6.3. Промышленные работы
Промышленные работы (ПР) представляет собой эффективные средства автоматизации, обладающие гибкого и универсального выполнения различных сборочных операций, особенно в серийном и мелкосерийно производстве. В отличие от автоматизации сборки с помощью специализированных устройств автоматизация с применением роботов имеет следующие преимущества:
- быстрое встраивание в автоматизированные сборочные линии или многопозиционные автоматы;
- простоту перенастройки на сборку новых но конструкции изделий;
- медленное моральное старение.
Роботы на сборочных операциях используют для загрузки и разгрузки оборудования, транспортирование собираемых объектов и для выполнения основных сборочных операций сопряжение и соединения.
В качестве сборочного инструмента можно использовать различные захваты, гайковёрты, винтоверты и т.д. При переходе к сборке нового изделия производят необходимую смену комплекта инструментов и управляющей программы.
Правильный выбор робота для выполнения конкретной сборочной операции основан на глубинном анализе сборочного процесса и сопоставлении его с техническими характеристиками роботов. Для общей оценки роботы необходимо знать его рабочий объём, грузоподъёмность и точность позиционирования. Более полно свойства и возможности робота представляют следующие данные:
рабочий объём;
базовая система координат;
число степеней свободы;
скорость перемещений по координатам;
шаг скорость движения и т.д.
Конструкции промышленных роботов классифицируют по следующим признакам:
по назначению – универсальные, специализированные и специальные;
по типу привода – гидравлические, пневматические, электрические и комбинированные;
по виду передвижения робота – неподвижные подвижные;
по размещению пульта управления – отдельный пульт и пульт на работе;
по грузоподъёмности и раскрытию захватов – по величине подъёма и выдвижению руки и т.п.
Для захвата и удержания деталей в процессе их сборки применяют различные по конструкции захваты. Захваты бывают: магнитные, механические (рис. 6.4), электрические, камерные (рис. 6.6), фрикционные (рис. 6.5), шланговые (рис. 6.7), вакуумные, струйные, адаптивные.
В камерных и шланговых захватах на зажимные элементы захватов действует давление сжатого воздуха. Камерные захваты используют для тонкостенных и нежёсткостенных деталей. Зажимаемые детали имеют массу не более 0.5 кг.
Рис. 6.4. Механический стержневой захват
Рис. 6.5. Фрикционные захваты
Рис. 6.6. Камерный захват
Шланговый захват (рис. 6.6.) обладает универсальностью и имеет широкий диапазон применения. Шланговой захват с четырьмя резиновыми пальцами (4), укреплёнными на корпусе (1) пневматического коллектора. Каждый палец имеет 3 глухие 7 и 3 проточные 8 полости; последние сообщения с окружающей средой. Все полости соединены через коллектор с распределительным устройством с программным управлением. Внутри каждого пальца пропущен нерастягивающийся гибкий трос 5, прикреплённый с одной стороны и шайбе 3, а с другой соединённый с натяжным устройством 6.
Рис. 6.7. Шланговый захват
При подаче сжатого воздуха в полости 7 и 8 пальцев 4 стенки пальца на участке полости 7 будет вытягиваться, а на участке полости 8 сжимаются. В результате все пальцы повернуться и зажмут деталь 2.
Наиболее сложными и перспективными для сборочных работ являются адаптивные захваты (рис. 6.8.) оснащённые различными элементами очувствления и различные виды воздействия. К элементам очувствления, например, относится способность захватов определять и регулировать силу зажима, для чего разработана гамма датчиков.
Рис. 6. 8. Адаптивный захват:
1 – губки; 2 – основания; 3 – камера; 4 – заслонка;
5 – сопло; 6 – деталь
В захвате представленном на рисунке 6.7 с регулированием силы зажима с помощью пневматики, деталь 6 зажимается губками 1 пальцев, армированных эластичными фрикционными прокладками. Губки 1 связанны с основанием 2 пальцев посредствам камер 3, которые при зажиме наполняются воздухом. Губки 1 оснащены заслонками 4, находящимися под соплами 5. При зажатии под действием массы детали губки просядут, зазор между соплом 5 и заслонкой 4 уменьшаться, что приведёт к затруднению истечения воздуха из камер и повышению их давления. Это будет происходить до тех пор, пока сила зажатия не увеличится настолько, чтобы приседание губок прекратились, то есть в данном случае сила зажатия регулируется в захвате. Адаптивный захват с пальцами управляемой жёсткости способен приспосабливаться к деталям, имеющих различную форму и размеры. Адаптивные датчики могут быть также оснащены элементами технического видения и осязания.
Следует отметить, что целесообразность применения роботов определяется на основании экономических расчётов. Производственный опыт показывает, что в сборочном производстве высокая эффективность может быть достигнута применением специальных и специализированных роботов упрощённой конструкции с 3 – 4 степенями свободы применительно в виду собираемых деталей и изделий и условиям производства.