|
|
Роботы, выпускаемые
промышленностью, отличаются значительным разнообразием конструкций,
технических характеристик,- сфер применения и т.д. Для установления
рациональной области применения роботов, составления типажа необходимо знать
их классификацию по различным признакам и основные технические характеристики.
Технические характеристики промышленного робота согласно
ГОСТ 25685—83 включают номинальную грузоподъемность, зону обслуживания
роботом, рабочую зону ПР, число степеней подвижности, скорость перемещения по
степени подвижности, погрешность позиционирования рабочего органа,
погрешность отработки траектории рабочего органа.
Грузоподъемность — наибольшая масса захватываемого ПР
объекта производства, при которой гарантируется захватывание, удерживание и
обеспечение установленных значений эксплуатационных характеристик ПР. Число
степеней подвижности ПР — это сумма возможных координатных движений
захваченной детали относительно неподвижного звена: стойки, основания и т. д.
(движение зажима детали захватным устройством здесь не учитывается). Зона обслуживания
ПР — это пространство, в котором рабочий ор- 1ан выполняет свои функции в
соответствии с назначением робота и установленными значениями его
характеристик. Рабочая зона ПР — это пространство, в котором может находиться
рабочий орган при его функционировании. Рабочая зона может иметь объем от 0,01 м3 (при особо точных операциях) и свыше 10 м3 (для передвижных роботов).
Погрешность позиционирования — отклонение положения
рабочего органа от заданного управляющей программой. Большинство современных
ПР имеет погрешность ± 0,1 ...2,5 мм (для грубых работ от ±1 до ±5 мм, для точных работ от ±0,1 до ±1 мм, для высокоточных работ, до ±0,1 мм).
Линейная скорость исполнительного механизма у большинства
IIP составляет 0,5—1 м/с, а угловая 90—1807с.
Классификация промышленных роботов. По характеру
выполняемых операций ПР подразделяют на производственные, непосредственно
участвующие в производственном процессе и выполняющие основные операции типа
сварки, гибки, окраски, сборки и т. д.; подъемно-транспортные (вспомогательные)
ПР, используемые для установки-снятия деталей и инструмента, обслуживания
транспортеров и складов и т. д.; универсальные роботы, выполняющие как
основные, так и вспомогательные операции.
По виду производства различают ПР, используемые в литейном,
кузнечно-прессоЕом, сварочном производствах, при механической обработке,
термообработке, нанесении покрытий, сборке, автоматическом контроле,
транспортно-складских работах и т. д.
По степени специализации ПР делят на специальные,
специализированные и универсальные. Специальные ПР выполняют определенную
технологическую операцию или вспомогательный переход и обслуживают конкретную
модель оборудования. Специализированные ПР выполняют операции одного вида,
например сварку, окрашивание, сборку, и обслуживают определенную группу
моделей оборудования, например станки с горизонтальной осью шпинделя.
Универсальные ПР служат для выполнения разнородных операций и функционируют с
оборудованием различного назначения. Универсальные ПР, несмотря на их большую
сложность и стоимость, легче приспособить к работе со станками без особой их
модернизации и изменения конструкции. Гибкие универсальные или с широкой спе^
циализацией ПР используют в автоматизированных производствах высокого уровня,
например в гибких производственных системах.
По грузоподъемности различают ПР: сверхлегкие (номинальная
грузоподъемность до 1 кг), легкие (номинальная грузоподъемность свыше I до 10 кг), средние (свыше 10 до 200 кг), тяжелые (свыше 200 до 1000 кг), сверхтяжелые (номинальная грузоподъемность свыше 1000 кг).
По числу степеней подвижности выпускают роботы с двумя,
тремя, четырьмя и более четырех степенями подвижности.
По возможности передвижения ПР подразделяют на
стационарные и подвижные. Стационарные ПР имеют ориентирующие и
транспортирующие движения, а подвижные ПР дополнительно к этим двум движениям
еще и координатные перемещения.
По способу установки на рабочем месте различают ПР
напольные, подвесные и встроенные. Встроенные роботы компактны, но
обслуживают только один станок. Напольные роботы обычно имеют более сложные
задачи, например обеспечивают смену инструмента, контрольные операции,
межстаночное транспортирование.
По виду систем координат ПР подразделяют на работающие в
прямоугольной, цилиндрической, сферической, угловой и комбинированной
системах координат. Роботы, работающие в прямоугольной системе координат,
отличаются жесткостью и имеют грузоподъемность свыше 80 кг; их часто используют для транспортно-складских работ или для штабелирования. Наиболее
распространена цилиндрическая система координат. В этой системе работают
роботы с грузоподъемностью до 60 кг. ПР со сферической системой координат
имеют высокую жесткость, большой объем рабочей зоны, распространены для
грузоподъемности от 10 до 140 кг. ПР, работающие в угловой системе координат,
компактны, имеют увеличенный объем рабочей зоны; применяютсяхпри
грузоподъемности от 5 до 160 кг.
По виду привода ПР подразделяют на роботы с
электромеханическим, гидравлическим, пневматическим и комбинированным
приводами.
По виду управления ПР подразделяют на роботы с программным
управлением (цикловым, числовым, позиционным, контурным), и роботы с
адаптивным управлением (позиционным, контурным).
По способу программирования различают роботы,
программируемые обучением и аналитически (путем расчета программ). По методу
обучения оператор, управляя ПР с ручного пульта, последовательно проводит
захватное устройство из одного конечного положения в другое через серию точек
в пространстве, которые фиксируются в запоминающем устройстве ПР. При обработке
последующих деталей захватное устройство робота будет двигаться по этим
зафиксированным точкам.
По методу самообучения программа формируется на основе
информации о внешней среде, запоминающейся устройством ЧПУ, которое затем и
выдает соответствующие команды.
Расчет программ для ПР аналогичен подготовке программ для
металлорежущих станков. При программировании используют широкий набор от
языков высокого уровня (Fortran и др.) до ориентированных языков.
Типаж промышленных роботов определяют исходя из следующих
технических характеристик и параметров: назначения ПР, грузоподъемности,
рабочей зоны, числа степеней подвижности, возможности передвижения
(мобильности), компоновочной схемы, конструктивного исполнения, вида
управления, иногда точности позиционирования (дополнительная характеристика).
Компоновочная схема и конструктивное исполнение ПР зависят от применяемой
системы координат (см. 3), назначения ПР, особенностей обслуживаемого
оборудования, числа позиций и их расположения. Так, в компоновках модуля
«станок—робот» ПР ( 166, а) перемещает заготовку по трем координатам, подавая
ее из загрузочной позиции 1 в рабочую позицию 2 станка, затем ПР снимает
деталь и переносит ее в разгрузочную позицию 3. ПР, изображенный на 166, б,
имеет еще одну степень подвижности — поворот на 180° захватного устройства
вокруг вертикальной оси, что позволяет обработать заготовку с двух сторон.
Перегрузочная позиция 4 позволяет совместить транспортирование заготовки,
находящейся на позиции 1 и детали (поз. 3) со временем ее обработки на
станке. У ПР на 166, в применено двухзахватное устройство, что дает
возможность совмещения времени транспортирования детали и заготовки.
Каждая компоновочная схема может быть выполнена в
нескольких конструктивных исполнениях. Каждой модификации внутри кода
основной модели присваивается двухзначный номер 01—99.
В типаж внесены напольные роботы (с горизонтальной
выдвижной рукой и консольным механизмом подъема, с горизонтальной выдвижной
рукой и подъемной кареткой, с качающейся выдвижной рукой, с многозвенной
рукой), портальные роботы, манипуляторы с ручным управлением и т. д.
Индексация моделей ПР проводится в следующем порядке: 1)
целевое назначение; 2) вид оборудования; 3) грузоподъемность; 4) тип системы
ПУ; 5) условная компоновочная схема; 6) исполнение. Например, модель
СМ40Ф2.80.01 расшифровывается следующим образом: СМ — станочный манипулятор;
40 — грузоподъемность;
Ф2 — с позиционной системой ПУ, 80 — индекс схемы
компоновки; 01 — конструктивное исполнение.
Робототехнические транспортные тележки служат для передачи
обрабатываемых заготовок от центрального стеллажа-накопителя к
конвейеру-накопителю или приемно-передающим устройствам станков и рабочим
позициям операторов и обратно. Траектория перемещения транспортной тележки
зависит от кабеля, проложенного в полу цеха. По кабелю пропускают переменный
ток, создается магнитное поле, которое взаимодействует с витками катушек
индуктивности, размещенных в тележке. При этом вырабатывается сигнал, который
подается в электронное устройство рулевого управления, и определяется
направление движения.
|