Файл: Автоматизация_Staroverov.doc

Система оценки положения и скорости перемещения узлов и механизмов является специали­зированной для конкретного типа Г1Р.

Основными требованиями, предъявляемыми к преобразовате­лям таких систем, являются надежность, малые габаритные раз­меры и масса, помехоустойчивость к воздействию окружающей среды, простота юстировки, возможность отсчета абсолютных зна­чений и низкая стоимость.

Для ПР со следящим приводом в состав системы входят пер­вичные преобразователи положения и скорости перемещения от­дельных степеней подвижности. В качестве преобразователей ско­рости применяют серийно выпускаемые тахогенераторы ТД-103, Г1Т-1, ТГ1-11 либо двигатели постоянного тока серии ДГ1М. В ка­честве первичных преобразователей положения используют про­волочные потенциометры, индуктивные и индукционные преоб­разователи типа вращающихся трансформаторов.

Системы аварийной блокировки предназна­чены для предохранения ПР и обслуживаемых ими механизмов от поломок при появлении случайных сбоев, предельных внешних силовых воздействий и других помех в фазе транспортирования деталей. Номенклатура и число используемых в системе преобра­зователей определяются типом робота и характером решаемых им задач. Выбор типа преобразователей и места их установки на роботе зависит от используемой схемы контроля и управления.

Опыт эксплуатации Г1Р позволяет условно разбить все возни­кающие сбои и отказы на несколько видов: отдельные механизмы роботов доходят до своих кинематических ограничений; захватное устройство «натыкается» на деталь либо на отдельные части об­служиваемого им оборудования; робот пытается переместить де­таль. не совершив необходимых предварительных движений по обходу препятствий.

В нервом случае для предотвращения поломок ПР исполь­зуются конечные выключатели, располагаемые в начале и конце каждой траектории движения, ограничивая максимально и ми­нимально возможные перемещения роботов.

В остальных случаях аварийная блокировка осуществляется на основании анализа скоростей перемещения отдельных подвиж­ных механизмов робота и сравнения их с программными. В том случае, когда препятствие не приводит к заметному изменению скорости движения робота, блокировка осуществляется на осно­вании анализа сигналов либо тактильных преобразователей кон­тактного типа, располагаемых на наружных поверхностях за­хвата роботов, либо силовых преобразователей, располагаемых на отдельных звеньях роботов.

Помимо контроля механической системы робота система ава­рийной блокировки должна включать блокировку при нарушении работоспособности систем числового программного управления и электроавтоматики.

Система обеспечения техники безопасности. Предназначена для формирования сигналов на остановку движения роботов в опасной для здоровья оператора зоне и при возникновении раз­личных аварийных ситуаций. В качестве устройств, выдающих информацию об аварийной ситуации, используются контактные, силовые, индукционные, ультразвуковые и другие первичные преобразователи.

Контрольные вопросы и задания

1. Как классифицируются системы управления?

2. Расскажите о технических возможностях и назначении унифицированных систем управления типа УЦМ.

3. Какие технические возможности обеспечивают унифицированные системы управления типа УПМ?

4. Расскажите о технических возможностях унифицированных систем управления типа У КМ.

5. Где и с какой целью используются комбинированные системы управ­ления?

6. Как классифицируются информационные системы?

7. Опишите технические возможности визуальных систем.

8. Расскажите о технических возможностях локационных систем.

9. Какие первичные преобразователи применяются в локационных систе* мах? Дайте им сравнительную характеристику.

10. Опишите технические возможности систем искусственного осязания.

11. Расскажите о видах и назначениях систем контроля состояния промыш­ленных роботов.

12. С какой целью применяются системы техники безопасности роботов?

Глава 25. Роботизация промышленного производства

1. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ РОБОТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ

Роботизация — комплексная проблема, требующая ре­шения вопроса совместного использования роботов с различным оборудованием в одной системе с общим управлением от ЭВМ и встроенных микропроцессоров. Эта проблема является не только технической, но а социально-психологической.

Вполне естественно, что современные достижения техники не­разрывно связаны с пересмотром всей технической политики и коренным переоснащением промышленного производства. Целе­сообразность последнего часто определяется необходимостью бы­строй перенастройки технологических участков, линий и цехов на изготовление модернизированной или совершенно новой про­дукции. Вследствие этого требуется строить каждую технологи­ческую линию так, чтобы на ней можно было изготовлять попере­менно сериями различные детали определенного класса с быстрой перенастройкой линии.

Робототехнические системы являются принципиально новым техническим средством комплексной автоматизации производ­ственных процессов. Их использование позволяет наиболее полно исключить ручной труд как на вспомогательных, так и на основ­ных технологических операциях.

1. Для современного производства характерна высокая автомати­зация основных технологических процессов, но при этом вспомо- ^ельные операции выполняются человеком вручную. Эти опе­рации утомительны, примитивны, а в ряде случаев тяжелы, вредны и даже опасны для жизни рабочих. Практика показала, что тра­диционными средствами невозможно автоматизировать многие вспомогательные ручные операции, и эго сдерживает интенсифи­кацию и развитие производства. Поэтому возникла необходимость в широком применении ПР.

Различают три класса робототехнических систем: манипуля­ционные робототехнические системы; информационные и управ­ляющие робототехнические системы; мобильные (движущиеся) робототехнические системы.

Манипуляционные робототехнические системы можно разде­лить на три вида. Первый вид базируется на применении автома­тически действующих роботов, автоматических манипуляторов и роботизированных технологических комплексов. Второй — на ди­станционно управляемых роботах, манипуляторах и технологиче­ских комплексах. К третьему виду относятся системы, в которых используются роботы с ручным управлением, непосредственно связанные с движением рук, а иногда и ног человека.

Первые из них применяют в основном в промышленном произ­водстве (ПР и роботизированные комплексы), вторые — в экстре­мальных условиях, т. е. при наличии радиации, загазованности, взрывоопасности, высоких и низких температур и давлений, а третий — для погрузо-разгрузочных и тяжелых работ.

Аналогичная классификация распространяется и на роботизи­рованные технологические комплексы. Они могут быть жестко запрограммированными или адаптивно приспосабливающимися к изменениям внешних условий, положению и конфигурации де­талей и т. п. Это является основой для создания гибко перенала­живаемых автоматизированных, почти безлюдных производств.

Информационные и управляющие робототехнические системы представляют собой некоторые комплексы автоматических изме­рительно-информационных и управляющих средств, предназна­ченных для сбора, обработки и передачи информации. На основе полученной информации эти системы формируют управляющие сигналы.

В различных цехах системы автоматического контроля и управ­ления используют для почти безлюдного производственного про­цесса, в том числе с групповым использованием ПР. Подобные системы применяют и в автоматических системах проектирования, при выполнении технических и экономических расчетов и др.

Мобильные (движущиеся) робототехнические системы пред ставляют собой автоматически управляемые платформы (или шасси). Они способны автоматически нагружаться и разгру­жаться, имеют программы маршрута движения и автоматической адресовки. В промышленных цехах они предназначаются для автоматической доставки деталей и инструмента к станкам и от станков на склады. На таких подвижных системах могут уста­навливаться манипуляционные механизмы. К такого рода систе­мам относятся также движущиеся устройства для обслуживания автоматизированных складов в разных отраслях народного хо­зяйства.

В мобильных робототехнических системах используют любые принципы движения. Они могут быть колесными, шагающими, гусеничными, на воздушной подушке, плавающими и т. п.

Рассмотренные автоматически действующие робототехниче- ские системы применяют не только в промышленности, но и в других отраслях народного хозяйства.

Многофункциональные легко переналаживаемые робототехни­ческие системы являются основными, принципиально новыми тех­ническими средствами, позволяющими оперативно решать про­изводственные задачи.

При использовании робототехники вследствие резкого сокра­щения времени и затрат на изменение технологического процесса создаются благоприятные условия для автоматизации мелкосе­рийного многономенклатурного производства. Групповое приме­нение роботов в технологических линиях позволяет значительно увеличить производительность.

При использовании роботов, исключающих участие человека в непосредственном производстве, облегчается переход на двух- и трехсменную работу, что существенно повышает коэффициент использования всего технологического оборудования. Исключение из производственного цикла человека с его эмоциями, усталостью, возможной невнимательностью создает условия для более четкого соблюдения технологической дисциплины, в результате чего су­щественно снижается брак и повышается качество выпускаемых изделий. Важным фактором роботизированного технологического комплекса является возможность гибкой переналадки произ­водства.

На роботизированных участках существенно повышается рит­мичность производственного процесса (по суткам, неделям, меся­цам), что является также важнейшим фактором в организации производства.

2. ГИБКИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ

С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ

Создание гибких производственных систем с примене­нием промышленных роботов требует решения комплекса задач. К числу этих задач относятся: размещение оборудования и (если это требуется) его модернизация для стыковки с роботами; выбор транспортных средств; разработка средств контроля, информации и управления и т. п. В условиях среднесерийного многономенкла­турного производства оптимальными могут быть только гибкие производственные системы, обладающие свойством относительной адаптации, т. е. способностью приспосабливаться к изменениям внутри и вне системы, сохраняя при этом производительность, бл|изкую к максимальной.

Необходимо различать роботизированные технологические ком­плексы, в которых ПР выполняют вспомогательные (транспорт­ные) операции, и роботизированные производственные комплексы, где роботы выполняют основные технологические операции.

В зависимости от назначения роботизированных комплексов различают две схемы роботизированных технологических ком­плексов: индивидуального обслуживания оборудования и груп­пового обслуживания оборудования.

Индивидуальное обслуживание оборудования обеспечивается либо автономным, либо встроенным в оборудование роботом. Такой роботизированный комплекс решает задачи установки и снятия детали, фиксации их в рабочей зоне, а также связи с транспорт­ным потоком основного производства.