Промышленные роботы - Виды автоматизированных производств

Промышленные роботы (ПР) являются универсальным средством комплексной автоматизации производственных процессов.

В настоящее время ПР используют в промышленном производстве для выполнения как технологических (пескоструйная обработка, нанесение лакокрасочных покрытий, точечная и шовная сварка, клепка, сборка и т. д.), так и вспомогательных операций (обслуживание прессов, молотов, металлорежущих станков, перегрузка и транспортирование материалов и заготовок и т. д.). Промышленные роботы позволяют интенсифицировать использование технологического оборудования, выравнивать и стабилизировать производительность отдельных станков, повышать сменность работы оборудования, уменьшать дефицит вспомогательного персонала и рабочих основного производства. Робот не утомляется, он практически нечувствителен к условиям труда. Моральное старение ПР происходит очень медленно, так как при смене объектов производства требуется только замена простой и недорогой оснастки и смена программы. Поэтому они могут многократно использоваться.

В зависимости от информационных возможностей ПР подразделяют на три поколения.

Роботы I поколения (с обучением) получили широкое применение в машиностроительной промышленности. Они обладают способностью запоминать программы выполнения разнообразных операций. Эти роботы имеют очень ограниченные возможности по восприятию рабочей среды и не могут адаптироваться к окружающей обстановке, для нормального функционирования требуют специальной ориентирующей оснастки. Работают по жесткой программе, что существенно упрощает их конструкцию, облегчает переналадку.

Роботы II поколения (адаптивные) с помощью сенсорных или тактильных датчиков воспринимают информацию о внешней среде. В них частично заложена организующая система управления, обучения и адаптации с использованием ЭВМ. 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 поколения (интеллектуальные) наделены искусственным интеллектом и обладают способностью самообучения. Они получили название "разумных" или "думающих" роботов и способны распознавать предметы в пространстве, вырабатывать планы решения поставленных перед ними задач и контролировать выполнение последних. В данном случае задается конечная цель работы, т. е. лишь алгоритм поиска. Информационные возможности роботов III поколения значительно выше, чем роботов П поколения. Для управления интеллектуальными роботами требуются средства вычислительной техники, часто большие ЭВМ.

По степени универсальности различают промышленные роботы: 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 подвижности;

Специализированные, служащие для выполнения технологических операций определенного вида или обслуживания оборудования определенного класса (производство кузнечное, литейное, механосборочное и т. д.) g автоматической сменой захватного устройства и обладающие ограниченным числом степеней подвижности;

Специальные, предназначенные для выполнения только определенных технологических операций или обслуживания конкретного оборудования по строго зафиксированной программе и обладающие одной -- тремя степенями подвижности.

По характеру выполняемых операций различают ПР:

Операционные, непосредственно выполняющие операции технологического процесса (окраска, сварка, клепка, сборка и т. п.);

Транспортные или обслуживающие, выполняющие вспомогательные переходы или операции перемещения (взять -- перенести -- установить и т. д.) при обслуживании технологического оборудования" конвейерных линий и складов.

В зависимости от характера конструктивного исполнения и связи со станком бывают ПР стационарные (напольные), подвесные (устанавливаемые непосредственно на станке, подвешенные на специальной опоре портального или консольного типа) и передвижные.

По грузоподъемности ПР делятся (ГОСТ 25204--82) на сверхлегкие (0,08--1,0 кг), легкие (1,25--10 кг), средние (12,5--200 кг) и тяжелые (250--1000 кг).

В зависимости от типа силового привода рабочих органов различают ПР с гидроприводом, пневмоприводом, электроприводом и комбинированным приводом.

Роботы разделяют также в зависимости от системы координат, в которой они работают: декартовой (прямоугольной), цилиндрической, сферической и смешанной.

схема промышленного робота

Рис. 20 Схема промышленного робота "Циклон"

Пневматические приводы (двигатели, цилиндры и т. д.) обладают высокой надежностью, просты в управлении, дешевы, пожаробезопасны и т. д. Их недостатки -- трудность обеспечения постоянной скорости перемещения и точности позиционирования, низкая мощность, необходимость смазывания и защиты от коррозии.

Гидравлические приводы (цилиндры, однолопастные гидродвигатели, электрогидравлнческие шаговые двигатели и др.) легки, компактны, позволяют использовать высокое давление, обладают высокой частотой собственных колебаний. Они позволяют просто регулировать давление, расход, усиливать мощность и т. д.

узел привода поворота пр фирмы

Рис. 21 Узел привода поворота ПР фирмы "РЕНО" (Франция):

1 -- гидромотор; 2 -- генератор волн; 3 -- платформа, к которой крепится основание робота; 4 -- гибкое колесо; 5 -- жесткое колесо

Основными формами движений в ПР являются поворот, разворот, качание, изгиб и прямолинейные движения. Все эти движения могут быть осуществлены с помощью электродвигателя в сочетании с редуктором или с шариковой винтовой парой, а также с помощью гидравлических и пневматических приводов. Редукторы, используемые в системах привода роботов, должны иметь: малый боковой зазор или малую кинематическую погрешность и высокую точность позиционирования; постоянство угловой скорости без пульсаций; малые габаритные размеры и массу, а также высокую допустимую нагрузку по моменту.

Для удовлетворения этим требованиям во многих конструкция к ПР применяют электрические и гидравлические приводы в сочетании с волновыми редукторами. Так, на рис. 21 показан узел привода поворота робота фирмы "Рено" (Франция). Использованием гидравлического сервопривода в зонах высоких скоростей и низкого крутящего момента достигается легкость управления, а в сочетании с зубчатой передачей - высокая точность поворота.

Похожие статьи




Промышленные роботы - Виды автоматизированных производств

Предыдущая | Следующая