Лекционный материал по дисциплине "Технологическое оборудование"

Робототехнологические комплексы (РТК).

Робототехнологические комплексы, управляемые ЭВМ, состоят из нескольких унифицированных устройств и легко переналаживаются на выполнение различных производственных операций. Входящие в состав таких устройств ПР можно классифицировать по разным признакам, разделив их на группы, классы, типы.

К первой группе относятся ПР, которые выбирают для компоновки РТК, исходя из требуемой грузоподъемности количества степеней подвижности, зон обслуживания, обслуживаемого технологического оборудования и экономики.

Ко второй группе относятся приспособления в виде специально спроектированных кронштейнов с элементами крепления ПР к технологическому оборудованию и перемещения их по трем координатным осям, а также этажерок и площадок для установки соответственно систем подготовки воздуха и управления роботом.

В третью группу входят загрузочные устройства: вибробункеры со сменными лотками и ориентаторами, координатные столы, шиберы, отсекатели, кассетные механические загрузчики с подачей заготовок, ориентированных вверх.

Четвертую группу составляют разгрузочные устройства, роторные механизмы, вибробункеры, специальные контейнеры или тара, а также накопители (использующие ориентацию детали для передачи ее на последующие операции) и разгрузочные площадки (применяемые при работе нескольких ПР и передаче заготовок от одного робота к другому при синхронном выполнении нескольких технологических операций).

Пятая группа — это устройства (блоки) синхронизации работы систем управления технологическим оборудованием РТК и ЧПУ, обеспечивающие взаимодействие всех механизмов и устройств.

Исходя из общности структуры, все РТК можно подразделить на два основных класса.

К первому классу относятся РТК, в которых ПР используются вместе с

основным технологическим оборудованием. Примером могут служить РТК

штамповки деталей, глубокой вытяжки и формовки, штамповки выводных

работ в производстве интегральных схем.

Ко второму классу относятся РТК с ПР, оснащенными переносными орудиями труда. Примером могут служить РТК сборки резисторов, конденсаторов и изделий микроэлектроники, окраски деталей приборов.

В свою очередь каждый класс РТК подразделяют по количеству входящего технологического оборудования и ПР на четыре типа.

Робототехнологические комплексы 1типа (рис. а-в) наиболее просты по конструкции и могут использоваться не только в серийном, но и в мелкосерийном производстве. При этом один ПР обслуживает одну единицу технологического оборудования.

Компоновка РТК, (рис. а) при которой ПР, установленный на отдельном фундаменте, извлекает из загрузочного устройства деталь (заготовку), разворачивается на 90° в горизонтальной плоскости выдвигает схват на 200 мм и устанавливает деталь в фиксирующее приспособление технологической машины. Управляющее устройство обеспечивает последовательность работы всех элементов РТК.

Компоновка РТК, (рис. б) отличается тем, что детали (заготовки) из загрузочного устройства перегружаются в накопитель, а затем ПР, установленным непосредственно на технологической машине, закрепляются для обработки в приспособлении.

При компоновке РТК, (рис. в) ПР оснащен технологическим инструментом (в данном случае краскопультом), а роль загрузочного устройства выполняет подвесной цепной конвейер.

Рассмотренные виды компоновки РТК широко применяют при автоматизации операций механической обработки, холодной штамповки,

сварки и окраски. Основным условием наибольшей эффективности этих РТК является операционное время цикла обработки деталей в автоматическом режиме, которое должно составлять доли секунды или несколько секунд (реже— несколько минут).

Робототехнологические комплексы 2 типа (рис. г-е) близки по составу к автоматическим линиям, т. е. в них входят несколько единиц технологического оборудования которое обслуживает один робот выполняющий вспомогательные операции по транспортировке, установке и снятию деталей (заготовок).

При компоновке РТК, (рис. г), подвесной монорельсовый ПР обслуживает несколько технологических машин, установленных в линию. Кроме того, в РТК входят загрузочное устройство и накопитель. Промышленный робот извлекает деталь (заготовку) из загрузочного устройства и устанавливает для обработки на технологическую машину, после чего снимает ее и укладывает в накопитель. Управляющее устройство обеспечивает автоматический цикл работы РТК.

При компоновке РТК, (рис. д), ПР перемещается вдоль линии технологических машин по напольному направляющему монорельсу.

Компоновка РТК, (рис. е) при которой технологические машины расположены по окружности, а ПР— в центре. Угол поворота «руки» робота в горизонтальной плоскости составляет более 270°. Промышленный робот извлекает детали (заготовки) из загрузочного устройства и устанавливает для обработки на технологические машины, а после обработки снимает их и переносит в накопитель.

Рассмотренные виды компоновки РТК перспективны при создании многопредметных групповых технологических линий и наиболее приемлемы в серийном и крупносерийном производстве. Эффективность применения РТК и типа выше в результате того, что одним ПР обслуживается несколько единиц оборудования. Такие РТК широко применяют на сборочных операциях в производстве электровакуумных приборов и электронно-лучевых трубок, а также в механообработке. длительность операций не регламентируется.

Робототехнологические комплексы 3 типа (рис. ж-з) характеризуются высокой степенью автоматизации технологических процессов, так как они состоят из нескольких ПР, каждый из которых обслуживает несколько единиц технологического оборудования.

Компоновка РТК, (рис. ж) при которой технологические машины и обслуживающие их ПР установлены в линию. Промышленные роботы извлекают детали (заготовки) из загрузочного устройства и последовательно передают их на технологические машины, выполняющие различные операции. Готовые детали укладываются последним ПР в накопитель. Каждый робот и обслуживаемое им технологическое оборудование имеют автономную систему управления.

Комбинированная компоновка РТК, (рис. з) состоящего из технологического оборудования, ПР, стационарно установленных на фундаментах, и одного монорельсового робота. В этом случае технологические машины устанавливают в линию, а обслуживающие роботы-переставители встраивают между ними. Подвесной монорельсовый транспортный робот служит для доставки межоперационной тары с деталями (заготовками) на все технологические машины. Системы управления обеспечивают взаимодействие одного робота-переставителя с двумя технологическими машинами.

Рассмотренные виды компоновки РТК наиболее приемлемы для обработки деталей по групповой технологии, так как наличие нескольких единиц технологического оборудования позволяет значительно увеличить количество выполняемых операций и вариантов технологических процессов. Такие РТК применяют в производстве коммутационных изделий (разъемов) и при многооперационной штамповке в производстве радиодеталей.

Робототехнологические комплексы 4 типа состоят из одной единицы технологического оборудования, которую обслуживают несколько ПР. В этом случае оборудование (рабочее место) находится в центре зоны обслуживания, а роботы расположены по окружности или с двух сторон (рис.и). Однако широкого применения такая компоновка РТК в промышленности не нашла.

Целесообразность выбора и применения одного из четырех типов РТК определяют в зависимости от условий производства, уровня автоматизации оборудования, программы выпуска деталей или изделий, технологического цикла, времени выполнения одной операции и необходимого количества операций.

Рисунок 1 - Компоновка робототехнологических комплексов:

а, в — 1 типа; г, е — 2 типа; ж, з — 3 типа; и — 4 типа; 1— технологическая машина; 2— промышленный робот; З — загрузочное устройство; 4 — устройство управления; 5 — накопитель; 6 — технологический инструмент; 7— напольный монорельс.

Контрольные вопросы

1. Устройство РТК.

2. Роли роботов в РТК.

3. Компоновки РТК.