Файл: Мясников, В. А. Программное управление оборудованием.pdf

Данные об изменении размера или типа детали, предназначен­ ной для обработки, вносятся в программу управления роботом и па пульт управления, который располагается вне рабочего пространства.

Площадь, занимаемая роботом — 68 X ПО см. Он смонтиро­ ван на высоте 177 см.

На одном из предприятий фирмы «Babcockand Vilcox Со» (США) робот Unimate обслуживает комплекс установок, состоящий из печи для нагрева, механического пресса и скоростной машины высокоэнергетического формообразования. Он выполняет все операции процесса (взятие детали с конвейера, загрузку, уста­ новку, перенос от одной установки к другой, включение и выклю­ чение установок, выгрузку деталей и укладку их в тару).

Для обеспечения возможности безотказной работы Unimate в условиях повышенных температур, к системе циркуляции воздуха робота была присоединена кондиционирующая уста­ новка.

На заводе «Ford Motors Со» (США) производственную линию прессов для изготовления щитков приборов обслуживает робот с магнитным запоминающим устройством и гидравлическим при­ водом, который автоматически выполняет сложные операции с большей точностью, чем человек. Он поднимает щитки прибо­ ров массой 9,1 кг и устанавливает их в прессе с точностью 1,27 мм, после чего пресс автоматически пробивает ряд отверстий, пред­ назначенных для установки приборов. Затем щитки приборов проталкиваются на конвейер, передающий их к следующему рабочему месту. Производительность робота — около 500 щит­ ков в час.

На одном из заводов фирмы «Ford Motors Со» прессы, благо­ даря применению роботов Unimate, обслуживают бригады из двух рабочих вместо четырех как это имело место раньше. Роботы обслуживают операцию пробивки гнезда в 33-фунтовых пружинах задней подвески в новых автомобилях марки «Ford». Пробивка осуществляется на двух прессах, соединенных конвейером. Каж­ дый пресс имеет две позиции. Детали загружают в первую пози­ цию в обоих прессах вручную. После первого этапа обработки изделие автоматически удаляют из первых позиций. Механические руки робота подхватывают детали, поворачивают их и акку­ ратно помещают во вторую позицию. Движения двух механиче­ ских рук синхронны движениям ползунов пресса. При загрузке деталей во вторую позицию операторам-людям не всегда уда­ валось с первой попытки поместить ее правильно. Для правиль­ ного расположения деталей операторы пользуются крюками, что очень трудоемко. Роботы же всегда правильно устанавливают де­ тали, что увеличивает производительность труда и позволяет сократить число работающих.

На одном из автомобильных заводов США робот Versatran применяется для подачи заготовки с конвейера под пресс для

411

Пробивки отверстий в поперечной балке шасси автомобиля Мас­ сой 6,8 кг. Робот связан с остальным оборудованием. Это гаран­ тирует синхронность работы, а также защиту персонала и обору­ дования от повреждений. Специальный переключатель в точке подбора заготовки указывает, что заготовка готова для подбора. Второй переключатель, расположенный на правой стороне штампа, сигнализирует, что заготовка готова для пробивки. Как только рука убрана, робот дает сигнал прессу действовать. Сигнал от третьего переключателя, расположенного над выходом конвейера, указывает, что заготовка вышла из пресса. Если что-либо не сра­ батывает в нужной точке программы, робот останавливается и ждет, пока ситуация не будет исправлена. В роботе применяется гидрозахват. Использование робота позволило увеличить произ­ водительность с 550 до 720 изделий в час.

В октябре 1971 г. фирма «Hayes Dana Ltd.» (Канада) демонстнровала на выставке в г. Торонто робот модели Robodex, упра­ вляемый пневмоникой, который был налажен для обслуживания штамповочного пресса. Робот запрограммировали для выполнения следующих действий: взятия детали из стопки, установки ее на штампе, удержания детали в нужном положении в процессе вы­ полнения операции и обратном укладывании детали в стопку. Деталь, кроме того, поворачивалась на 90°. Робот рассчитан на оперирование с деталями, имеющими массу до 45,4 кг. Его захва­ тывающее устройство могло автоматически перемещаться в трех координатных направлениях и поворачиваться вокруг собствен­ ной оси. Все управление — гидравлическое, за исключением управления пальцами, которые приводились в действие пневма­ тикой. Нужный наклон захватывающего устройства осуществлялся вручную в процессе наладки робота.

На одном из заводов США два робота Unimate поднимают пульсирующую подштамповую плиту и устанавливают ее на 200-тониый пресс. Затем робот берет подлежащую штамповке заготовку (в случае необходимости переориентировать заготовку при переносе) и устанавливает ее в штамп. Установив заготовку, рука робота отходит от пресса, включает рабочий цикл и захваты­ вает следующую деталь. Правильность установки заготовки

впрессе контролируется с помощью встроенного в штамп датчика.

Вслучае неправильной установки детали пресс не срабатывает.

Фирма «AMF Versatran Div.» (США) выпустила новую модель робота Е-302. Модель оснащена шестикоординатиой позиционной системой управления с адаптивным устройством по одной из координат и предназначена для разгрузки и транспортировки листового алюминия или стекла.

Адаптивное устройство включает в себя датчик, укрепленный на механической руке и выдвинутый слегка вперед. При опуска­ нии руки датчик касается плоскости листа, дает команду на авто­ матическое снижение скорости подачи и на позиционирование в определенное положение двух вакуумных подушек для захвата.

412

При отсутствии такого устройства необходимо было бы для каждого листа задавать координату положения руки по высоте и обеспечивать точное ее позиционирование. В модели Е-302 тре­ буется только программирование координаты положения послед­ него листа. После его переноса робот автоматически перемещается на другую рабочую позицию или совсем отключается.

Два таких робота уже работают на одном из заводов, занима­ ющихся производством космических кораблей. Один из них используется для транспортировки со склада на рабочую позицию пресса алюминиевых листов массой до 18 кг. Таким образом, роботы применяются для автоматизации как вспомогательных работ при самой штамповке, так и транспортных операций. Все управление роботами производится со специального пульта, где расположены кнопки для ввода в систему программного управле­ ния информации о размере листов, последовательности работы отдельных его узлов, скорости их перемещения и т. д.

Условия труда на предприятиях, где используется ковка, чрезвычайно тяжелые: температура на рабочем месте достигает 50° С, масса загружаемой поковки 20—30 кг, поэтому использова­ ние роботов является насущной задачей.

На предприятиях фирмы «Babcock and Vilcox Со» для ковки стальных фитингов, фланцев, колец подшипников, заготовок шестерен используются роботы Unimate.

Робот захватывает заготовку с конвейера и обеспечивает ее передачу на ряд операций ковки н высадки. Затем передает полу­ обработанную поковку к гидравлическому прессу и кладет ее в штамп. Пока осуществляется ряд ковочных операций, Unimate возвращается к конвейеру и повторяет цикл. Этот робот при трех­ сменной работе заменяет двух рабочих.

При миогопозициопных операциях, как показал опыт, хоро­ шие результаты получаются при совместной работе робота и опе­ ратора. Например, робот Unimate применяется этой же фирмой для передачи горячей заготовки на две позиции четырехпозпцнонпого механического ковочного пресса. Первоначально эта работа выполнялась одним рабочим-подручным, использующим два ком­ плекта клещей, которые он должен был менять после каждой операции. Теперь Unimate управляет передней частью пресса, а оператор — задней. Механическая рука захватывает заготовку

•с конвейера, помещает ее в первую позицию штампа и начинает цикл. С этого момента оператор и робот Unimate работают одно­ временно для завершения четырех операций, выполняемых на этом прессе, причем Unimate управляет двумя, первыми, а опе­

при ковке робот AMF Versatran. Робот поднимает горячий прутокдо уровня нагревательной печи, затем разворачивает его по отно­ шению к трехручьевому штампу ковочного молота с массой пада­ ющих частей 1600 фунтов. Пруток удерживается в каждой

413

Позиции штампа для запрограммированного количества формуюЩиД ударов, а также па последнем переходе, когда еще одним ударом молота робот отрезает часть прутка, которая падает на раздели­ тельный конвейер. Робот с позиционным управлением Versatran увеличивает производительность молота в два раза.

Фирма «Contrex Corp. Plantsoi 11е» (США) использует робот

Versatran для ковки деталей на молотах с массой падающих ча­ стей 500 кг в штампе с тремя ручьями закрытого типа. Управление роботом позиционное. Система учитывает возможность застрева­ ния изделия в штампе, воздействия неблагоприятной окружа­ ющей среды и ударных загрузок на систему робота. Кисть со стандартным двухпальцевым захватом может вращаться и выпол­ нять махающие движения. Специальное устройство пальцев осво­ бождает заготовку при ее застревании и сообщает об этом роботу, который тут же останавливается.

Один из поставщиков автомобилей применяет в настоящее время роботы при крупносерийном производстве деталей методом горячей ковки. Руки робота подхватывают заготовку при темпе­ ратуре 980° С и помещают ее в ковочный штамп, после двойной продувки руки перемещают деталь в следующую позицию. В данном случае оператор все еще обязан управлять важнейшим процессом нагревания, но отпадает необходимость в его присутствии около штампа. С помощью робота ковочный штамп обрабатывает 12 000 деталей в сутки при трехсменной работе. В течение одного цикла обрабатываются сразу три заготовки, каждая массой около 0,5 кг. Робот устанавливает нагретый пруток в первый ручей и удержи­ вает его до тех пор, пока молот не ударит три раза. Затем робот прекладывает заготовку во второй ручей штампа для двух после­ дующих ударов и в третий окончательный ручей для одного удара, после чего заготовка помещается в отрезной ручей. Удар молота отделяет детали от прутка, позволяя им падать на конвейер.

Применение роботов при механической обработке

Использование роботов при механической обработке невелико, поскольку условия труда для рабочего в таких случаях значи­ тельно лучше, чем при литье, штамповке и других подобных опе­ рациях.

На Винчестерском заводе северо-американской корпорации «Rockwell», изготовляющем передние мосты большегрузных авто­ мобилей для фирм «Форда», «Уайта», «Дженерал моторе», «Пемербинта», робот Unimate применили на поточной линии предвари­ тельной обработки шестерни передачи приводного механизма. *Ыа участке был установлен восьмишпиндельный станок, куда поступала черновая поковка, и здесь же производилось семь операций механической обработки. Заготовки до обработки имели массу 16—30 кг. До использования робота после первоначальной

414

механической обработки оператор устанавливал заготовку на протяжной станок для обработки внутреннего отверстия с точ­ ностью 0,127 мм. Затем на трехпознционном сверлильном станке производились сверление и зенкерование.

Для автоматизации загрузки и разгрузки станков на этих операциях был поставлен робот. С целью автоматизации подачи заготовок необходимо было установить шаговый конвейер. Для этого применили непрерывно движущийся роликовый конвейер с подачей на него команд от робота.

Для повышения надежности работы робота и уменьшения напряжений в соединениях стальные детали его рук были заме­ нены алюминиевыми. Сигнал от Unimate приводил в действие клапан, и патрон обдувался воздухом. Сверлильное устройство «Rab» также приводило клапан в действие каждый раз, когда стол поворачивался на определенный угол. Это решило проб­ лему очищения от стружки.

Unimate работал хорошо, но его цикл был слишком медлен­ ным. Полную операцию он выполнял за 2 мин, в то время как самый длинный цикл на станке составлял менее 1,5 мин. Для уменьшения цикла работы робота и увеличения производитель­

так как была изменена технология сверления и зенкования отвер­ стий в заготовке на сверлильном станке;

2) приподнят протяжной станок и изменено крепление детали, что дало возможность сократить вертикальный ход руки робота и тем самым сократить время на установку детали.

Программа робота, составленная ранее из 68 этапов, умень­ шилась (после проведения вышеуказанных мероприятий) до 39 этапов. Это позволило сократить цикл работы Unimate до 1,4мин. Unimate отработал 8000 ч с апреля 1968 г. до апреля 1970 г. На его обслуживание и ремонт за этот срок было затрачено 1400 долл., что составляет 17 центов за каждый час работы. Струк­ тура затрат, в долл.:

На одном из заводов в США робот Unimate применяется также для автоматизации погрузочно-разгрузочных работ при токарной обработке заготовок зубчатых колес. Робот берет заготовки из накопителя, устанавливает в патрон многошпиндельного полу­ автомата фирмы «Bullard Multimatic», а после обработки сни­ мает обработанную заготовку, переворачивает ее и передает для дальнейшей обработки на следующий станок. В Японии роботы

415