2.3. Анализ представленных вариантов компоновок

Проанализируем каждый из вариантов представленных компоновок, и выберем наиболее оптимальный.

Основные характеристики заготовок представлены в таблице

Характеристики компоновок	Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3
Количество основного оборудования	1	2	2
Количество вспомог. оборудования	3	2	4
Занимаемая площадь, м2	5,4х3,2	7,5х5,6	12,24х3,5

Достоинства 1-го варианта

- возможность совершать операции параллельно, что существенно может сократить цикл обработки партии деталей

- нет простоя станка

- малая занимаемая площадь

- самый кроткий по времени цикл обработки

Недостатки 1-го варианта

- количество требуемого оборудования существенно отразиться на стоимости

Достоинства 2-го варианта

- наличие тактового стола накопителя, исключает необходимость в накопителе заготовок

- возможность обслуживания роботом нескольких станков

Недостатки 2-го варианта

- ограниченное количество заготовок в столе-накопителе

Достоинства 3-го варианта

- большая рабочая зона робота дает возможность обслуживать еще несколько станков, что сократит время его простоя

Недостатки 3-го варианта:

- портальный робот требует расположения станков в одну линию

- большая погрешность позиционирования руки робота при загрузке деталей

- большая зона обслуживания

- нерациональность использования робота с большой грузоподъемностью

- количество требуемого оборудования существенно отразиться на стоимости

- самый больший по времени цикл обработки детали

Произведем расчет количества станков требуемых для выполнения годовой программы производства в 1240 шт.

[1,стр. 10]

Где: С_ср – средняя станкоемкость, приходящаяся на каждый станок, мин;

Т_{ср –} средний такт выпуска деталей, мин;

[1,стр. 10]

где: Ф₀ – годовой фонд времени оборудования, ч ;Ф₀=4025ч; [1,стр. 10]

К_исп – коэффициент использования оборудования по машинному времени; К_исп = 0,85 [1,стр. 10]

N_год – годовая программа выпуска, шт;

[1,стр. 10]

Где: С₁ – станкоемкость, приходящая на каждый станок по обработке типовой детали, мин С₁ = 59 мин;

n – число типовых деталей, n=1

мин

Тогда:

На основе проанализированных данных с учетом всех характеристик и параметров выбираем 1 вариант компоновки на основе станка мод. 16К20Ф3С18 и промышленного робота «Универсал 5.02»

В данном случае в качестве механизма выдачи заготовок применяется накопитель заготовок с отсекателем. Готовые изделия складываются в другой накопитель заготовок.

Схема компоновки показана на рис.6

Рис.6. Компоновка АС

3. Выбор промышленного робота

3.1. Классификация существующих промышленных роботов

Промышленным роботом называют автоматические быстропереналаживаемые универсальные манипуляторы с программным управлением, способные с помощью механических рук производить захват, ориентацию и транспортирование обрабатываемых деталей или выполнять разнообразные операции, относящиеся к деятельности человека. Промышленные роботы применяют как для выполнения основных технологических операций (окраски, резки, точеч­ной сварки и т. д.), так и для выполнения вспомогательных операций (обслуживания оборудования, выпол­нения погрузочно-разгрузочных работ при обслуживании металлорежущего, сборочного, кузнечно-прессового, литейного и другого оборудования, и т. д.).

Роботы позволяют освободить человека от выполнения тяжелого, быстро-утомляющего ручного труда, а также в тех случаях, когда работа свя­зана с использованием вредных веществ.

Промышленные роботы позволяют интенсифицировать использование технологического оборудования, повысить сменность его работы, уменьшить дефицит вспомогательного персонала и рабочих основного производства. Робот не утомляется, он практически нечувствителен к условиям труда. Моральное старение промышленных роботов происходит очень медленно, так как при смене объектов производства достаточно заменить простую и недорогую сменную оснастку и программу. Поэтому роботы могут быть многократно использованы.

Роботы можно разделить на три типа (поколения).

Роботы I типа (роботы с обучением) - обладающие способностью запоминать программу по выполнению разнообразных операций, относящихся к сфере деятельности человека; обладающие автономными свойствами и имеющие очень ограниченные возможности по восприятию рабочей среды. Движения осуществляются по жесткой программе.

Роботы II типа (адаптивные роботы) - имеют датчики обратной связи, воспринимающие информацию от окружающей среды. Такие роботы имеют основную программу и подпрограммы, которые выбираются в зависимости от информации, полученной от внешней среды. Следовательно, такие роботы, имеющие ЭВМ или обслуживаемые ЭВМ, обладают «зрением» и «осязанием» и способны «ориентироваться» в окружающей обстановке.

Роботы III типа («интеллектуальные» роботы) - наделены искусственным интеллектом. Для их работы достаточно задать конечную цель работы, т. е. алгоритм поиска. Такие роботы могут воспринимать и логически оценивать окружающую обстановку и определять движения, необходимые для достижения заданной цели работы. Для управления интеллектуальными роботами требуются средства вычислительной техники.

Роботы I типа с цикловыми, контурными и позиционными системами программного управления успешно применяют для автоматизации загрузки-выгрузки обрабатываемых деталей, а также для выполнения транспортных и вспомогательных операций на металлорежущих станках. Применение этих роботов особенно эффективно на автоматизированных участках и в автоматических линиях из станков с ЧПУ при групповой обработке. Роботы I типа относительно просты, недороги и надежны.

По степени универсальности промышленные роботы делят на три группы:

1) универсальные, предназначенные для выполнения комплекса как основных, так и вспомогательных операций независимо от типа производства с автоматической сменой захватного устройства и обладающие наибольшим числом степеней свободы;

2) специализированные, предназначенные для работы с деталями определенного класса, ограничиваемые видом производства (кузнечное, литейное, механосборочное и т. д.) с автоматической сменой захватного устройства и обладающие ограниченным числом степеней свободы;

3) специальные, предназначенные для выполнения работы только с определенными деталями по строго зафиксированной программе и обладающие одной-тремя степенями свободы.

По грузоподъемности их делят на роботы малой (до 50 Н), средней (50- 400 Н), большой (более 400 Н) грузоподъемности. Роботы могут иметь гидравлический, пневматический, электрический и комбинированный силовые приводы рабочих органов. По степени конструктивной связи со станком роботы могут быть стационарными, передвижными, подвесными. Они могут работать в декартовой, цилиндрической, сферической и смешанной системах координат.