30

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего професионального образования

«Ростовский ГОСУДАРСТВЕННЫЙ строительный

УНИВЕРСИТЕТ»

Д.Я. Паршин

ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

И РОБОТОТЕХНИКИ

ЛЕКЦИИ

Раздел «Автоматизация и роботизация технологических

процессов в стойиндустрии»

Ростов-на-Дону

2013

4. Автоматизация и роботизация технологических

процессов в стройиндустрии

4.1. Автоматизация и роботизация производства арматурных изделий

С целью повышения несущей способности бетонных конструкций их армируют стальными стержнями и про­волокой. На специальных участках предварительно из­готовляют арматурные сетки и каркасы. В индустриальном домостроении на про­изводство арматуры и закладных деталей приходится до 14 % общего объема трудозатрат, а на заводах же­лезобетонных изделий они достигают 25—35 %. Кроме того, их изготовление связано с большими энер­гетическими затратами. Средний уровень механизации арматурного производства достигает на основных опе­рациях 80 %.

Анализ отечественного и зарубежного опыта показывает, что совершенствование арматурного производства идет по пути комплексной автоматизации тех­нологических процессов, внедрения поточных технологий, обеспечивающих выпуск готовых арматурных блоков без разрывов в технологической цепочке. В решении задач автоматизации производства арматуры и закладных деталей важная роль принадлежит роботизации ряда основных и вспомогательных операций. Внедрение средств робототехники позволяет решить вопросы автоматизации сварки пространственных каркасов, безотходной заготовки арматуры, предва­рительного ее натяжения, подачи стержней и проволоки, межоперационной транспортировки элементов, а также автоматизировать процессы пакетирования, складиро­вания и контейнеризации деталей и готовых изделий. Роботизация большинства технологических операций в арматурных цехах может быть выполнена на базе се­рийных промышленных роботов.

В настоящее время накоплен определенный опыт ис­пользования манипуляторов и промышленных роботов в арматурном производстве, который подтверждает эко­номическую целесообразность их внедрения. Применение промышленных роботов в арматур­ном производстве подтверждает перспективность роботи­зации целого ряда межоперационных и погрузочно-разгрузочных работ при заготовке арматурных стержней, стыковой сварки арматуры гибких арматурных стерж­ней и сеток. Основным направлением роботизации этих операций явля­ется снабжение роботами технологического оборудования и создание независимых РТК.

П ри роботизации действующих арматурных произ­водств возникает необходимость автоматизации процес­са передачи заготовок с одного оборудования на другое. Решить эти вопросы позволяет использование принци­пов пакетирования и контейнеризации. Пакетирование, снятие пакетов заготовок арматуры и их укладку в кон­тейнеры может выполнять промышленный робот, уста­навливаемый у каждого правильно-отрезного станка (рис.4.1). Компоновочная схема роботизации правильно-отрезного станка включает установку СМЖ (1), электрооборудование (2), заправочное (3) и размоточное (4) устройства, промышленный робот (5), конвейер для арматуры (6) и рельсовый путь (7). В составе такой роботизированной техноло­гической ячейки могут работать жестко программируемые роботы с числом степеней подвижности 4–5, рабо­тающие в цилиндрической системе координат.

При заготовке арматурных стержней диаметром свы­ше 14 мм на механических приводных прессах трудоем­кими операциями являются подача длинных стержней, пакетирование и съем заготовок Их автоматизация воз­можна при создании РТК, состоящего из приводного станка, робота и пакетирующих контейнеров. Для рабо­ты со станками СМЖ-172А, СМЖ-322А и другими подходят промышленные роботы с цикловой системой управления, грузоподъемностью 20–63 кг, с числом степеней подвижности 4–6. Совместная работа промышленных роботов и станков для гибки стержневой арматуры и сеток позволяет автомати­зировать операции подачи стержней и сеток в станок, съем их после выполнения основной операции на гибочном станке, значительно снизить трудоемкость работ и повысить производительность работы оборудования.

Б ольшой трудоемкостью отличается процесс сварки арматурных каркасов. В настоящее время основную часть пространственных каркасов сваривают из арматурных сеток, изготовляемых на многоточечных автоматизиро­ванных машинах. Сварка выполняется подвесными сварочными клещами, перемещение ко­торых требует немалых усилий обслуживающих их ра­бочих. Через несколько часов работы на таких установ­ках производительность труда резко падает. Поэтому первостепенной задачей роботизации в арматурных це­хах следует считать внедрение на постах сварки прост­ранственных арматурных каркасов сбалансированных манипуляторов для перемещения сварочных клещей (рис.4.2). Схема сварки пространственных каркасов включает сварочный трансформатор (1), манипулятор (2), сварочные клещи (3), устройство управления (4). Это позволит значительно снизить трудоем­кость работ и поднять на 30—40 % производительность. Однако такое решение можно рассматривать как перво­начальный этап роботизации. Для реконструируемых и вновь проектируемых производств необходимо создать специализированный РТК, сваривающий арматурные каркасы.

Исполь­зование промышленных роботов в арматурном цехе за­вода крупнопанельного домостроения позволяет на основе серийного оборудования автоматизировать процесс изготовления пространственных каркасов. Роботизированная технология производства в арматурном цехе предприятия КПД представлена на рис.4.3. В ее состав входят: вертикальная и горизонтальная установки для сварки арматурных каркасов (1,9); сварочные роботы (2, 8); станок для гибки сеток (3); обслуживающие роботы (4, 6, 10, 12); машина для высадки анкеров (5); станок для резки арматурной стали (7); сварочный робот; машина для точечной сварки (11); гибочный cibhok (13); правильноотрезной автомат (14); станок для правки и резки арматурной стали (15). Для роботизации действующих арматурных производств могут быть реко­мендованы промышленные р оботы с программным управлением.

Перспективным направлением дальнейшего развития роботизации является разработка новых поточных гиб­ких технологий, совершенствование конструкции основ­ного оборудования, разработка специализированных РТК и необходимой технологической оснастки для них. При создании автоматизированных линий предусмат­ривается контроль основных параметров изготовляемых заготовок и изделий, а также их пакетирование и контейнеризация. Это позволяет решать вопросы автомати­зации транспортных операций между арматурными уча­стками и линиями по изготовлению железобетонных из­делий.