|
Основные понятия. Промышленные
роботы (ПР) относятся к обширному классу машин, оснащае* мых манипуляторами
(М). Манипулятор—устройство, предназначенное для имитации двигательных и
(или), рабочих функций руки человека; управляется оператй- ром или действует
автоматически.
Промышленные роботы можно применять для автоматизации
операций на всех видах сборочных работ. При сборке под механическую обработку
ПР использу- ют для подачи, ориентации, соединения деталей в один комплект,
взаимного закрепления деталей, установки и снятия комплекта при обслуживании
обрабатывающего оборудования. При узловой сборке ПР могут осуществи лять
поиск и распознавание деталей, ориентацию и подачу их на сборочную позицию,
контроль размеров, правильности и качества соединения и закрепления деталей,
а также транспортировку, укладку (и упаковку) собранного узла. В основном ПР
применяются при методе сборки с полной взаимозаменяемостью.
Основные операции сборки, которые могут быть выполнены с
помощью ПР, оснащенных соответствующими инструментами и приспособлениями,
следующие: надеть — вставить; наложить — вложить; раздвинуть —• развернуть;
установить—снять; запрессовать; свинтить- развинтить; склеить; склепать;
сжать — разжать; нанести; сварить; зачистить; ориентировать; измерить;
залить.
Основные требования, предъявляемые к изделиям (сборочным
единицам), подлежащим сборке на автоматизированном оборудовании:
разделение изделий на законченные взаимозаменяемые
сборочные единицы, обеспечивающие возможность их сборки независимо друг от
друга;
возможность сборки с полной взаимозаменяемостью!
минимальное число соединяемых поверхностей и ви« дов
соединений;
доступность мест соединений сборочных единиц для контроля
качества соединения (если требуется); возможность последовательной сборки на
основе базовой детали, с которой последовательно сопрягаются присоединяемые
детали;
дополнительная обработка, пригонка и регулировка в
процессе сборки не допускаются.
Общие правила отработки конструкции изделия на
технологичность и правила выбора показателей технологичности конструкции
изделий установлены ГОСТ 14.201—73 и ГОСТ 14.202—73, правила обеспечения
технологичности конструкции сборочных единиц — ГОСТ 14.203—73. Собираемые
детали должны быть чистыми, без забоин и вмятин, не сцепляться друг с другом
прд выходе из подающего устройства (магазина). В их конструкциях
предусматриваются заходные фаски, конуса, проточки и т. д. Следует избегать
соединений с деталям ми из легкодеформируемых, хрупких и не обеспечивающих
сохранения определенной геометрической формь| материалов. Перед поступлением
на сборочную позицию необходимо проверять соответствие параметров деталей
техническим условиям.
Тип и конфигурация базовой детали определяют конструкцию
базирующего приспособления и схему базирования. Условия собираемости, выбор
базовых поверхностей при захвате и монтаже присоединяемой детали, а также
последовательность сборки зависят от пространственного расположения поверхностей
сопряжения. Основным признаком классификации типовых сборочных единиц и
комплектов является деление их на комплекты типа вала (с охватываемой базовой
деталью) и корпуса (с охватывающей базовой деталью).
В комплекте типа вала базовой деталью является вал или
другая деталь этой группы, на которую устанавливают подшипники, зубчатые
колеса, втулки, пружинные стопорные кольца, уплотнительные манжеты.
В комплекте типа корпуса базовыми деталями являются
корпус, фланец, стакан и т. д., в которые вставляют присоединительные детали.
Указанные комплекты Деталей являются типовыми для всех изделий
машиностроения.
Основное сборочное оборудование. Наиболее широкое
применение в сборочном производстве получили од- Ношпиндельные и
многошпцндельные гайковерты, вальцующие головки, поворотные многопозиционные
столы, прессы, сварочные головки и т. д. Указанное оборудованfie, как
правило, выполнено настольным или в виде ручного механизированного
инструмента. Это позволяет применять его как сменный инструмент, с помощью которого
роботы осуществляют сборку. ПР можно примнять как подъемно-транспортное и
загрузочное обору,
дование или в качестве основной технологической единицы. Сборочное
оборудование имеет вертикальное или горизонтальное исполнение.
Приспособления, применяег мые для закрепления базовой детали при сборке,
обычно идентичны приспособлениям, применяемым при механической обработке
различных видов. По возможности следует использовать универсальные кулачковые
и цанговые патроны, оправки,' призмы, центры и другие базирующие и
фиксирующие устройства) обеспечивающие требуемую точность установки и
закрепления.
Основные требования к ПР, применяемым в сборочном
производстве.
Промышленные роботы призваны обеспечивать всю совокупность
перемещений, необходимых для сборки, с учетом номенклатуры и программы
выпуска собираемых изделий, частоты их сменяемости и габаритных размеров
технологического оборудования.
Специфика сборки и необходимость компенсации погрешностей
установки деталей обусловливают ряд конкретных требований к сборочным ПР. Они
* должны иметь:
цилиндрическую* прямоугольную систему координат основных
движений, причем для сопряжения деталей требуется, как правило, их взаимное
прямолинейное перемещение; не исключена возможность и более сложного
движения, которое должен обеспечить исполнительный орган ПР или сборочный
инструмент; размеры рабочей зоны, достаточные для размещения вспомогательных
устройств, приспособлений и оснастки, магазинов с инструментами и захватными,
устройствами, подающих устройств и накопителей собираемых деталей, средств
контроля качества сборки;
не менее трех степеней подвижности, причем должна быть
предусмотрена возможность получения дополнительных степеней путем
дополнительных движений ПР или сборочных инструментов; расширенные
возможности стыковки с большим числом единиц вспомогательного оборудования
(тактовыми
столами, транспортерами, устройствами поштучной выдачи И
Т. д.); устройства автоматической смены захватных приспособлений
и инструмента, которые могут подключаться к силовой и измерительной пневматической
или электрическим сетям (для ПР, выполняющих последовательно несколько
различных операций и переходов);
скорости перемещений исполнительных узлов и кинематических
звеньев, обеспечивающие наибольшую производительность выполнения основных и
вспомогательных переходов сборки; при необходимости выполнения механической
обработки (сверления, развертывания и др,) следует предусмотреть возможность
перемещения исполнительного узла с требуемыми скоростями и усилием подачи
режущего инструмента или комплектовать сборочный. комплекс соответствующим
обрабатывающим оборудованием, обслуживаемым ПР (целесообразные скорости
0,001...1,5 м/с).
Для сборки могут быт> использованы промышленные роботы
КМ0.63Ц.4212, КМ 10Ц42.31, «Универсал- 50», «Циклон-5С», а также специальные
ПР.
Типовые- роботизированные комплексы (Р К) представляют
собой системы из одного или более ПР, приспособлений, инструмента и другого
оборудования, выполняющие законченную сборочную операцию или несколько
операций (переходов) и передающие собранную единицу на следующую сборочную
позицию.
На 6.5, а, б представлены сборочные комплексы с одним и
двумя промышленными роботами, j^e они выполняют транспортировку деталей и их
сборку на сборочной позиции. На 6.5, в показан сборочный комплекс, в котором
весь объем технологических сборочных операций производится специализированным
оборудованием..
На 6.5, г показан сборочный комплекс с магазином для
автоматической смены сборочного инструмента и захватных устройств,
осуществляемой ПР, что дает возможность расширить состав собираемых деталей и
объем сборочных операций. Для сокращения вспомогательного времени на смену
инструмента при последовательном выполнении ряда операций комплекс может
оснащаться несколькими сборочными приспособлениями
На 6.5,е представлена роботизированная автоматическая
линия линейной компоновки. На линиях та- кого типа число -сборочных позиций
определяется главным образом условиями выполнения сборки, в то время как на
роботизированных комплексах с круговой компой0ВКОЙ можно разместить не более
10...12 сборочных порций. Наибольшей гибкостью, универсальностью и легкостью
переналадки обладают роботизированные участки, состоящие из нескольких
сборочных комплексов, которые не имеют между собой жесткой функциональной
связи. Схемы участков с гибкой транспортной связью между позициями сборки
представлены на 6.5,ж, з. Отсутствие жесткой связи между сборочными
позициями позволяет распределять операции между ними с наиболее эффективной
их загрузкой. Этого невозможно достичь на роботизированной автоматической
линии, состоящей из РК, где такт сборки лимитирован временем выполнения
наиболее длительной операции.
При необходимости выполнения запрессовки, заливки,
нагрева, промывки и других подобных операций в состав участка или линии может
быть введено дополнительное оборудование.
При 6... 12 деталях в собираемом узле (сборочной единице)
и программе выпуска (0,2...1,0) 105 изделий в год целесообразно применять.
роботизированные комплексы типа представленного на 6.5, г, д; при программе
выпуска (1...8)105 изделий в год — комплексы типа представленного на 6.5, е;
при программах более (5...15)105 изделий в год — сборочные линии с жесткой
связью с круговой или линейной компоновкой типа показанной на 6.5, ж, з. При
крупносерийном и массовом производстве, т. е. при выпуске 1 -106 изделий в
год рентабельно использовать специализированное сборочное оборудование.
|