эксплуатирующей на своем предприятий одновременно роботы Unimate u Versatran в цехе литья под давлением. По его мнению, несмотря на гибкость и универсальность систем программирова ния, промышленные роботы могут применяться лишь для ограни ченного ряда операций, т. к. они не имеют пока «Органов чувств» и обратной связи. Это является причиной того, что практически такие роботы пригодны пока для такой работы, как разгрузка ма шин литья под давлением, поскольку отливка ориентирована в про странстве в этом случае всегда одинаково.
К основным преимуществам, которые могут быть получены фирмами, устанавливающими у себя промышленные роботы для обслуживания машин литья под давлением, можно отнести: повы шение производительности машин до 30%; экономию на зарплате рабочих; устранение перерывов в ходе производства; одинаковую производительность рабочих циклов машины (что позволило сни зить брак отливок с 5 до 2%); более полное использование высоких капиталовложений в оборудование.
Следует указать также на то, что робот может быть исполь зован и в тех случаях, когда в работу включается новое, более производительное литейное оборудование. Чистая годовая эко номия за вычетом 7000 долл, за его аренду составила на Чикаг ском заводе литья под давлением около 15 000 долл. На этом заводе робот Unimate обслуживает поочередно две машины литья под давлением и работает 20 ч в сутки (заменяя четырех рабочих). Анализ 3000 ч рабочего времени показал, что время простоев вследствие неполадок самого робота составило всего 3,4%. Основ ной же причиной простоев установки являлись недостатки в си стеме ухода за пресс-формами. Производительность всей установки составила 500 отливок в час с двух машин литья под давлением, что превысило производительность при ручном обслуживании.
На первом американском симпозиуме по применению промыш ленных роботов в докладе, посвященном их использованию в литье под давлением, отмечается, что при среднесерийном производстве отливок обширной номенклатуры нет никакого смысла тратить средства на создание сложных специализированных автоматиче ских устройств, ибо они не окупаются. В этом случае проблема повышения производительности оборудования и качества отливок успешно и выгодно решается при использовании промышленных
роботов.
Наряду с литьем под давлением они нашли применение при обслуживании кокильных машин. На одном из американских заводов робот вынимает отливки из форм кокильной машины и переносит к прессу для обрубки литников. Робот Versatran уста новлен рядом с 400-тонной кокильной машиной для литья цинко вых изделий. Рука робота вводится между полуформами, как только они раскрываются, захват робота берет отливку за верти кальный конусообразный литник, извлекает ее из формы (удер живая в вертикальном положении), проносит с остановкой для
контроля целостности мимо четырех фотоэлементов и после полу чения от контрольного прибора сигнала о том, что отливка вышла из формы полностью, дает команду для выполнения следующей операции. Затем кисть руки робота наклоняет отливку влево на 100° и в то же время поворачивает ее на 90°, после чего кладется в штамп обрезного пресса. Захват робота продолжает удерживать литник во время операции обрубки отливки, затем его рука воз вращается к машине и кладет скрап на конвейер, идущий к пла вильной установке.
Установка производительностью 330 отливок в час работает в три смены и шесть дней в неделю. Робот обеспечил значительное повышение производительности машины по сравнению с ручным обслуживанием, а снижение брака примерно до 5% (что ниже, чем при ручном обслуживании кокильной машины).
Фирма «Pangboin» (США) выпускает пескоструйные установки, оснащенные роботами для очистки отливок. Робот установлен на монорельсе, по которому он может передвигаться и произво дить разгрузку и загрузку камеры для пескоструйной очистки в ручном и автоматическом режимах. Ои выбирает на поверхности отливки определенные участки, чтобы подвергнуть их более или менее интенсивной очистке. В этом случае робот является само стоятельным погрузочно-разгрузочным механизмом, сконструи рованным на основе нового модульного устройства, он начинает и заканчивает операцию и перемещение в заранее назначенное время, а в процессе очистки может совершенно независимо вра щаться и двигаться в ее зоне. Благодаря такой системе, каждая отливка подвергается достаточно полной очистке за минимальное время рабочего цикла. Впадины и углубления на поверхности отливки подвергаются более интенсивной очистке, чем легко доступные плоские ее поверхности. В начале процесса очистки отливки медленно поворачиваются на угол 45°, одновременно двигаясь к центральной позиции очистки для обработки трудно доступных внутренних поверхностей. После завершения заданного перемещения отливка быстро поворачивается на 360° для очистки ее наружной поверхности, затем она снова медленно поворачи вается на 45°, перемещаясь в то же время к последней позиции,
где завершается |
внутренняя очистка. Далее робот движется |
к разгрузочной |
позиции. |
Роботы в литейном производстве используются не только |
непосредственно |
в процессе производства, но также для транс |
портировки отливок. В цехе литья под давлением на заводе «Gui le Products» (США) электронный робот управляет перемещением специального электрокара с тележками (робот-поезд), на которых перевозят силуминовые отливки от машин литья под давлением на промежуточный склад литья. Робот-поезд состоит из 5-ти тележек с установленной на них металлической тарой для отли вок (типа корзин из проволоки). Масса груза 5 т. На заводе общей площадью около 8000 м2 ежедневно производится около 15 т
силуминовых отливок (блоки цилиндров, маховики, карбюраторы и др. детали).
На заводе установлены 40 машин литья под давлением. Авто матический бесшумный робот-поезд запрограммирован на три маршрута в час и курсирует между двумя из четырех рядов машин. Бесшумности перемещения способствует специальный электронный чувствительный элемент, установленный на роботе-поезде, сле дующем по пути, обозначенному проводом, вмонтированным в пол. На складе с тележки снимают корзины, заполненные отливками, и устанавливают на их место пустые. Возле каждой из 40 машин литья под давлением имеется пульт управления роботом-поездом, который дает возможность оператору остановить поезд рядом с машиной для того, чтобы поставить пустую корзину и взять на тележку уже заполненную отливками тару. Робот-поезд совершает свой путь по цеху до тех пор, пока все пустые корзины на теле жках не будут замещены заполненными. Транспортная система завода состоит из 200 тележек с проволочными корзинами, уста новленными на роликовых платформах. Специальное устройство позволяет легко сцеплять и расцеплять тележки поезда. Общая длина пути поезда составляет 280 м. Вся система была смонтиро вана и введена в эксплуатацию за три дня. Глубина паза для крепления в бетонном полу стального провода для робота-поезда равна примерно 15 мм. После монтажа провода паз заливают эпоксидной смолой. Никаких дополнительных устройств для путевой системы не требуется. Эксплуатация данной транспорт ной системы проста и экономична, особенно по сравнению с на польным цепным конвейером.
Применение роботов при ковке и штамповке
Применение роботов при ковке и штамповке во многих слу чаях в 1,5—2 раза повышает производительность труда и значи тельно облегчает труд рабочих. Робот осуществляет загрузку и выгрузку кузнечно-штамповочного оборудования, операции транс портировки, установки, кантовки и съема изделий. Ниже рассмо трено несколько конкретных примеров применения роботов
вкузнечно-штамповочном производстве.
ВСША на базе робота Unimate создана полностью автома тизированная линия для штамповки шестерен и зубчатых колес.
После последнего удара робот Unimate автоматически переносит заготовки в пресс для обрезки облоя. Предварительно отрезанные стальные заготовки подаются из бункера и пропускаются через печь с газовым нагревом, затем нагретые заготовки с помощью зажимного приспособления пропускаются последовательно через ручьи штампа. После штамповки рука робота переносит заго товки в пресс для обрезки облоя, одновременно поворачивая их на определенный угол и тем самым ориентируя их в необходимое для обрезки положение. Облой, обрезанный в прессе, захваты
вается роботом и переносится на скребковый конвейер, а отштам пованные поковки проталкиваются через штамп на конвейер, который перемещает их в конвейеры для готовых поковок. Сред нее время на перенос за цикл 15 с. Масса обрабатываемой де тали — до 40 кг, погрешность перемещения деталей — не более
1,25 мм.
На заводе «Chevrolet Plant» для автоматизации штамповки зубчатых колес используют роботы типа Versatran, которые перемещают нагретые квадратные заготовки массой 1,8 кг с кон вейера в первый или второй ручей штампа пресса Ajax — 1300 т. При отводе механической руки робота назад пресс немедленно срабатывает, штампуя круглый диск диаметром 152,4 мм тол щиной 25,4 мм. Когда плунжер пресса поднимается, робот пере носит диск во вторую полость и снова отводится назад. За второй удар пресса образуется заготовка зубчатого колеса диаметром 127 мм, толщиной 38 мм. Запястье робота выталкивает поковку из штампа п проталкивает ее к желобу в конвейер. Специальный щуп показывает, что заготовка удалена из штампа, и цикл повто ряется. Полученная производительность — 550 штамповок в час (производительность при использовании рабочих — 250 штампо вок в час). Экономия, получаемая в результате повышения про
изводительности |
труда, обеспечивает срок окупаемости робота |
не более года. |
Робот установлен между нагревательной печью |
и прессом таким образом, чтобы его рука достигала рабочей площади пресса и конвейера, несущего нагретые заготовки из печи. Стальная заготовка нагревается в печи с газовым обогревом до 1200° С. Когда заготовка поступает на исходную позицию захвата, приводится в действие переключатель, который сигна лизирует роботу, что заготовка находится в заданном положении. Робот поворачивается к этой заготовке, захватывает ее и самым коротким путем переносит к штампу пресса, затем его рука идет вверх, поворачивается и продвигается вперед. После того как щуп определяет, что штамп свободен и что пуансон находится в поднятом состоянии, робот перемещает заготовку непосред ственно в штамп, затем он подает сигнал на включение рабочего хода, и заготовка штампуется. Во время рабочего хода пресса пальцы руки робота остаются вблизи полости штампа. После окончания рабочего цикла они захватывают заготовку, передают ее во второй ручей, после чего рука робота снова возвращается к прессу. Заготовка шестерни штампуется и механически выбра сывается из штампа. Робот проверяет, свободна ли полость штампа, и затем повторяет двухпереходную операцию на следующей нагретой заготовке. Пальцы этого робота и его корпус снабжены внутренним водяным охлаждением. При трехсменной работе экономия по заработной плате на этой операции составляет 28 000 долл, в год, что значительно превышает стоимость данного робота. Система управления роботом — от точки к точке с точ ностью позиционирования ± 3 мм,
