Файл: Реферат по Постановка задачи управления робототехнической системы (ртс) Студент гр. 0711 Макбул А. М.pdf

Взаимные основные движения сопрягаемых деталей (как правило, это прямолинейные перемещения) должны осуществляться ПР в цилиндрической системе координат.
Размеры рабочей зоны ПР должны быть достаточными для размещения: вспомогательных устройств, приспособлений и оснастки, необходимых для реализации технологического процесса сборки; магазинов с инструментами и захватными устройствами; подающих устройств; накопителей собираемых деталей; средств контроля качества сборки.
ПР должен иметь не менее трех степеней подвижности, а также возможность увеличить их число до 8 в результате дополнительных движений исполнительного органа ПР или сборочного инструмента.
Система управления ПР должна обеспечивать возможность его работы со значительным числом вспомогательных механизмов (тактовые столы, транспортеры, устройства поштучной выдачи заготовок и т. д.).
Промышленные роботы, последовательно выполняющие несколько различных операций и переходов, должны иметь устройство, автоматически заменяющее захват и инструмент и подключающее их к силовой и измерительной сетям
(
пневматическим или электрическим).
При необходимости выполнения в процессе сборки операций механической обработки (сверление, развертывание и др.) исполнительный орган ПР должен обеспечить работу режущего инструмента с требуемыми скоростью и усилием подачи; если это невозможно, то в состав РТК следует включить соответствующее металлорежущее оборудование.
Следует отметить, что в промышленной робототехнике четко обозначились два направления создания переналаживаемых систем робото-технологических сборочных комплексов (РТСК). Первое связано с использованием ПР, работающих в условиях упорядоченной среды. В этом случае основное внимание при создании РТК уделяется выбору методов подготовки среды и разработке средств, реализующих их. Такое решение позволяет резко повысить надежность функционирования, снизить стоимость и упростить управление собственно ПР. На производстве при эксплуатации таких РТК не требуется специальной подготовки персонала, удешевляется организация их сервисного обслуживания. Кроме того, упомянутое направление создания РТК обладает определенными преимуществами еще и потому, что на производстве во многих отраслях накоплен значительный опыт применения типовых переналаживаемых средств упорядочения среды (деталей, соединений, технологической оснастки и т. д.), которые используются при автоматизации процессов загрузки и разгрузки технологического оборудования (например, бункерные загрузочно- ориентирующие устройства)
В общем случае состав и структура РТСК могут быть представлены схемой, изображенной
В качестве объекта рассматривается корпус электроизмерительного щитового прибора, на токовыводящие элементы которого надеваются комплекты деталей
— обыкновенная и пружинная шайбы, а также цилиндрическая гайка со шлицем.

В комплект входят: загрузочные (питающие) устройства ЗУ для номенклатуры комплектующих изделие деталей; устройства, выполняющие функции первичного ориентирования УПО; транспортные системы ТС и элементы создания однослойного потока деталей; устройства вторичного ориентирования УВО и фиксирования положении деталей в пространстве, например, кассетирующие устройства КУ, накопители кассет НК с упорядоченными деталями; транспортные органы ТО для подачи упорядоченных в кассетах деталей в зону обслуживания сборочного робота (создание упорядоченной среды УС): сборочный
(
обслуживающий) ПР; конвейер базовых деталей КБД и сборочная позиция.
2.
Технологические устройства сборочных РТК
Автоматизированная роботизированная сборка накладывает специфические требования на технологические устройства. Эти требования определяются двумя основными схемами построения РТСК. В первой схеме робот выполняет функции захвата деталей, в некоторых случаях — базирование при сборке и удаление собранного узла. В таких комплексах операцию сборки осуществляет стационарное технологическое устройство. Во второй схеме промышленный робот непосредственно выполняет операции комплектования и сборки деталей.
Тип технологических устройств для автоматической сборки узлов изделий определяется главным образом видом соединения, для которого они предназначены. Различают технологические устройства для сборки разъемных и неразъемных соединений.
Детали при сборке соединяют следующими способами: стапелированием
(
укладкой) с большими и малыми зазорами; пластической деформацией (с натягом); упругой деформацией (с предварительным упругим деформированием одной из сопрягаемых деталей); склеиванием; свариванием; по резьбе.
Для выполнения указанных соединений с помощью ПР необходимы различные сборочные инструменты, приспособления и оборудование, к которым предъявляются следующие основные требования:
1) обеспечение надежного захватывания детали, ее транспортирования на сборочную позицию, а также установки в приспособление или сопряжения с базовой деталью;
2) унификация хвостовиков, поясков и других элементов, инструмента, служащих для его установки а исполнительном органе ПР;
3) возможность встраивания в инструмент датчиков, контролирующих наличие детали, процесс сборки, размеры собираемых деталей, их относительное расположение, качество сборки и другие параметры;
4) унификация мест подключения к измерительным и силовым пневмо- и электросетям (для сменного инструмента);
5) обеспечение захватными элементами инструмента заданной точности базирования детали;
6) оснащенность инструмента устройством автопоиска или элементами, способствующими самоустановке присоединяемой детали под действием сил, возникающих при сборке;

7) отсутствие деформаций детали в результате действия на нее усилий, возникающих при сборке, захватывании и фиксации (если это не требуется по условиям технологического процесса);
8) возможность легкой переналадки инструмента (в широком диапазоне размеров) при изменении номенклатуры собираемых деталей;
9) оснащенность блокировочными устройствами, предотвращающими поломку инструмента;
10) возможность расширения технологических возможностей инструмента;
11) захватные устройства сборочного инструмента по возможности должны быть автономными (т.е. выполненными отдельно от инструмента) и совмещенными с инструментом.
Отдельно можно отметить, что к технологическим устройствам, работающим в составе РТСК, построенным по первой схеме, предъявляются требования: применение единого источника энергии, возможность управления от общей системы, а также эти устройства должны обладать достаточной универсальностью и быстро переналаживаться с одного типоразмера на другой. К технологическим устройствам, работающим в составе РТСК, построенным по второй схеме, предъявляются требования единства источника энергии робота и технологического устройства и возможности работы от единой системы управления. Так как технологическое устройство крепится на конец руки манипулятора, к нему предъявляются требования снижения массы, а следовательно, и размеров для уменьшения инерционных нагрузок в приводах роботов. Технологические сборочные устройства должны иметь высокую производительность, обладать достаточной универсальностью и надежностью в работе.
Автономные захватные устройства обеспечивают соединение деталей, изменение их положения, а также перенос деталей и собранного изделия. Захватные устройства, совмещенные с инструментом, применяют для выполнения основных сборочных операций. Одной из таких операций, наиболее часто встречающейся в машиностроительном производстве, является соединение деталей по цилиндрическим поверхностям (например, при установке подшипников, валов, вкладышей и манжет в корпус). При этом требуется высокая точность взаимного расположения сопрягаемых поверхностей и траекторий их перемещения или возможность компенсации таких погрешностей. Компенсацию осуществляют двумя способами:
1) активным (с применением датчиков, измеряющих, усилия и моменты, возникающие при сопряжении деталей, и выдающих команды на дополнительные перемещения исполнительных узлов ПР и загрузочного устройства);
2) пассивным (с применением кинематических элементов и приспособлений, устанавливаемых обычно непосредственно на сборочном загрузочном устройстве или на инструменте и обеспечивающих автопоиск сопрягаемых поверхностей; при этом для реализации автопоиска на сопрягаемых деталях необходимо иметь соответствующие вспомогательные поверхности - фаски, скосы и т.п.).

Установка плоских прокладок из листового материала производится с помощью электромагнитных или вакуумных захватных устройств. Вакуумные захватные устройства обеспечивают большую точность установки и могут работать с прокладками из любого материала.
Широкое распространение получили различные конструкции устройств для автоматической сборки резьбовых соединений. Эти устройства имеют ряд преимуществ, которые особенно важны для роботизированной сборки. К ним можно отнести универсальность, многообразие готовых конструкторских решений, небольшие габаритные размеры.
В резьбовом соединении следует различать детали, в которых стержень имеет наружную нарезку резьбы (болт, винт, шпилька), и детали, имеющие резьбовые отверстия (гайка, любая деталь с резьбовым или рядом резьбовых отверстий).
Разделение деталей в резьбовом соединении на два вида диктуют различные методы подачи, базирования и фиксации в процессе сборки.
Осуществление сборки резьбовых соединений требует выполнения двух движений: поступательного и вращательного. При проектировании средств автоматизации существенное значение имеет выбор прогрессивного способа сборки, который определяется методами базирования и относительного ориентирования собираемых деталей, методами воздействия на объекты сборки
(
на резьбовые детали).
Существуют два основных метода относительного ориентирования собираемых деталей: в первом используется базирование по неподвижным базам, во втором
— одну из собираемых деталей или обе сразу базируют в подвижных базах.
3.
Типовые компоновки РТК сборки
Процессу внедрения ПР в производство предшествует этап технологической подготовки, связанный со спецификой использования робота. Эта специфика существенным образом отражается на компоновке оборудования РТСК.
Возможны два варианта компоновки:
1)
ПР встраивается в существующую технологическую линию, когда требуется большая универсальность самого робота и наличие у него элементов адаптации, а также доработка технологического оборудования под применяемый тип робота;
2)
ПР проектируется совместно с технологической линией как составная часть сборочного технологического оборудования.
Последний вариант наиболее рационален и перспективен, так как позволяет в максимальной степени использовать преимущества модульного принципа построения ПР и принцип агрегатирования из унифицированных элементов при создании РТСК. Особое значение этот фактор имеет при разработке РТСК, учитывая разнообразие сборочных процессов. Особенности роботизируемого процесса оказывают одновременно влияние и на кинематику обслуживающих роботов, и на размещение технологического оборудования и компоновку ПСРТК в целом.
Путем анализа сборочных операций, выполняемых с применением ПР, получено четыре типовых варианта компоновки сборочных РТК, представленные Все РТК включают в себя следующие типовые элементы: ПР 2; рабочие позиции 4 (на

которых выполняются операции сборки); питатели 1 (служащие для подачи собираемых деталей в ориентированном положении); магазины 3 с комплектами сборочных инструментов.
В РТК технологический процесс сборки делится на две операции, причем операция 2 выполняется по двум позициям. В связи с этим возникает необходимость в организации трех одинаковых позиций сборки для обеспечения требуемой производительности отдельных операций. Передача полуфабрикатов после выполнения операции 1 на позицию, где выполняется операция 2, осуществляется (в таре) общецеховым транспортом. Такая компоновка обеспечивает сокращение простоев оборудования и, как следствие, повышение производительности РТК.
В РТК один ПР последовательно выполняет все операции сборки до получения полностью собранного изделия. При такой компоновке используют универсальные ПР и рабочие позиции в целях их быстрой переналадки при переходе на сборку другого изделия.
В РТК используют специальные ПР упрощенной конструкции с небольшим числом степеней подвижности. Собираемые детали перемещаются транспортером 5 между несколькими позициями сборки, работающими параллельно. Линейное расположение оборудования обеспечивает выполнение технологических функций и пустоту транспортной системы. Жесткая связь между рабочими позициями обусловливает остановку РТК при выходе из строя ПР или другого оборудования.
Особенностью РТК является то, что сборочные операции (с учетом их специфики) максимально сконцентрированы на отдельных рабочих позициях, причем на ряде позиций сборочные операции выполняются одновременно несколькими ПР.
Транспортирование полуфабрикатов между рабочими позициями 4 осуществляется конвейером 5. Связь между отдельными рабочими позициями гибкая.
Варианты компоновки РТСК. , а оборудование расставлено по дуге окружности, и для его обслуживания плечо робота 4 осуществляет возвратно-поступательные и вращательные движения. При переукладке деталей (узлов) с подводящего конвейера (позиция А) на конвейер (позиция D) стационарный робот 4 на фиксированных позициях 1, 2, 3 осуществляет сопутствующие, вспомогательные или контрольные операции: лужение, мойку, травление, гибку, рихтовку, контроль параметров и др. Компоновка комплекса по схеме 4, б предусматривает расположение оборудования в линию, и робот 4 снабжен модулем глобального перемещения между транспортными конвейерами А, В и D. Такая компоновка оборудования предполагает автоматизацию основных (5, 6) и вспомогательных
(1, 2, 3) операций, которые обслуживает робот.
Наличие упорядоченной среды позволяет роботу 4 не только обслуживать ее, аналогично схеме, но и транспортировать узел, укомплектованный на позициях 1,
2, 3, на позицию 5, 6 фиксирующей операции (развальцовка, пайка, сварка, запрессовка), операции контроля, подгонки, покраски и т.п. В отдельных случаях робот может выполнять эти операции самостоятельно.