£3; iwwT r\ n rv-ruri r-.Y f -W4 n. □ -]l - f -1- ... t .11-I ,

Рнс. 9.14. Система автоматических линий групповой обработки маховиков двигателя:

J - позиция загрузки; 2-5 - агрегатные токарные станки; в - автоматическая линия из агрегатных сверлильных и резьбонарезных станков; 7 - оборудование для сборки, балансировки и мойкн; 8 - позиция разгрузки

другого типа осуществляется заменой вспомогательного инструмента токарных агрегатных станков и включением или отключением некоторых сверлильных силовых головок.

ГЛАВА 10

ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ К СТАНКАМ

§ 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И КЛАССИФИКАЦИЯ

Для выполнения производственных функций промышленный робот должен иметь; исполнительное устройство (манипу-лцор с приводами я рабочим органом - схватом); устройство управления, обеспечивающее автоматическую работу манипулятора по программе, которая хранится в оперативной памяти, а также развитые связи с устройствами программного управления; измерительно-преобразовательные устройства, контролирующие действительные положения исполнительного устройства, силу зажима схвата и другие параметры, которые оказывают влияние на работу мани1улятора; энергетическое устройство (гидростанцию, силовые преобразователи энергии), обеспечивающее автономность работы манипулятора.

Технологические возможности и конструкцию промышленных роботов определяют несколько основных параметров, обычно включаемых в их техническую характеристику: грузоподъемность, число степеней подвижности, рабочая зона, мобильность, быстродействие, погрешность позиционирования, типы управления и привода.

Грузоподъемность промышленного робота определяется наибольшей массой изделия (например, детали, инструмента или приспособления), которым он может манипулировать в пределах рабочей зоны. В основном в типоразмерный ряд промышленных роботов, предназначенных для машиностроительного производства, входят модели грузоподъемностью от 5 до 500 кг.

Число степеней подвижности промышленного робота определяется общим числом поступательных и вращательных движений манипулятора, без учета движений зажима-разжима его схвата. Большинство промышленных роботов в машиностроении имеет до пяти степеней подвижности.

Рабочая зона определяет пространство, в котором может перемещаться схват манипулятора. Обычно оно характеризуется наибольшими перемещениями захватного устройства вдоль и вокруг каждой оси координат.

Мобильность промышленного робота определяется его способностью совершать разные по характеру движения: перестановочные (транспортные) перемещения между рабочими позициями, находящимися на расстоянии, большем, чем размеры рабочей зоны манипулятора; установочные перемещения в пределах рабочей зоны, определяемой конструкцией и размерами манипулятора; ориентирующие перемещения схвата, определяемые конструкцией и размерами кисти - конечного звена манипулятора. Промышленные роботы могут быть стационарными, не имеющими перестановочных перемещений, и передвижными, обеспечивающими все названные виды движений.

Быстродействие определяется наибольшими линейными и угловыми скоростями перемещений конечного звена манипулятора. Большинство промышленных роботов, применяемых в машиностроении, имеет линейные скорости манипулятора от 0,5 до 1,2 м/с, а угловые - от 90 до 180 7С.

Погрешность позиционирования манипулятора характеризуется средним значением отклонений центра схвата от заданного положения и зоной рассеяния данных отклонений при многократном повторении цикла установочных перемещений. Наибольшее число промышленных роботов, применяемых в машиностроении, имеет погрешность позиционирования от ±0,05 до ±1,0 мм. Устройства программного управления промышленных роботов могут быть цикловыми (индекс U), числовыми позиционными (индекс П), контурными (индекс К) или контурно-позиционными (индекс С). Приводы исполнительных органов промышленных роботов могут быть электрическими, гидравлическими, пневматическими или комбинированными, например, электрогидравлическими, пневмогидравличе-скими.

Промышленный робот 3388-Ш (рис. 10.1) предназначен для выполнения погрузочно-разгрузочных и других вспомогательных операций в металлообрабатывающем производстве. Робот стационарного типа имеет четыре степени подвижности: перемещение г манипулятора вдоль оси Z (подъем и опускание); выдвижение х механической руки вдоль оси X (вперед и назад); поворот манипулятора относительно оси Z (движение С); поворот головки (кисти) с захватным устройством относительно оси X (движение А). Все перемещения осуществляются от пневмо- и гидроприводов. Величины наибольших перемещений по каждой из степеней подвижности, характеризующие рабочую зону манипулятора, также показаны на рис. 10.1,

Рабочая зона манипу/1ятора

Рис. 10.1. Универсальный промышленный робот 3388-Ш

Линейные перемещения выполняются со скоростью 0,7-1 м/с, а угловые - со скоростью 90 7с.

Конструктивно промышленный робот состоит из нескольких сборочных единиц, смонтированных на основании / в виде жесткой сварной рамы, закрытой кожухами. На раме установлен подъемно-поворотный механизм 2 манипулятора, который может быть оснащен одной или двумя сменными механическими руками 3. Руки можно устанавливать относительно друг друга под углом 30-60° при наладке манипулятора. Грузоподъемность каждой руки 10 кг. Пневмогидравлические приводы подъема-опускания и поворота манипулятора размещены в основании промышленного робота. Для выдвижения руки используется пневмоцилиндр 4, размещенный внутри ее корпуса. На базирующий фланец руки крепится головка (кисть) 5 с захватными устройствами 6 различного типа. Привод схвата осуществляется пневмоцилиндром, установленным в корпусе головки. Движение поворота головки со схватом осуществляется пневмоцилиндрами 7 и передачей типа рейка-шестерня, установленными на фланце с задней стороны руки.

Устройство циклового программного управления промышленным роботом размещено во внутренней полости основания. Пульт 5 оператора смонтирован на наклонной крышке основания, за пределами рабочей зоны манипулятора.

Классификация промышленных роботов, применяемых в машиностроении, осуществляется по различным признакам, в том числе по технологическому назначению и степени универсальности. Промышленные роботы могут быть производственными и вспомогательными. Производственные роботы непосредственно участвуют в технологическом процессе в качестве производящих или обрабатывающих рабочих машин, выполняющих некоторые основные операции: сварочные, гибочные, окрасочные, сборочные и др. Для таких роботов характерно оснащение рабочих органов манипулятора необ-, ходимым инструментом (отверткой, гайковертом, сварочным устрой- ством или краскораспылителем). Производственные роботы обычно; используют в поточных линиях, где несколько таких роботов,! установленных вдоль конвейера, последовательно выполняют раз-j личные технологические переходы.

Значительная часть промышленных роботов, применяемых в ма- шиностроении, относится к группе вспомогательных (подъемно-] транспортных). Они предназначены главным образом для обслужива-1 ния основного технологического оборудования (станков, прессовf и других рабочих машин). Применение таких роботов обусловлено необходимостью гибкой автоматизации вспомогательных операций: установки-снятия заготовок и деталей, смены инструментов и оснастки, очистки базовых поверхностей деталей и приспособлений, контроля размеров заготовок и деталей. Кроме того, подъемно-! транспортные промышленные роботы могут осуществлять установку! заготовок в ориентированном виде в накопителе, на транспортере,/ выполнять транспортно-складские операции (при обслуживании] автоматизированных складов), обеспечивать транспортные потоки

заготовок, деталей и инструментов как между отдельными станками, так и Б пределах всего цеха. Обслуживающие промышленные роботы взаимодействуют с основным технологическим оборудованием, транспортными механизмами и другим вспомогательным оборудованием. Они являются в этом случае частью гибкого производственного модуля. Вспомогательные промышленные роботы позволяют, таким образом, повысить производительность и технологическую гибкость основного оборудования, обеспечить комплексную автоматизацию производства.

В зависимости от характера производства, вида выполняемых операций или типа основного оборудования, обслуживаемого в автоматическом цикле, промышленные роботы могут быть разной степени универсальности, которая определяется их функциональными возможностями и переналаживаемостью. В соответствии с данными признаками промышленные роботы разделяют на специальные, специализированные (целевые) и универсальные (многоцелевые).

Специальные промышленные роботы предназначены для выполнения определенных технологических операций или обслуживания конкретных моделей технологического оборудования. Для данныд роботов характерно конструктивное единство с основным или вспомогательным оборудовадрем, входящим в состав гибкого производственного (например, обрабатывающего) модуля. Число степеней подвижности в этом случае выбирается в соответствии со схемой выполнения необходимых манипуляционных действий и обычно ие превышает 3-4. Управление циклом работы манипулятора осуществляется от устройства ЧПУ технологическим модулем.

Специальный промышленный робот Пирин (НРБ) предназна-. чей для загрузки и разгрузки заготовок и деталей на токарном станке с ЧПУ (рис. 10.2). Токарный станок / с ЧПУ и автоматической сменой инструментов оснащен специальным столом-накопителем 2 для партии заготовок и обработанных деталей, установленных в приспособлении-спутнике 8 в ориентированном виде. Стол-накопитель совершает по определенной программе шаговые перемещения по оси Y перпендикулярно оси станка для установки приспособления-спутника в позицию загрузки-разгрузки. Автоматический манипулятор, предназначенный для обслуживания станка, установлен на каретке 4, которая может передвигаться по направляющим консоли 3 вдоль оси Z шпинделя станка. Боковое размещение накопительного устройства и расположение манипулятора над станком обеспечивают доступ оператора к рабочей зоне этого станка.

Таким образом, рабочая зона промышленного робота в гибком производственном модуле отделена от зоны обслуживания станка: Грузоподъемность манипулятора 80 кг; он имеет две механические руки 5 и 6. Каждая рука оснащена механизмом вертикального перемещения по оси X с длиной хода 350 мм. Механическая рука 5 предназначена для разгрузки станка, а рука 6 - для загрузки его. Цикл движения загружающей руки дополнительно включает в себя поворот С на определенный угол в вертикальной плоскости для установки заготовок в патрон станка. Для обработки заготовки с двух