

Важнейшей характеристикой ПР служит компоновка, которая характеризует ряд признаков: вид системы координат основных движений и ее ориентация; число степеней подвижности и движений; число захватных устройств и т.д. Кроме того, характеристиками ПР являются: номинальной грузоподъёмность; структурная кинематическая схема; видом управления; геометрические, скоростные и точностные характеристики

С помощью ПР на металлообрабатывающих станках автоматизируются следующие основные операции:

- установка заготовок в рабочую зону станка;

- снятие деталей со станка и укладка их в тару (накопитель);

- передача деталей от станка к станку;

- кантование деталей (заготовок) в процессе обработки;

- контроль размеров деталей;

- очистка баз деталей и базирующих поверхностей приспособлений;

- смена инструмента.

Роботизированная технологическая линия (РТЛ) – совокупность РТК, связанных между собой транспортными средствами и системой управления, или нескольких единиц технологического оборудования, обслуживаемого одним или несколькими ПР для выполнения операций в принятой технологической последовательности.

Роботизированный технологический участок (РТУ) – совокупность РТК, связанных между собой транспортными средствами и системой управления, или нескольких единиц технологического оборудования, обслуживаемых одним или несколькими ПР, в которой предусмотрена возможность изменения последовательности использования технологического оборудования.

ВИДЫ КОМПОНОВОК ПР

В механообработке используются ПР подвесного, напольного и встраиваемого видов. Наибольшее распространение получили следующие компоновочные решения РТК:

- одностаночные – из одного станка, обслуживаемого ПР, расположенным над станком (подвесным ПР), рядом со станком (напольным ПР) или встроенным в станок;

- многостаночные круговой компоновки с применением напольных ПР;

- многостаночные линейные и линейно-параллельные на базе портальных ПР.

На базе одних и тех же моделей станков могут создаваться РТК различных компоновок, обладающими различными технологическими и техническими возможностями.

 

Рис.3. Схема одностаночной компоновки РТК с напольным ПР: 1 – станок, 2 – напольный робот, 3 – накопитель заготовок и готовых деталей, 4 – инструментальный магазин, 5 – система управления РТК.

Рис.4. Схема одностаночной компоновки РТК со встроенным ПР: 1 – станок, 2 – промышленный робот, 3 – накопитель заготовок и деталей, 4 – инструментальный магазин.

 

Рис.5. Схема одностаночной РТК с подвесным ПР: 1 – станок, 2 – подвесной транспортный ПР; 3 – накопитель заготовок и деталей; 4 – инструментальный магазин; 5 – подвесная транспортная линия.

На РТК подача заготовок и инструментов может также производится транспортным конвейером из накопителя. Такая компоновка РТК позволяет обслуживать одним подвесным роботом несколько станков с единого накопителя при минимальных затратах на производственную площадь.

Линейные компоновки РТК:

- занимают меньшую производственную площадь, чем комплексы круговой компоновки;

- обеспечивают переналадку и ремонт оборудования без останова работы всего комплекса,

- обеспечивают возможность визуального наблюдения за работой оборудования;

- обеспечивают безопасные условия работы обслуживающего персонала и обслуживание одним ПР трех станков и более.

Круговые компоновки РТК:

- определяются отличительными признаками применяемых напольных ПР, в том числе меньшей материалоемкостью и простотой проведения профилактических работ и ремонта ПР.

 

ПРИМЕРЫ РТК

Рассмотрим робототехнический комплекс (рис.6), в котором заготовки комплектуются на поворотном восьмипозиционном столе, а инструмент помимо инструментального магазина на станке имеет пять инструментальных накопителей вертикального типа, которые связаны со станком посредством подвесного транспортного робота. Модули такого типа могут быть связаны транспортным конвейером без специального накопителя поворотного типа. Шаговый конвейер – накопитель паллет с четырьмя, шестью или восемью заготовками – позволяет длительное время вести обработку с ограниченным участием оператора. Такой РТК может легко встраиваться в ГПС; в этом случае паллеты перегружаются на шаговый конвейер-накопитель роботом или робокаром.

Рис. 6. Робототехнический комплекс, состоящий из производственного модуля и инструментального накопителя: 1 – инструментальный магазин;2 – ОЦ; 3 – паллеты; 4 – поворотный восьмипозиционный стол; 5 – подвесной транспортный робот;
6 – поворотная платформа.

Робототехнический комплекс (рис. 7) состоит из двух производственных модулей и одного транспортного накопителя линейного типа. Стационарный накопитель связан с производственным модулем посредством передвижной транспортной платформы. Заготовки со стендов на станок перегружаются с помощью двухтактного стола по направляющим. Загрузка заготовок в накопитель может осуществляться роботом, робокаром или вручную; при малом времени обработки возможна смена заготовок на нескольких стендах сразу. Подача инструмента из накопителя осуществляется автономно и независимо. Отсутствие конвейера упрощает конструкцию, увеличивает надежность РТК и позволяет легко встраивать любой промышленный модуль в производственную систему.

Рис.7. Робототехнический комплекс, состоящий из двух производственных модулей и одного транспортного накопителя линейного типа: 1 – инструментальный магазин; 2 – ОЦ; 3 – паллеты; 4 – двухтактный стол; 5 – передвижная транспортная платформа; 6 – стационарный накопитель; 7 – подвесной транспортный робот.