2. Задание на курсовую работу

Задание на курсовую работу выдается преподавателем кафедры в первые дни семестра в соответствии с учебным планом. Пять тем заданий представлены ниже (приложение А):

Задание 1 « Разработать техническое предложение на РТК для сборки болта с втулкой».

Задание 2 « Разработать техническое предложение на РТК для сборки винта с гайкой».

Задание 3 « Разработать техническое предложение на РТК для сборки штифта с планкой».

Задание 4 « Разработать техническое предложение на РТК для сборки болта с планкой».

Задание 5 « Разработать техническое предложение на РТК для сборки валика с планкой».

Каждое задание предусматривает разработку РТК для автоматической сборки сборочной единицы, состоящей из двух деталей различных размеров, в виде различных вариантов. Для каждого варианта задания приведены основные размеры сборочной единицы и определены параметры или размеры, которые необходимо автоматически контролировать.

3. Содержание курсовой работы

3.1. Разработка роботизированного технологического процесса

В этом разделе производится анализ конструкции собираемых деталей: габариты, допуски на изготовление и на сборку, наличие фасок (при отсутствии - их можно предусмотреть). Определяется необходимость входного контроля собираемых деталей, процесса сопряжения, сборочной единицы.

Рассчитываются режимы сборки: усилие запрессовки, частота вращения инструмента, требуемый момент затяжки и др. Выбирается базовая и присоединяемая детали, их поверхности для базирования в схватах промышленных роботов и сборочных приспособлениях. Определяется способ автоматической сборки (жесткое базирование, упругое базирование, подвижное базирование). Составляется схема алгоритма техпроцесса сборки.

3.2. Выбор основного технологического оборудования

По требуемым режимам сборки подбирается оборудование для сопряжения собираемых деталей: пресс, резьбозавертывающая головка, вальцовочная головка и др. По алгоритму техпроцесса сборки производится выбор промышленных роботов. При этом учитывается их грузоподъёмность и технические возможности: число степеней подвижности, величины перемещений по каждой степени подвижности и др. По конструкции собираемых изделий выбираются автоматические загрузочные устройства.

В качестве прессов в работе можно использовать пневмоцилиндры с управлением через электропневмоклапаны от устройств управления роботами.

Резьбозавертывающие головки выпускаются с наибольшим крутящим моментом затяжки 5 и 20 Н∙м одношпиндельные и двухшпиндельные. Все исполнительные механизмы одношпиндельной головки (рис.Б.1) смонтированы на корпусе, установленном на колонне. Резьбозавертывающий механизм включает в себя пиноль, шпиндель, в гнезде которого установлен инструмент, и муфту с регулируемым предельным крутящим моментом. Привод подачи состоит из пневмоцилиндра и рычага, шарнирно соединённого со штоком пневмоцилиндра и пинолью. Установочный механизм состоит из винта с гайкой, червячной передачи и маховика. Привод главного движения включает электродвигатель и редуктор.

Головка обеспечивает завертывание деталей до заданного крутящего момента или на определенную глубину. Шпиндель с инструментом, получая вращение от привода главного движения и вместе с пинолью осевое перемещение от привода подачи, осуществляет завертывание детали. При завертывании детали на определенную глубину муфта предельного крутящего момента остается включенной, окончание хода шпинделя и пиноли регулируется регулируемым упором, по достижении которого шпиндель и пиноль автоматически возвращаются в исходное верхнее положение. Пиноль и шпиндель имеют постоянный ход, поэтому при изменении глубины завертывания корпус головки следует выставить на нужный размер по высоте при помощи установочного механизма.

Все исполнительные механизмы двухшпиндельной головки (рис.Б.2) смонтированы на корпусе, установленном на колонне. Каждый из двух завертывающих механизмов включает в себя каретку, шарнирно-телескопический шпиндель, в гнезде которого устанавливается инструмент, и муфту с регулируемым предельным крутящим моментом. Оба резьбозавертывающие механизмы крепятся к корпусу на переставных планках. Привод подачи состоит из пневмоцилиндра и планки, соединяющей шток пневмоцилиндра с двумя каретками. Установочный механизм и привод главного движения аналогичны одношпиндельной головке.

Головка обеспечивает завертывание одновременно двух предварительно наживленных деталей до заданного крутящего момента или на определенную глубину. Шарнирно-телескопические шпиндели с инструментом, получая вращение от привода главного движения и вместе с каретками осевое перемещение от привода подачи, осуществляют завертывание деталей. При завертывании деталей до заданного крутящего момента муфты предельного крутящего момента выключаются, шарнирно-телескопические шпиндели и каретки автоматически возвращаются в исходное верхнее положение. При завертывании деталей на определенную глубину муфта предельного крутящего момента остается включенной, окончание хода ограничивается регулируемым упором, по достижении которого шарнирно-телескопические шпиндели и каретки возвращаются в исходное верхнее положение. Расстояние между шпинделями может изменяться за счет поворота резьбозавертывающих механизмов вместе с переставными планками. При изменении глубины завертывания корпус головки следует выставить на нужный размер по высоте при помощи установочного механизма.

Головки должны работать от электроуправления, обеспечиваемого устройствами управления РТК. В качестве рабочего инструмента головок рекомендуется применять инструмент, конструкция которого приведена на рис.Б.3.

Вальцовочные сборочные агрегатные головки выпускаются с наибольшим осевым усилием 518 и 980 Н, одношпиндельные и двухшпиндельные, с индивидуальным приводом и встроенным механизмом осевого перемещения шпинделя. Они предназначены для пластического деформирования деталей инструментом, вращающимся вокруг своей оси.

Все исполнительные механизмы одношпиндельной головки (рис.Б.4) смонтированы на корпусе, установленном на колонне. Привод подачи осуществляется с помощью качающегося пневмоцилиндра. Усилие передаётся от штока цилиндра на шпиндель через рычаг. Вальцовочный механизм состоит из пиноли шпинделя, соединённого в верхней части с шестерней редуктора. В нижнем конце шпинделя имеется гнездо для установки вальцовочного инструмента. Установочный механизм состоит из винта с гайкой, червячной передачи и маховика. Привод главного движения состоит из электродвигателя и шестеренчатого редуктора.

Головка обеспечивает развальцовку, предварительно собранных деталей, в течение определённого времени или на заданную глубину. Шпиндель с инструментом, получая вращение от привода главного движения и вместе с пинолью осевое перемещение от привода подачи, осуществляет вальцовку. При вальцовке деталей в течение определённого времени пиноль и шпиндель с инструментом автоматически возвращаются в исходное положение по истечении заданного времени. При вальцовке деталей на определённую глубину конец хода пиноли и шпинделя с инструментом ограничивается регулируемым упором, по достижении которого пиноль и шпиндель автоматически возвращаются в исходное верхнее положение. Шпиндель и пиноль имеют постоянный ход, поэтому при изменении глубины вальцовки корпус головки следует выставить на нужный размер по высоте при помощи установочного механизма.

Конструкция двухшпиндельной головки (рис.Б.5) аналогична одношпиндельной и отличается только наличием двухшпиндельной раскатки, закрепляемой на пиноли головки. Раскатка с шестерёнчатой передачей имеет регулируемое расстояние между шпинделями.

Головки должны работать от электроуправления, обеспечиваемого устройством управления РТК. В качестве рабочего инструмента головок рекомендуется применять инструмент, конструкция которого приведена на рис.Б.6.

Для автоматизации сборочных работ выпускается большое разнообразие промышленных роботов. Основные требования, предъявляемые к ним: универсальность, гибкость, высокое быстродействие, малая погрешность позиционирования, адаптация в реальном масштабе времени, компактность, избирательная податливость, развитое программное обеспечение, связь с системами верхнего уровня.

Рекомендуется при выполнении курсовой работы выбирать роботы из представленных в данных методических указаниях.

Промышленный робот МП-9С состоит из пневматического манипулятора, устройства управления ЭЦПУ-6030, блока подготовки воздуха и соединительных кабелей. Его габаритные размеры и рабочая зона представлены на рис.Б.7. Техническая характеристика робота: грузоподъемность - 0,2 кг; число степеней подвижности (без схвата) – 3; погрешность позиционирования - 0,05 мм; система координат – цилиндрическая; способ задания координат - по упорам; регулируемое выдвижение руки - 0-150 мм; регулируемый подъём руки - 0-30 мм; регулируемый поворот руки - 0-120°; тип привода – пневматический; масса – 40 кг.

Промышленный робот МП - 11 состоит из пневматического манипулятора, устройства управления ЭЦПУ - 6030, блока подготовки воздуха и соединительных кабелей. Его габаритные размеры и рабочая зона представлены на рис.Б.8. Техническая характеристика робота: грузоподъёмность суммарная /на одну руку 1/ 0,5 кг; число степеней подвижности (без схватов) – 6; количество рук - 2; погрешность позиционирования - 0,05 мм; система координат – цилиндрическая; способ задания координат по упорам; регулируемое выдвижение рук - 0-200 мм; регулируемый подъем рук 0-65 мм; регулируемый поворот рук - 0-120°; регулируемая ротация схвата одной руки - 0-180°; регулируемый сдвиг схвата второй руки - 0-25 мм; тип привода – пневматический; масса – 75 кг.

Промышленный робот ПР5-2Э является универсальным сверхлегким стационарным роботом с одним манипулятором модульной конструкции, работающим в цилиндрической (ПР5-2Э-13.4.3) системе координат (рис.Б.9) или в прямоугольной (ПР5-2Э-5.4.3) системе координат (рис.Б.10). Приводы модулей робота пневматические. Управление осуществляется программным микропроцессором МКП-1 через блок пневмораспределителей. Программа вводится в запоминающее устройство микроконтроллера путем последовательного набора команд на клавиатуре пульта управления.

Техническая характеристика роботов: грузоподъемность - 0.16 кг, погрешность позиционирования - 0.05 мм, число степеней подвижности (без схвата) - 3, регулируемое выдвижение рук - 0-150 мм, регулируемый подъем рук- 0-50 мм, регулируемый поворот руки- 0-180° или перемещение колонны 0-160 мм.

На рис.Б.11 представлен промышленный электромеханический робот РМ-01. Приведены технические характеристики манипулятора и устройства управления.

Фирма БОШ выпускает семейство роботов с поворотной рукой. Один из представителей семейства робот SR 600 изображен на

рис.Б.12, а его техническая характеристика на рис.Б.13.

Многозвенные роботы горизонтального действия серии СКИЛАМ выпускаются фирмой Санкио. Общие виды, рабочие зоны и технические характеристики этих роботов представлены на рис.Б.14 и Б.15.

В качестве автоматических загрузочных устройств можно использовать вибробункеры типа УСБЗ, которые выпускаются 12 типоразмеров по диаметру чаши 200, 250, 320, 400, 500, 630 мм и направлению движения деталей в чаше по часовой и против часовой стрелки. Вибробункер выбирается по наибольшей массе загрузки и по наибольшему размеру загружаемой детали.

Диаметр вибробункера D(810)L , где L - наибольший размер загружаемой детали.

Чертеж чаш вибробункера приведен на рис.Б.16.