2.2. Роботизированные технологические комплексы
В условиях современного производства на первый план выдвигается проблема создания гибких производственных систем, предназначенных, в первую очередь, для автоматизации единичного и серийного производств, доля которых достигает 80 %.
Основой организационной структуры ГПС является гибкий производственный модуль (ГПМ), представляющий собой единицу технологического оборудования для производства изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.
На рис. 11. показана структура РТК на базе токарного станка. Комплекс состоит из токарного станка 12, оснащенного автоматическими зажимными и базирующими приспособлениями 2 и устройством 10 для автоматической смены инструмента, ПР 9 с устройством для автоматической смены захватного устройства 4 и устройством 3 для очистки базовых поверхностей обрабатываемых заготовок, а также системы управления 1 ПР и станком. Заготовки располагаются в ячейках 6 автоматизированного склада и в ориентирующих магазинах 5. В токарном станке предусмотрены ограждение 11 рабочей зоны и конвейер 7 для удаления стружки.
Рис. 11. Роботизированный комплекс на базе токарного станка
При этом технологическое оборудование должно быть оснащено программным управлением, автоматически выполнять все функции, связанные с изготовлением изделий, и иметь возможность встраивания в ГПС.
В свою очередь, роботизированный технологический комплекс (РТК) представляет собой совокупность единицы технологического оборудования, промышленного робота (ПР) и средств оснащения, автономно функционирующих и осуществляющих многократные циклы. РТК, предназначенные для работы в ГПС, должны иметь автоматизированную переналадку и возможность встраивания в систему.
Общую структуру РТК можно представить в виде пяти основных систем:
основного технологического оборудования;
межоперационного транспортирования и складирования;
манипулирования;
измерения и контроля;
удаления технологических отходов.
Применительно к РТК механической обработки указанные системы должны отвечать ряду требований.
2.3. Роботизированные системы для обслуживания станков
Системы для обслуживания станков в автоматическом режиме являются очень важным аспектом в процессе производства и контроля качества продукции. Сам процесс обслуживания заключается в монотонных и повторяющихся операциях, и поэтому роботы идеально подходят для него.
Под обслуживанием станков понимается загрузка-выгрузка деталей, заготовок. Выполнение этих задач вручную приводит к быстрому утомлению операторов. В результате чего появляется большой шанс возникновения ошибок и, следовательно, потеря качества конечной продукции.
Промышленные роботы для обслуживания станков позволяют автоматически производить операции подачи и снятия деталей. Ручная загрузка-выгрузка может быть утомительной, неэффективной, а в ряде случаев опасной.
В роботизированной ячейке один робот может обслуживать несколько станков. Также, пока станки выполняют свои основные функции, робот может производить вторичные операции: маркировка, обрезка, продувка и т.д. Чтобы процесс производства был непрерывным, роботизированные системы обслуживания станков (рис. 12) могут быть связаны с дополнительными станциями автоматизации, такими как доработка и контроль.
Рис. 12. Промышленный робот для обслуживания станков
Рис. 13. Пример роботизированного станочного участка
Преимущества применения роботизированного обслуживания станков:
Максимальная производительность. Роботы могут работать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году без рассеянности или усталости, повышая тем самым коэффициент использования оборудования и пропускную способность.
Качество и точность. Сведение к минимуму проблем, возникающих в случае, когда деталь помещается в станок неправильно.
Безопасность. Работники будут избавлены от взаимодействия с опасным оборудованием и опасными средами, что сводит вероятность возникновение несчастных случаев к нулю.
Экономия затрат. Сокращение расходов на оплату ручного труда.
Гибкость. Роботы могут быть адаптированы для различных станков, видов продукции или задач. Также могут выполнять постобработку продукции.
Компактность. Один робот может обслуживать несколько станков. Портативный робот может быть установлен внутри станка. Эти возможности способствуют сокращению производственных площадей.
Снижение времени цикла. Сокращение времени загрузки/разгрузки благодаря автоматизации эти
Промышленных роботов используют для обслуживания фрезерных, токарных и шлифовальных станков с ЧПУ, литейного оборудования, штамповочных и ковочных прессов, обрабатывающих центров и т.д. х процессов.