Вимоги до обладнання що входять в РТК

Основний критерій, що визначає можливість включення станків в склад РТК, є степінь їх автоматизації, що дозволяє без суттєвих конструктивних переробок перевести їх на роботу в автоматичному режим в комплексі з ПР, а також досить швидке переналагоджування станка. Таким вимогам відповідають станки, які мають повністю автоматизований цикл роботи, в тому числі перемикання швидкостей і подач, автоматизований чи механізований затиск виробу (ця потреба бажана, але не обов’язкова при виборі моделі, так як може бути виконана в процесі модернізації станка), і оснащені пристроями для автоматичної заміни інструменту (якщо в процесі обробки на одній операції потрібно використовувати декілька інструментів). металорізальних верстатів:

Необхідно врахувати степінь автоматизації допоміжних операцій (контроль деталей, вивід стружки).

Для стикування станків існуючих моделей з ПР необхідно:

· Автоматизація затиску-розтиску виробів на станку, модернізація електросхеми станка, що забезпечує зв'язок між станком і роботом;

· Автоматизація очищення базових поверхонь установочного пристосування чи стола станка;

· Автоматизація переміщення огорожі чи зміна її конструкції;

· Для станків токарної групи – оснащення станка пристроєм для дроблення стружки;

· Для зубооброблюючих – автоматизація запресування деталей.

При виборі чи розробці транспортно-складських пристроїв враховується спосіб зберігання і видачі деталей, вмістимість накопичувачів, спосіб орієнтації і комплектації заготовок на початковій позиції РТК.

Метало ріжучі станки характеризуються великим асортиментом технологічного обладнання, що забезпечує необхідну точність для кожного типу станків в заданих умовах. При створенні роботизованих станочних систем технологічне обладнання вибирають виходячи з наступних положень:

· ПР сам по собі не забезпечує необхідну точність базування деталі в пристосуванні; вимоги до ПР обмежуються можливістю введення заготовки в зону станка;

· Технологічне станочне оснащення повинно забезпечити встановлення деталі чи заготовки роботом, необхідну точність базування і надійність закріплення деталі в процесі обробки;

· Для контролю правильності положення деталі необхідно передбачити системудавачів, що фіксують положення деталі перед обробкою.

Лекція №21

ТЕМА: ВИКОРИСТАННЯ ПРОМИСЛОВИХ РОБОТІВ НА ОСНОВНИХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ОПЕРАЦІЯХ

План.

1. Автоматизація процесів зварювання на основі РТК.

2. Автоматизація складальних операцій за допомогою ПР.

3. РТК для нанесення покриття.

4. Використання ПР в електро і радіомонтажних роботах на виробництві мікросхем.

1. Автоматизація процесів зварювання на основі РТК.

При автоматизації зварювання ПР можуть використовуватися як допоміжне обладнання (навантажують деталі у зварювальну машину і забирають її); ПР повинні мати змінні ЗП (і їх автоматичну заміну); основне технологічне обладнання безпосередньо здійснює зварювання.

З багатьох видів зварювання ПР в основному використовуються при контактному точковому зварюванні, дуговому, а також на електронно-променевому зварюванні. Контактне точкове зварювання здійснюється шляхом нагрівання імпульсним електричним струмом. Робочими органами ПР для виконання такої операції є зварні кліщі. Існують зварні ПР, у яких маніпулятор закінчується одним електродом, а іншим електродом служить сам виріб, що зварюється ПР для контактного точкового зварювання мають спеціальну конструкцію, яка передбачає розміщення трансформатора для зварювання і струмопровідного кабелю, що під’єднується до зварних кліщів. Трансформатор розміщений на маніпуляторі ПР, а також безпосередньо в його робочому органі. Вантажопідйомність таких роботів складає 20-30 кг. Керування ПР, що використовуються для токового зварювання – дискретне позиційне. Пристрій керування розрахований на роботу в умовах сильних електромагнітних перешкод, що створюються імпульсами зварного струму. Найбільш широко таке зварювання використовується в автомобілебудуванні (зварювання кузова), суднобудуванні і вагонобудуванні.

Дугове зварювання – більш складний технологічний процес, чим точкове зварювання. Воно потребує здійснювати неперервне переміщення зварного електроду з визначеною швидкістю по складній траєкторії вздовж зварного шва з одночасним поперечним його переміщенням. Електрод при цьому повинен зберігати визначену орієнтацію по відношенні до площини шва. Вантажопідйомність таких роботів складає 5-8 кг. ПР для дугового зварювання часто комплектуються столом з декількома кутовими степенями рухливості для розміщення на ньому виробів, що зварюються і маніпулювання ними перед ПР. у функції пристрою керування ПР для дугового зварювання крім керування рухом входить ще регулювання параметрів режиму зварювання (струму, напруги дуги, притоку газу). Керування при цьому повинно бути адаптивним. Основні задачі адаптації – пошук початку шва, слідкування за краями деталей, що зварюються і орієнтація електроду. Для контролю положення електродів відносно країв деталей, що зварюються використовуються контактні і магнітні здавачі, ультразвукові і оптичні дальноміри, телевізійні системи.

Автомати для дугового зварювання:

- призначені для довгих прямолінійних та кільцевих швів зверху чи знизу заготовки;

- не використовуються для швів складної просторової конфігурації;

- доцільні у масовому виробництві.

Електронно-променеве зварювання здійснюється у вакуумі шляхом переміщення електронного пучка, що створюється електронною гарматою, по лінії шва. Тут маніпулювання проводиться електронним променем з допомогою відклоняю чого магнітного чи електричного полів. Керування рухом променя по шву здійснюється в простіших випадках за складною програмою, а для складніших траєкторій стику – з використанням адаптивного керування і зворотного зв’язку через телевізійну систему і СТЗ.

2. Автоматизація складальних операцій за допомогою ПР.

Цей тип РТК за призначенням є найбільш важливим. збиральні операції в машинобудуванні складають до 40% собівартості виробів, а в приладобудуванні ще більше – до 50-60%. Разом з цим степінь автоматизації збиральних робіт дуже низька у зв’язку з обмеженими можливостями, які мають тут традиційні засоби автоматизації у вигляді спеціальних збиральних автоматів.

До збиральних операцій відноситься механічна зборка, електричний монтаж, мікроелектронна зборка. Процес збирання складається з таких послідовних взаємозв’язаних операцій:

· Завантаження деталей, що збираються в завантажувальні і транспортні пристрої;

· Переміщення деталей до місця збирання;

· Фіксація в строго визначеній позиції, з орієнтуванням деталей на позиції збирання;

· Сама операція збирання, тобто спряження деталей, включаючи часто закріплення;

· Контрольно-вимірювальні операції по ходу збирання;

· Видалення зібраного вузла із позиції збирання для переміщення на наступну позицію, якщо збирання повністю не закінчено.

Кожна з цих операцій може бути виконана ПР, але не завжди це потрібно. Роль ПР в РТК збирання може бути різною. Вона залежить від конкретних потреб до гнучкості комплексу, що визначається серійністю продукції, що випускається.

Роль ПР в комплексах збирання, які можна класифікувати таким чином в залежності від об’єму продукції, що випускається, починаючи з масового виробництва і закінчуючи одиничним.

· Спеціальні збиральні автомати для масового і крупносерійного виробництва з можливим використанням простих автоматичних маніпуляторів на допоміжних і окремих основних операціях збирання.

· Робототехнічні комплекси збирання для крупносерійного і серійного виробництва, в яких операції збирання виконують спеціальні ПР з цикловим керуванням.

· Робототехнічні комплекси збирання для крупносерійного і серійного виробництва на базі універсальних і спеціалізованих ПР, кожен з яких може здійснювати будь-які операції збирання за рахунок зміни інструмента.

· Робототехнічні комплекси збирання для серійного виробництва, в яких весь процес збирання виконується одним універсальним ПР.

· Робототехнічні комплекси збирання для крупносерійного і серійного виробництва з участю людини в керуванні ПР чи виконанні окремих операцій вручну.

Використання людини безпосередньо в технологічний процес збирання може бути або економічно вигідно, або технічно неможливо автоматизувати окремі складні операції (наприклад, деякі регулювальні і налаштувальні дії), або необхідністю оперативного підключення людини в аварійних ситуаціях, коли автомат по якійсь причині не справляється з завданням, або тимчасово на етапі освоєння збирання нового виробу.

Прикладом спеціальних збиральних автоматів є автомати для монтажу плат і зборочці роторні лінії, що використовуються в масовому і крупносерійному виробництві. Засоби робототехніки використовуються тут обмежено, в основному для обслуговування (операції завантаження-розвантаження).

3. РТК для нанесення покриття.

ПР використовують на операціях нанесення різного покриття: лакофарбових, захисних, герметизуючи та ін. Ці операції для людини не тільки фізично важкі але й шкідливі. В більшості випадків нанесення покриття пов’язано використанням вибухо- і пожежонебезпечних речовин. Тому ПР, що використовуються на цих операціях повинні мати вибухобезпечну конструкцію. Для нанесення покриття широко використовують пульверизатори. Є роботи у яких у якості робочого органу пульверизатор. Керування такими ПР – неперервне (контурне) з програмуванням методом навчання. Вимоги до точності ПР для нанесення покриття нижчі, а до швидкодії вищі. Використовується в таких ПР і адаптивне керування з використанням СТЗ для визначення габаритів наступного виробу, для нанесення покриття. За одержаними даними автоматично вибирається і коректується керуюча програма для ПР.

Іншим варіантом технології нанесення покриття є використання для цього електростатичного поля. Цей спосіб забезпечує вищу якість і економічні ший. Але висока напруга (десятки кіловольт) створює додаткову вибухонебезпеку, що обмежує область використання ПР з таким розпилювачем.

Широко розповсюджені засоби робототехніки для нанесення гальванічного покриття. Основна маніпуляцій на операція в цьому випадку – занурення в ванни деталей чи кошиків з деталями і переміщення їх від одної ванни до іншої. Операція ця виконується з допомогою простих одно програмних автооператорів.

4 Використання ПР в електро і радіомонтажних роботах на виробництві мікросхем.

ПР для мініатюрних виробів використовуються в виробництві годинників приладобудуванні радіотехнічній і електронній промисловості

Особливості: 1) мала матеріально-енергоємкість;

2)висока точність позиціонування;

3) високі вимоги до чистоти приміщення температури, іноді до вакуумної гігієни виробництва.

Таблиця 21.1 Класифікація ПР для мініатюрних виробів

Площа S1 м2	Об’єм V1 м3	Маса m,кг	Похибка позиціонування	Призначення
5*10-3	2,5*10-5	< 1 кг	20-200 мкм	Друковані плати, деталі трансформаторів, електродвигунів, комутаційні, кріплюючі елементи
1*10-4	1*10-6	<2,5*10-2	10-100 мкм	Радіодеталей, елементів електронної апаратури
Працезійні 5*10-6	5*10-9	долі. грам	0,1-10 мкм	Виготовлення кристалів інтегральних схем, деталі наручних годинників
Ультра працезійні			до 0,03 мкм	Використовується на процесах літографії

ПР мікроелектроніки.

За вимогами до навколишнього середовища поділяються:

1)звичайні (немає особливих вимог до герметичності газо-пиловідділень);

2)для роботи в чистих кімнатах;

3)для роботи у вакуумі.

Вимоги до таких ПР:

1) спеціальний привід з мінімальним числом пар зовнішнього тертя;

2) мінімальне виділення продуктів зносу і парів маси;

3) відсутність кишень, що сприяють накопиченню пилу.

Маніпулятори ПР, що використовуються у виробництві мікросхем.

1. Маніпулятор на основі гнучких герметичних трубчатих елементів.

2. Маніпулятор з використанням еластичних ланок, деформація яких визначається подачею тиску в нутрі порожнини.