1.2. Требования к металлорежущему оборудованию и производственным процессам, подлежащим автоматизации

Основным требованием к металлорежущему оборудованию, работающему в комплексе с промышленным роботом (ПР), является необходимость его работы в автоматическом или полуавтоматическом режиме.

Для обеспечения совместной работы ПР и металлорежущего оборудования необходимо согласовать работу систем управления роботом и станком.

Станки должны быть оснащены автоматизированными устройствами с регулируемым усилием зажима для закрепления заготовки. Для обработки заготовок несимметричной формы в оборудовании следует предусмотреть возможность останова шпинделя в заданном положении.

Компоновка и параметры рабочей зоны металлорежущего оборудования, а также конструкция приспособлений должны обеспечивать беспрепятственный доступ руки робота в зону резания для установки, заготовки и снятия детали. Конструкция станины, компоновка станка и точки крепления станочных приспособлений должны обеспечивать возможность загрузки и разгрузки станка с фронтальной или тыльной стороны (в зависимости от конкретной планировки РТК).

При создании РТК важным является решение проблемы автоматизации удаления стружки. Короткая и дробленая стружка должна удаляться из зоны резания активно (путем выдувания, отсоса или смывания) или пассивно (под действием силы тяжести).

Управление автоматизированными перемещениями пинолей, прижимов, зажимных элементов приспособлений и другой оснастки подобного назначения должно иметь блокировку, допускающую перемещение этих элементов только при исходном положении инструмента и при отсутствии вращения заготовки, поддерживаемой этими элементами.

Автоматические устройства для контроля должны выполнять измерения в процессе обработки и управлять режимом работы основного технологического оборудования. Применение тех или иных методов автоматического контроля должно зависеть от следующих основных факторов: требуемой точности обработки; формы и размеров измеряемых деталей; требуемой производительности и экономичности.

При прямом методе измерения параметров обрабатываемой заготовки наконечник контрольного устройства должен находиться в контакте с поверхностью обрабатываемой заготовки. По достижении заданного размера устройство автоматически должно подавать сигнал об окончании обработки или необходимости изменения режима обработки. Устройства подобного рода применяют при контроле диаметров заготовок на операциях наружного точения и шлифования.

При косвенном методе измерения контролируется перемещение рабочего органа станка. Этот метод применяется, например, при контроле глубины сверления, растачивания и т.д.

Транспортные устройства должны обеспечивать накопление заготовок для обеспечения работы РТК в течение определенного времени и транспортирование полуфабриката между последовательно установленными РТК. В некоторых случаях транспортные устройства РТК могут выполнять функции внутрицехового транспорта.

В механическом (механосборочном) цехе выполняют различные транспортно-загрузочные операции: загрузку полуфабрикатов, заготовок, инструмента, приспособлений и изделий для хранения на склад и их выгрузку по требованию; перемещение этих предметов со складов к рабочим местам (сборочным позициям, станкам) и обратно, а также межоперационные перемещения заготовок между станками. Эти операции осуществляют с помощью транспортных систем (ТС).

Автоматическая транспортная система — совокупность взаимосвязанных автоматически действующих средств для транспортирования приведенных выше предметов в системе автоматически работающих машин (станков).

Автоматизированная транспортная система отличается от автоматической тем, что транспортно-загрузочные операции автоматизированы частично. Такие системы используют в поточных АЛ. Комплексная автоматизация транспортно-загрузочных операций позволяет транспортные процессы осуществлять почти непрерывно. Основой для проектирования транспортной системы является схема материальных потоков, цеха и участков, которая должна быть составлена с учетом обеспечения мощности грузопотоков.

Грузовые потоки цеха представляют собой определенную схему движения предметов труда в соответствии с цоследователь-ностью производственного процесса. Грузопотоки классифицируют по следующим признакам в зависимости от массы — миниатюрные (до 0,01 кг), легкие (0,01—0,05 кг), средние (0,5—16 кг), переходной массы (16—125 кг), тяжелые (более 125 кг); в зависимости от способа загрузки — в таре, без тары, навалом, ориентированные, кассетированные в пакетах, на спутниках; в зависимости от формы — тела вращения, корпусные и др.; в зависимости от материала — металлические, неметаллические и т. д.; в зависимости от свойств материала — твердые, хрупкие, пластичные, магнитные.

Рис. 1. Классификация транспортных систем в зависимости от транспортируемых грузов

Расчет интенсивности грузопотоков и определение их оптимальных схем является одной из составляющих частей проекта цеха. Организация оптимальных грузопотоков включает в себя решение таких задач, как сокращение общей длины транспортных путей, пересечений и разветвлений, исключение транспортных петель и возвратных трасс, обеспечение ремонтопригодности транспортных средств.

Это приводит к снижению капитальных и эксплуатационных затрат. В общем случае транспортная система состоит из транспортных средств (TCP) доставки грузов и загрузочно-разгрузочных средств, обеспечивающих связь с технологическим оборудованием.

Для перемещения грузов широко применяют ленточные транспортеры (рис. 2).

Рис. 2. Общий вид транспортера

Подающие устройства предназначены для размещения заготовок, выдачи их на позицию захвата роботом в ориентированном положении. Выбор типов транспортных и подающих устройств должен определяться организацией производства и условиями подачи заготовок на РТК.

Выбранный для применения в РТК ПР не всегда в полном объеме удовлетворяет всем предъявляемым к нему требованиям.

Поэтому часто возникает ряд задач по доработке конструкций некоторых узлов робота. В первую очередь это относится к захватному устройству, которое должно соответствовать параметрам конкретных обрабатываемых заготовок. Помимо функций захвата и удержания заготовки, в некоторых случаях захватное устройство должно реализовать установочные перемещения заготовки (например, при досылке заготовки в приспособление станка).

В настоящее время серийно выпускаются РТК типа “станок - робот” на базе станков токарной, сверлильной, фрезерной и шлифовальной групп, а также станков с ЧПУ.