Робототехнический комплекс

Робототехнический комплекс — различный вид станочных систем, имеющий одно или более технологическое оборудование в своем составе при наличии в нём промышленных роботов.

Роботизированный комплекс состоит из оборудования, в пределах которого изделие перемещается поштучно.

Задачи робототехнического комплекса

Для робототехнических комплексов (РТК) характерны следующие задачи:

• Оценка производительности РТК при условии наиболее эффективного использования промышленного робота и обеспечение минимальных простоев.
• Организация совместной работы промышленных роботов любого количества, исключения соударений робота и технологического оборудования изделий, построение системы управления роботом.

Построение системы управления промышленным роботом в РТК

Для эффективной работы промышленных роботов необходимо согласованность и точность их действий. Задача усложнена тем, что согласование действия промышленных роботов осуществляются в режиме реального времени. Система управления разрабатывается на согласование следующих событий: поведение робота при прямой передаче заготовок между оборудованием, при совместной работе двух и более роботов над одной деталью или узлом, а также при выполнении двумя или более промышленными роботами независимых задач.

Обычно применяется принцип группового управления. Под групповым управлением роботами понимается координированное управление движением, позволяющее роботам уклоняться от столкновения друг с другом или с препятствиями при выполнении своих функций.

Выделяют две фазы координации управления:

• Прогнозирование возможных столкновений путем моделирования движения роботов
• Исключение столкновений и обеспечения обхода препятствий путем автоматического управления роботами.

При автоматическом управлении движением роботов решаются следующие подзадачи: планирование траекторий и программирование траектории движения.

Планирование траектории производят глобальным и локальным методами. Прогнозирование столкновений при глобальном планировании относится ко всей рабочей группе роботов.

Для положения текущего робота характерно локальное планирование.

Структура робототехнического комплекса

Входом и выходом комплекса или началом и его окончанием являются накопители различного рода.

Классификация робототехнических комплексов

Комплексы различаются по характеру производства: новые и действующие.

По виду технологического процесса комплексы бывают предназначенными для:

• Механообработки
• Холодной штамповки
• Литья
• Прессования пластмасс
• Термической обработки
• Сварки
• Сборки
• Контроля
• Испытания

Робототехнические комплексы производятся по типу основного технологического оборудования и бывают:

• Полуавтоматы
• Автоматы с цикловым управлением
• Станки с ЧПУ

Также комплексы различают по типу применяемых роботов и числу единиц обслуживаемого оборудования.

Показателями, которыми характеризуется робототехнический комплекс являются:

• Объем выпускаемых партий продукции, без переналадки комплекса
• Номенклатурой выпускаемых видов продукции

По компоновке комплексы распределяются на:

• Линейные
• Круговые
• Линейно-круговые

Управление РТК производится или централизованно, или децентрализовано, или по комбинированной схеме. Централизованное управление производится от ЭВМ или спецустройства, а децентрализованное управление осуществляется от местных устройств управления, которые между собой связываются для совместной координации.

По степени участия человека робототехнические комплексы подразделяются на автоматизированные и автоматические. В первом случае человек выполняет основные или вспомогательные технологические операции. При автоматическом управлении человек частично или полностью управляет комплексом.

Принцип работы РТК на примере производственных процессов

Робототехнические комплексы механической обработки

При комплексной автоматизации производственных процессов в машиностроении результатом этого является готовая продукция того или иного уровня: детали ,подузлы, узлы , машины и т.д. На каждом этапе изготовления продукции выполняются разнообразные технологические и транспортные операции.

Первоначально механическую обработку проходят все виды заготовок: прокат, поковки-штамповки, литье, сварные детали.

Факторы, являющиеся определяющими при целесообразности обработки технически возможной на автоматизированных РТК:

• Конструктивные параметры деталей (геометрическая форма, взаиморасположение элементов деталей).
• Вид и состояние заготовки, поступающей на обработку.
• Технические требования, которые предъявляются к детали.
• Габариты и масса деталей.
• Однородность формы и расположения, для базирования и захвата без дополнительной выверки.
• Они должны иметь ясно выраженные базовые поверхности и признаки ориентации, позволяющие организовать их транспортирование и складирование около станков в ориентированном виде.
• Детали должны быть подобраны так, чтобы было возможно унифицировать процесс обработки и применяемого оборудования с целью использования группового метода.

Основные факторы, влияющие на выбор РТК промышленного робота: грузоподъемность и масса деталей. Создание робототехнических комплексов в механообработке в условиях серийного производства целесообразно на основе групповой обработки деталей, типизации технологических процессов и подбора номенклатуры технологического оборудования, обеспечивающего механическую обработку основных поверхностей деталей и пригодного для эксплуатации в РТК.

Промышленные роботы для загрузки, разгрузки, межоперационного транспортирования и накопления деталей в автоматизированных линиях

При использовании промышленных роботов на автоматических линиях для обработки тел вращения (при этом робот загружает заготовки из тары в рабочую зону первого станка) в конструкции станка предусмотрен автоматический зажим заготовки. Для правильного базирования заготовки типа фланцев особенно важно, чтобы робот обеспечивал автоматическое поджатие ее к торцу патрона. При необходимости рабочие позиции должны быть оснащены датчиками, контролирующими правильность и надежность базирования деталей; устройствами автоматического открытия и закрытия защитных экранов (щитков), ограждающих зону обработки; устройствами обдува и др.

Робототехнические комплексы сборочных операций

Окончательным этапом производства, влияющим на качество и стоимость продукции является сборка итоговых изделий. При применении автоматизированного оборудования к объектам сборки предъявляются специфические требования по их технологичности:

• Взаимозаменяемость сборочных единиц, которые, в свою очередь, могут быть собраны независимо друг от друга;
• Возможность проведения последовательной сборки, когда с одной или несколькими базовыми деталями последовательно сопрягаются другие детали;
• Минимальное число направлений сборки, простота траекторий движений соединения;
• Максимальная свобода доступа сборочного инструмента.