1 сем маг / Нуртазин_5000_17.10.2020
.docxRobots in manufacturing
Today most robots are used in manufacturing operations; the applications can be divided into three categories: (1) material handling, (2) processing operations, and (3) assembly and inspection.
Material-handling applications include material transfer and machine loading and unloading. Material-transfer applications require the robot to move materials or work parts from one location to another. Many of these tasks are relatively simple, requiring robots to pick up parts from one conveyor and place them on another. Other transfer operations are more complex, such as placing parts onto pallets in an arrangement that must be calculated by the robot. Machine loading and unloading operations utilize a robot to load and unload parts at a production machine. This requires the robot to be equipped with a gripper that can grasp parts. Usually the gripper must be designed specifically for the particular part geometry.
In robotic processing operations, the robot manipulates a tool to perform a process on the work part. Examples of such applications include spot welding, continuous arc welding, and spray painting. Spot welding of automobile bodies is one of the most common applications of industrial robots in the United States. The robot positions a spot welder against the automobile panels and frames to complete the assembly of the basic car body. Arc welding is a continuous process in which the robot moves the welding rod along the seam to be welded. Spray painting involves the manipulation of a spray-painting gun over the surface of the object to be coated. Other operations in this category include grinding, polishing, and routing, in which a rotating spindle serves as the robot’s tool.
The third application area of industrial robots is assembly and inspection. The use of robots in assembly is expected to increase because of the high cost of manual labour common in these operations. Since robots are programmable, one strategy in assembly work is to produce multiple product styles in batches, reprogramming the robots between batches. An alternative strategy is to produce a mixture of different product styles in the same assembly cell, requiring each robot in the cell to identify the product style as it arrives and then execute the appropriate task for that unit.
The design of the product is an important aspect of robotic assembly. Assembly methods that are satisfactory for humans are not necessarily suitable for robots. Using a screw and nut as a fastening method, for example, is easily performed in manual assembly, but the same operation is extremely difficult for a one-armed robot. Designs in which the components are to be added from the same direction using snap fits and other one-step fastening procedures enable the work to be accomplished much more easily by automated and robotic assembly methods.
Inspection is another area of factory operations in which the utilization of robots is growing. In a typical inspection job, the robot positions a sensor with respect to the work part and determines whether the part is consistent with the quality specifications.
In nearly all industrial robotic applications, the robot provides a substitute for human labour. There are certain characteristics of industrial jobs performed by humans that identify the work as a potential application for robots: (1) the operation is repetitive, involving the same basic work motions every cycle; (2) the operation is hazardous or uncomfortable for the human worker (e.g., spray painting, spot welding, arc welding, and certain machine loading and unloading tasks); (3) the task requires a work part or tool that is heavy and awkward to handle; and (4) the operation allows the robot to be used on two or three shifts.
Flexible manufacturing systems
A flexible manufacturing system (FMS) is a form of flexible automation in which several machine tools are linked together by a material-handling system, and all aspects of the system are controlled by a central computer. An FMS is distinguished from an automated production line by its ability to process more than one product style simultaneously. At any moment, each machine in the system may be processing a different part type. An FMS can also cope with changes in product mix and production schedule as demand patterns for the different products made on the system change over time. New product styles can be introduced into production with an FMS, so long as they fall within the range of products that the system is designed to process. This kind of system is therefore ideal when demand for the products is low to medium and there are likely to be changes in demand.
The components of an FMS are (1) processing machines, which are usually CNC machine tools that perform machining operations, although other types of automated workstations such as inspection stations are also possible, (2) a material-handling system, such as a conveyor system, which is capable of delivering work parts to any machine in the FMS, and (3) a central computer system that is responsible for communicating NC part programs to each machine and for coordinating the activities of the machines and the material-handling system. In addition, a fourth component of an FMS is human labour. Although the flexible manufacturing system represents a high level of production automation, people are still needed to manage the system, load and unload parts, change tools, and maintain and repair the equipment.
Роботы на производстве
Сегодня большинство роботов используется в производственных операциях; примеры использования можно разделить на три категории: (1) погрузочно-разгрузочные работы, (2) технологические операции и (3) сборка и проверка.
Работы по транспортировке материалов включают перемещение материалов, а также загрузку и разгрузку машин. Работы по перемещению материалов требуют, чтобы робот перемещал материалы или рабочие детали из одного места в другое. Многие из этих задач относительно просты, требуя роботов собирать детали с одного конвейера и помещать их на другой. Другие операции передачи более сложны, например, размещение деталей на поддонах в порядке, который должен рассчитывать робот. В операциях по загрузке и разгрузке машины используется робот для загрузки и разгрузки деталей на производственной машине. Для этого необходимо, чтобы робот был оснащен захватом, который может захватывать детали. Обычно захват должен быть разработан специально для конкретной геометрии детали.
В роботизированных операциях обработки робот управляет инструментом для выполнения процесса над рабочей частью. Примеры таких применений включают точечную сварку, сварку непрерывной дугой и окраску распылением. Точечная сварка кузовов автомобилей - одно из наиболее распространенных применений промышленных роботов в США. Робот размещает точечный сварочный аппарат напротив автомобильных панелей и рамы, чтобы завершить сборку основного кузова автомобиля. Дуговая сварка — это непрерывный процесс, при котором робот перемещает сварочный стержень вдоль свариваемого шва. Окрашивание распылением включает в себя манипулирование окрасочным пистолетом по поверхности окрашиваемого объекта. Другие операции в этой категории включают шлифование, полировку и фрезерование, в которых вращающийся шпиндель служит инструментом робота.
Третья область применения промышленных роботов - сборка и проверка. Ожидается, что использование роботов при сборке будет увеличиваться из-за высокой стоимости ручного труда, который является обычным для этих операций. Поскольку роботы являются программируемыми, одна из стратегий при сборке состоит в том, чтобы производить несколько стилей продукта партиями, перепрограммируя роботов между партиями. Альтернативная стратегия состоит в том, чтобы производить смесь продуктов разных стилей в одной сборочной ячейке, требуя, чтобы каждый робот в ячейке идентифицировал стиль продукта по мере его поступления, а затем выполнял соответствующую задачу для этого подразделения.
Дизайн продукта - важный аспект роботизированной сборки. Методы сборки, подходящие для человека, не обязательно подходят для роботов. Например, использование винта и гайки в качестве способа крепления легко выполняется при ручной сборке, но эта же операция чрезвычайно трудна для однорукого робота. Конструкции, в которых компоненты должны быть добавлены в одном направлении с использованием защелок и других одноэтапных процедур крепления, позволяют намного проще выполнять работу с помощью автоматизированных и роботизированных методов сборки.
Контроль (ревизия?) — это еще одна сфера производственной деятельности, в которой увеличивается использование роботов. В типичном контрольной операции робот позиционирует датчик относительно рабочей детали и определяет, соответствует ли деталь техническим характеристикам качества.
Практически во всех промышленных роботах робот заменяет человеческий труд. Существуют определенные характеристики промышленных работ, выполняемых людьми, которые определяют эту работу как потенциальное применение для роботов: (1) операция является повторяющейся, включая одни и те же основные рабочие движения в каждом цикле; (2) операция опасна или неудобна для человека-работника (например, окраска распылением, точечная сварка, дуговая сварка и некоторые задачи по загрузке и разгрузке машины); (3) для выполнения задачи требуется рабочая деталь или инструмент, которые тяжелы и неудобны в обращении; и (4) операция позволяет использовать робота в две или три смены.
Универсальные производственные системы
Универсальная производственная система (УПС) — это форма универсальной автоматизации, в которой несколько станков связаны друг с другом системой обработки материалов, а все аспекты системы контролируются центральным компьютером. УПС отличается от автоматизированной производственной линии своей способностью обрабатывать более одного стиля продукта одновременно. В любой момент, каждая машина в системе может обрабатывать разные типы деталей. УПС также может справляться с изменениями в ассортименте продукции и графике производства, поскольку структура спроса на различные продукты, производимые в системе, со временем меняются. Новые стили продуктов могут быть введены в производство с помощью УПС, если они входят в диапазон продуктов, для обработки которых предназначена система. Таким образом, такая система идеальна, когда спрос на продукцию низкий или средний и есть вероятность изменения спроса.
Компонентами УПС являются (1) обрабатывающие станки, которые обычно представляют собой станки с числовым программным управлением(ЧПУ), которые выполняют операции обработки, хотя также возможны другие типы автоматизированных рабочих станций, такие как станции контроля, (2) система обработки материалов, такая как конвейер система, которая способна доставлять детали на любой станок в УПС, и (3) центральная компьютерная система, которая отвечает за передачу программ обработки деталей ЧПУ на каждый станок и за координацию действий машин и системы обработки материалов. Кроме того, четвертый компонент УПС — это человеческий труд. Хотя универсальная производственная система представляет собой высокий уровень автоматизации производства, по-прежнему необходимы люди для управления системой, загрузки и разгрузки деталей, смены инструментов, а также обслуживания и ремонта оборудования.
SUMMARY
This article describes the use of automated plants (robots) in production.
Discusses their application and examples of functions performed in the workplace. Robots replace hazardous or repetitive labor to avoid damage and emergency situation situations in the workplace.
It is also said that robots cannot always replace humans. For example, tightening a nut for a human is much easier than for a "one-handed" machine, while a robot will cope with rivets much faster.