книги / Технология, машины и оборудование машиностроительного производства

Можно выделить три случая использования промышленного робота

при контактной точечной сварке.

1.Загрузка и разгрузка специализированной сварочной машины, рас­ считанной на определенный тип изделия. Робот устанавливает заготовку в машину, а после сварки вынимает и заменяет следующей.

2.Обслуживание стационарной сварочной машины, которое состоит

втом, что робот подает очередную деталь, располагает ее надлежащим образом, включает машину, перемещает и убирает деталь.

3.Сварка с помощью автоматически работающих сварочных клещей, укрепленных на конце руки робота.

Первый случай является тривиальным и требует применения позици­ онного транспортного робота обычного типа.

Третий, наиболее сложный, соответствует замене промышленным ро­ ботом квалифицированного сварщика.

Рассмотрим последний случай. Робот, производящий контактную сварку, транспортирует сварочные клещи, размещает их в заданных про­ странственных точках при соответствующей ориентации электродов. Пе­ ремещение клещей осуществляется по позиционному методу от точки к точ­ ке. В большинстве случаев работа ведется на стационарных объектах, не двигающихся в течение цикла сварки.

Универсальный позиционный робот, кисть которого оснащена сва­ рочными клещами, не является оптимальным решением, несмотря на кажу­ щуюся простоту операций. Цикл непосредственно сварки точки длится доли секунды. Соображения производительности требуют, чтобы время пе­ ремещения не было большим по сравнению с временем сварки. Высокая скорость перемещения обусловливает появление вибраций сварочных кле­ щей при входе в очередную позицию. Вибрации увеличивают износ меха­ низмов и создают динамическую составляющую ошибки позиционирова­ ния. Поэтому повышенные скорости инструмента, имеющего достаточную массу (» 20 кг), накладывают дополнительные требования к приводу, си­ стеме управления и конструкции манипулятора. Общие технические харак­ теристики такого робота (кроме специальных случаев) можно оценить сле­ дующими данными:

Особого внимания заслуживает помехоустойчивость системы управ­

размещается в рабочей зоне сварки, управление технологическими пара метрами процесса сварки осуществляется традиционной автоматической аппаратурой. Для синхронизации действий во времени предусматривают каналы внешних связей робота с аппаратурой управления клещами и уст­ ройством фиксации заготовки.

Основной недостаток этого варианта - наличие толстых силовых ка­ белей вторичного контура, соединяющих сварочные клещи с трансформа­ тором, расположенным вне машины, которые оказывают значительную нагрузку на кисть робота, ограничивают рабочую зону и выбор позиций для сварки.

Во втором варианте токоподводящие шины вторичного контура вводят в механическую конструкцию робота, а сварочный трансформатор встраивают в сварочную головку или укрепляют на траверсе руки робота. При этом можно совместить устройство управления технологическими па­ раметрами сварки с устройством управления робота.

В этом случае появляются проблемы, связанные с увеличением инер­ ции и габаритов нагрузки, а также самого манипулятора.

Контактная сварка, например, находит широкое применение в авто­ мобилестроении, ее удельный вес составляет 75-85% по отношению к дру­ гим видам сварки. При изготовлении современного легкового автомобиля требуется поставить 5-12 тысяч сварных точек, то есть качество выполнения контактной сварки в значительной степени определяет прочность и долго­ вечность автомобиля в целом.

При ручной контактной сварке (клещами) точки могут расставляться недостаточно точно, без точного выдерживания шага точек и допусков. Возможно смещение положения точек и с оси шва (Рис. 65). Однако при ручной сварке, такие дефекты шва могут компенсироваться увеличением числа точек.

Для программирования полной траектории движения с точностью 0,3: -*■0,5 d-t и непрерывно изменяющихся технологических параметров требуется повышение емкости запоминающего устройства.

Динамическая нагрузка у робота для дуговой сварки несколько об­ легчена. Масса сварочной головки 3 8 кг; режим движения плавный,

со скоростью 3-50 мм/с; подвод тока к электроду не требует громоздких

кабелей. Это позволяет облегчить конструкцию робота.

Общие технические характеристики робота для дуговой сварки:

Рис. 66. Некоторые варианты оснаще­ ния сварочного нодуля (слева) и при­ меры сварных соединений, которые мо­ гут быть выполнены при данном осна­ щении (справа): 1 - перемещение штан­ ги модуля только по оси X; 2 - переме­ щение по двум координатам X, Y и по­ ворот вокруг оси А\ 3 - перемещение по двум координатам X, Y и поворот во­ круг вертикальной оси С; 4 - перемеще­

ние по двум координатам X, Y, поворот вокруг вертикальной оси С и дополни­ тельное движение К\ 5 - перемещение по трем взаимно перпендикулярным осям XY и Z, поворот окончания моду­ ля по двум взаимно перпендикулярным

осям А и D

линиям или по встроенным в конструкцию робота магистралям. Для реа­ лизации дуговой сварки швов сложной конфигурации, жесткой программы движения электрода недостаточно. В этих услориях необходим робот с адаптивной системой, обладающий средствами, позволяющими учитывать изменения в объекте обработки и корректировать программу в процессе работы.

Отклонение положения сварного стыка от заданного положения и не­ предвиденные отклонения траектории движения электрода от линии стыка являются причиной непроваров (Рис. 67). Поэтому установлен ряд требова­ ний к объектам дуговой сварки:

Рис. 67. Сварные швы при правильном направлении электрода (а) и при откло­ нении электрода от оси стыка (б)

-свариваемые швы должны быть непрерывными, достаточной про­ тяженности или иметь определенную закономерно повторяющуюся систему швов;

-швы должны быть доступны для применения сварочных горелок;

-необходима тщательная подготовка и сборка свариваемых изделий во избежание зазоров и смещений кромок в пределах больше заданных;

-желательно, чтобы сварные швы находились в удобном положении

(нижние, в "лодочку"); - свариваемый металл должен быть очищен от загрязнений.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.A HTOHIOK В.Е. Конструктору станочных приспособлений: Справоч­ ное пособие. - Минск: Беларусь, 1991. - 400 с.

2.Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. -

М.: Машиностроение, 1992.

3.Виноградов В.С. Технологическая подготовка производства свар­ ных конструкций в машиностроении. - М .: Машиностроение, 1981.- 224 с.

ТЕХНОЛОГИЯ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Учебное пособие

Лит. редактор Н.В. Бабинова Тсхн. редактор Г.Я. Шилоносова Корректор С.В. Иванова

Лицензия ЛР № 020370 от 29.01.97

Подписано в печать 24.02.00. Формат 60 х 90 / 16. Печать офсетная. Набор компьютерный. Уел. печ. л. 7,5. Уч.-изд. л. 6,5. Тираж 100. Заказ № 17.

Редакционно-издательский отдел и ротапринт Пермского государственного технического университета Адрес: 614600. Пермь. Комсомольский пр., 29а