Robot przemysłowy stosowany w operacjach technologicznych jest podstawowym elementem systemu zrobotyzowanego. System zrobotyzowany skonfigurowany jest z robotem oraz innymi urządzeniami stanowiącymi wyposazenie aplikacyjne. Do typowych elementów wyposażenia zaliczamy:
CHWYTAKI W przypadku wykonywania w procesie produkcyjnym zadań transportowych stosowane są chwytaki: Zadanie chwytaka polega na:
Sposoby chwytania detalu
W zależności od zastosowanego mechanizmu napędowego wyróżnia się następujące przemieszczenia końcówek chwytnych:
Na warunki uchwycenia obiektu wpływają
Typowe rodzaje chwytaków
|
PRZYSSAWKI Zwykle stosuje się przyssawki o kształcie sferycznym z cienkościennym obrzeżem. Wykonywane są one z gumy lub innego elastycznego tworzywa sztucznego. Dla przystosowania przyssawki do kształtu chwytanego przedmiotu można jej nadać odpowiedni profil. Podciśnienie w komorze przyssawki wytwarzane jest przez: strumienice gazowe, oraz przez tłokowe lub wirnikowe pompy próżniowe. Z powodu zalet chwytaków podciśnieniowych takich jak prosta kolstrukcja, niewielka masa i niski koszt znajdują one powszechne zastosowanie. Trzeba jednak mieć na względzie następujące uwarunkowania:
PODSTAWOWE PARAMETRY TECHNICZNE CHWYTAKÓW Dla chwytaków ze sztywnymi końcówkami chwytnymi:
Dla chwytaków podnciśnieniowych
Dla chwytaków elektromagnetycznych:
CZUJNIKIEM nazywa się istotny element systemu pomiarowego, który dokonuje fizycznego przetworzenie mierzonej wielkości nieelektrycznej na wielkość elektryczną. Wielkości elektryczne są prefereowane jako wielkości wyjściowe czujnika ze względy na łatwość przesyłania i przetwarzania sygnałów elektrycznych. Właściwości czujnika opisywane są przez paremetry jego modelu. Najważniejsze z nich to:
ZASTOSOWANIE SENSORÓW
|
RODZAJE CZUJNIKÓW
CZUJNIK POJEMNOŚCIOWY Zasada działania – powierzchnia elektrody oraz ekran tworzą okładziny kondensatora. Zbliżanie przedmiotu (metalowego lub dielektryka) powoduje zmianę jego pojemności. Parametry układu dobrane są tak, że oscylacja pojjawia sięw wyniku wzrostu pojemności, co zostaje wykryte przez komperator. Sygnal wzmacniany jest do poziomu umożliwiającego sterowanie elementów wykonawczych podłączonych do czujnika. Histereza przełączania (wyrazona w % strefy nominalnej) określa odległośc między położeniami obiektu wykrywanego, w których czujnik zmienia stan na wyjściu. Mieści się ona w granicach 1,5 – 20% Sn, w zależności od rodzaju czujnika. Parametr ten gwarantuje prawidłową pracę czujnika, gdy przedmiot znajduje się na granicy strefy działania, a także eliminuje wpływ wibracji CZUJNIK INDUKCYJNY CZUJNIK FOTOELEKTRYCZNY ULTRADŹWIEKOWY CZUJNIK ZBLIŻENIA CZUJNIK MECHANICZNY |
---|
NARZĘDZIA W przypadku zadań technologicznych – obróbka, montaż stosowane są różnego rodzaju narzędzie przymocowane do kiści robota lub usytuowane na specjalnej konstrukcji. W pierwszym przypadku narzędzie wykonuje zadanie technologiczne, a przedmiot jest zamocowany w uchwycie, w drugim przedmiot jest uchwycony chwytakiem i przemieszczany w strefę działana narzędzia. Przykładowe narzędzia specjalne i chwytaki: szlifierka do otworów, wiertarka, klucz, spawalniczy uchwyt elektrodowy, chwytak kleszczowy, szlifierka tarczowa, chwytak podciśnieniowy TORY JEZDNE Zwane też zespołami jezdnymi lub pozycjonerami liinowymi służą do przemieszczenia liniowego części manipulacyjnej robota. Jako dodatkowe osie zewnętrzne sterowane z układu sterowania robota pozwalają na automatyczną zmianę ustyuowania robota na stanowisku. Są to niezależne jednoski konstruykcyjne umożliwiające nieraz znaczne przemieszczenie stacjonarnych robotów stojących i podwieszanych w granicach od kilku do kilkiunastu metrów. RODZAJE TORÓW JEZDNYCH Ze względu na usytuowanie -podłogowe, przeznaczone dla robotów stojących -bramowe (portalowe) przeznaczone dla rtobotów podwieszanych -suwnicowe podwieszony robot uzyskuje ruchy lokomocyjne w dówch prostopadłych kierunkach Ze względu na rodzaj napędu -elektryczny -pneumatyczny -hydrauliczny Ze względu na system sterowania: - ze sterowaniem punktowym PTP -z sterowaniem ciągłym CP POZYCJONERY OBROTOWE Służą do manipulowania zamocowanymi na nich przedmiotami. Ich podstawowe zadania to: - usytuowanie (zorientowanie) zamontowanych detali w pozycjach najdogodniejszych z punktu widzenia robota i procesu technologicznego - utrzymanie zamocowanych detali w tej pozycji przez określony czas - umożliwienie łatwego zdjęcia detali po zakończeniu operacji technologicznych - dokładne i powtarzalne usytuowanie następnych detali z tej samej partii DOBÓR POZYCJONERÓW - ustalić odpowiedni układ kinematyczny pozycjonera - dobrać pozycjoner pod względem parametrów technicznych: rodzaju i parametrów ruchu dla poszczególnych osi, udźwigu, dopuszczalnych parametrów oraz dokładności pozycjonowania - dopasować pozycjoner do środowiska roboczego pod względem rodzaju napedu i zasilania OPRZYRZĄDOWANIE USTALAJĄCO – MOCUJĄCE Ich celem jest jednoznaczne ustalenie położenia części przeznaczonych do obróbki lub montażu oraz ich umocowanie. Ustalenie – polega na odebraniu stopni swobody, aby położenie detalu było w pełni jednoznaczne Mocowanie – nie może spełniać funkcji ustalających, ale zabezpiecza detal przed zmianą położenia. Jednym z najabrzdziej rozpowszechnionych elementów mocujących są zaciski. Na szczególna uwagę zasługują zaciski szybkomocujące. Z punktu widzenia uzyskiwania siły mocującej wyróznia się 3 podstawowe rodzaje zacisków : ręczne, hydrauliczne i pneumatyczne Dociski szybkomocujące znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu : maszynowym, motoryzacyjnym, meblarskim, elektrotechnicznym i innych. Tak dużą popularnośc uzyskały dzięki zastosowaniu dźwigni kolanowej. Poniżej na przykładzie przedstawione cechy charakterystyczne. Rozpatrzmy połączenie dwóch elementów złączonych sworzniem w otworach 2. W położeniu II między otworami 2 i 3 nie można zaczepić dwóch sił ściskających F (sił trzymania) Dlatego że układ nie znajduje się w równowadze. Siła trzymania F = 0 Pod działaniem siły F2 (pochodzącej od ręki operatora lub siłownika) oś otworu 2 przekracza linie lączącą osie otworów 1 i 3 o wielkość W dzięki czemu układ przechodzi w stan równowagi, uzyskuje blokadę oraz zadziałanie siły docisku F1 co umożliwi zaczepienie w osiach otworów 1 i 3 maksymalne siły ściskającej czyli siły trzymania F |
Zastosowanie robotów Roboty przemysłowe stosuje się na stanowiskach roboczych, w których wykorzystuje się przewagę robota nad człowiekiem, a ograniczenie możliwości robota nie stanowi w tym przeszkody. Typowe zastosowania robotów dotyczą: - spajania – spawanie, zgrzewanie, napawanie - prac manipulacyjnych i transportowych związanych z obsługą maszyn – maszyny odlewnicze, prasy, obrabiarki -transportu – paletyzowanie, przemieszczanie -malowania -obróbki – wiercenie, szlifowanie, polerowanie, cięcie - montażu – skręcanie, składanie - klejenia - diagnostyki -pomiarów Na proces spawania lub cięcia składa się wykonanie następujących operacji i czynności: - dostarczenie do urządzenia mocująco-ustawczego łączonych elementów -zamocowanie (ustawienie) el. W uchwytach urządzenie mocująco-ustawczego -właściwy proces spawania: -ustawienie pozycji początkowej elektrody i drutu elektrodowego -zapoczątkowanie ruchu roboczego elektrody -zakończenie procesu, wyłączenie zasilania elektrody -kontrola wykonanego spawu, ewentualna korekta parametrów spawani -Zwolnienie uchwytów mocujących -zdjęcie zespawanego podzespołu z urządzenie mocującego Budowa zrobotyzowanych stanowisk spawalniczych - robot przemysłowy (zwykle o strukturze przegubowej) - preferyjne urządzenia pozycjonująco-manipulacyjne (pozycjoner) -źródło prądu -podajnik drutu Przykładowy schemat blokowy Dodatkowe funkcje dla robotów spawalniczych -podprogramy różnych wzorów ruchów oscylacyjnych, niezbędnych przy wykonywaniu szerokich spoin -ponowny zapłon łuku -automatyczne uwalnianie przyspawanego drutu -nakładanie spoiny -wznawianie pracy -kalibrowanie narzędzia (TCP) EFEKTY ZASTOSOWANIE STANOWISKA ZROBOTYZOWANEGO DO SPAWANIA -uzyskiwanie powtarzalnej wysokije jakości spoin -Ogólna poprawa jakości wykonywanych detali przygotowanych do spawania -uniezależnienie jakości spawania od stanu psychofizycznego spawacza -zmniejszenie uciążliwości pracy przez ograniczenie czynności wykonywanych w wymuszonych pozycjach -ograniczenie narażenie pracownika na szkodliwe działanie dymów spawalniczych -nadzór nad dotrzymaniem parametrów spawanie i ewentualne inngerencje przez system zatrzymań awaryjnych -archiwowanie kompuerowe i odkumentowanie na wydruku danych odnośnie procesu spawania - podniesienie kultury pracy, a także wzrost prestiżu społecznego pracownika Robotyzacja zgrzewania Zgrzewanie punktowe stanowiło pierwsze znaczące zastoswanie robotów. Procesy zgrzewalnicze zostały dotychczas najbardziej zrobotyzowane przedewzystkim w pprzemyśle samochodowym oraz przy produkcji urządzeń gospodarstwa domowego. W procesie zgrzewania zrobotyzowanego ważnym jest dobór odpowiedniej zgrzewarki W najnowszych rozwiązaniach istnieje możliwość automatycznej zmiany: siły docisku elektrod, oraz ich skoku Przy doborze robota do zgrzewania należy uwzględnić: -liczbę stopni swobody -wymiar przestrzenie roboczej -Udźwig robota -powtarzalnośc pozycjonowania Efekty zgrzewania zrobotyzowanego -wysoka jakość zgrzein -powtazalnośc położenia spoin -minimalne zniekształcenie powierzchni -automatyczne regeneracje końcówek elektrod -archiwizacja parametrów zgrzein |
ROBOTYZACJA DOZOWANIA SZKŁA Roboty przemysłwe szklarskie (nabieraki kulowe) przeznaczone są do nabierania płynnej masy szklanej z pieca i dozowanie jej do urządzeń formujących. Z uwagi na takie cechy jak : dowolnie programowalna trajektoria ruchu, duży obszar pracy, robot może współpracować z różnymi urządzeniami formującymi np. automat, prasa, wirówka. System sterowania robota jest oparty na technice komputerowej. Podstawowa wersja robota ma cztery stopine swobody: -ruch wokół podstawy (oś A) -ruch ramienia (oś B) -ruch ramienia (oś C) -Obrót palicy Niezwykle ważnym zaganienie jest dobór odpowiednich parametrów technologicznych tj: ciężar kropli, średnica kulu, ilośc obrotów kuli, głębokość zanurzenie kuli, cykl postoju przed odcięciem. Uzależnione są one od parametrów szkła. Efekty zastosowania robota -zmniejszenie ilości braków -zwiększeie wydajności pracy -zmniejszsenie zużycia nośników energii na jednostkę produkcji -poprawa warunków BHP -poprawa rytmiczności produkcji ZROBOTYZOWANE STANOWISKA MANIPULACJI I PALETYZACJI Typowe zadania to: paletyzacja, depaletyzacja, pakowanie skrzyń, zdejmowanie pojemników, sortowanie, dostarczanie materiału Efekty: ograniczenie ciężkiej i monotonnej pracy, oszczędność miejsca, elasatycznośc w paletyzacji różnych wyrobów, szybkośc działania, zwiększenie przepustowości linii pakujących MALOWANIE Wykorzystanie robotów do lakierowania wymaga specjalnych rozwiązań ich napędów. Z uwagi na łatwopalność lakierów zwykle stosuje się napędy hydrauliczne lub pneumatyczne. Programowanie robotów jest oparte na systemach wykorzystujących sztuczną inteligencję, a proces programowania polega na ‘nauczeniu się” przez robota powtarzania ruchów ręki człowieka. Efekty: oszczędnośc farb i proszków, odsunięcie obsługi od pracy w warunkach szkodliwych dla zdrowiam wzrost jakości powłok malarskich, zwiększenie wydajności, ochrona środowiska. ZROBOTYZOWANE STANOWISKO OBRÓBCZE Roboty przemysłowe obsługujące obrabiarki skrawające, wkykonują funkcje maniuplacyjne związane z zakładaniem i zdejmowaniem przedmiotów obrabianych, a także wymiane narzędzi. Wymagania które muszą spełnić: -automatyczne otwieranie i zamykanie osłon -sygnalizacja zaciśnięcia i zwolnienie obrabinaego przedmiotu w uchwycie -sterowany obrót wrzeciona (dla przedmiotów o nieregularnych kształtach) -zmechanizowane odprowadzanie wiórów -nadzorowanie uszkodzeń narzędzi skrawających ROBOTY DO ZADAŃ MONTAŻOWYCH Roboty w systemach montażowych mogą wykonywać nastepujace prace -odbieranie części z pojemników lub przenośników -ustawianie części na montowany wyrób -wykonanie operacji łączenia -odkładanie i transportowanie zmnotowanych wyrobów Do cech konstrukcyjnych określających przeznaczenie robotów do montażu można zaliczyć: -możliwośc automatycznej wymiany chwytaków i nardzędzi montażowych -szeroki zakres prędkośći przemieszczeń organów wykonawych -możliwośc kontroli jakości montażu -dokładność pozycjonowanie lub obecność mechanizmów umożliwiających kompensację błędów w trakcie łączenia ćzęsci. Roboty do montażu mają specjalna kinematykę: -PUMA OBSŁUGA GNIAZD TECHNOLOGICZNYCH Obszarem w którym spotykamy największą różnorodność zastosowań robotów jest ich wykorzystanie do obsługi maszyn i łączenie w ciągi produkcyjne (linie, gniazda) Muszą one dostosowywać się elastycznie do zmieniającej się geometrii transportowanych przedmiotó lub sekwencji operacji technologicznych. Algorytm sterowania robotem w takich warunkach jest budowany na podstawie modelu grafu typu „drzewo” gdzie poszczególne gałęzie są wybierane przez moduł identyfikacji przedmiotu lub operacji technologicznej Efekty: -koncentracja operacji -eliminacja przestojów międzyoperacyjnych -skrócenie cyklu produkcji -efektywne wykorzystanie maszyn -oszczędności powierzchni -ograniczenie ciężkiej i monotonnej pracy |
---|