- •Мехатронные и робототехнические системы
- •Введение
- •Глава 1. Предпосылки развития, основные понятия и принципы построения мехатронных устройств
- •Предпосылки развития мехатроники
- •Основные понятия и определения мехатроники
- •Принципы построения, признаки и состав мехатронных систем
- •Глава 2. Применение мехатронных машин
- •2.1. Мобильные мехатронные роботы для инспекции и ремонта подземных трубопроводов
- •2.2. Лазерный робототехнический комплекс
- •2.3. Робототехнический комплекс механообработки
- •2.4. Технологические машины – гексаподы
- •2.5. Транспортные мехатронные средства
- •Глава 3. Структура и принципы интеграции мехатронных систем
- •Глава 4. Проблемы и современные методы управления мехатронными модулями и системами
- •4.1. Принципы построения систем интеллектуального управления в мехатронике
- •4.2. Иерархия управления в мехатронных системах
- •4.3. Системы управления исполнительного уровня
- •4.3.1. Адаптивное регулирование по эталонной модели
- •4.3.2. Нечеткие регуляторы исполнительного уровня
- •4.3.3. Системы управления тактического уровня. Система контурного силового управления технологическим роботом
- •4.3.4. Способы программирования траекторий технологических роботов
- •4.3.5. Интеллектуальные системы управления на основе искусственных нейронных сетей
- •Глава 5. Области применения роботов и робототехнических систем. Классификация промышленных роботов и их технические характеристики
- •5.1. Классификация роботов
- •5.2. Техническая характеристика пр (гост 25378 - 82)
- •Глава 6. Структура, классификация и основы кинематики манипуляционных систем промышленных роботов
- •6.1. Структура манипуляторов промышленных роботов
- •6.2. Переносные и ориентирующие степени подвижности манипулятора
- •6.3. Основы кинематики манипуляторов роботов
- •Положение I-го звена относительно предыдущего (I-1)-го устанавливается с помощью обобщенной координаты qi (рис. 6.6):
- •6.4. Однородные координаты. Матрица перехода 4×4 кинематической пары
- •6.5. Определение ориентации звеньев манипуляторов с использованием углов Эйлера
- •Глава 7. Прямая задача кинематики манипуляторов роботов. Абсолютные скорости и ускорения в манипуляционных системах промышленных роботов
- •7.1. Теоретические вопросы решения прямой задачи
- •7.2. Решение прямой задачи кинематики манипуляторов при позиционном (цикловом) управлении
- •7.3. Определение абсолютных скоростей и ускорений точек и звеньев манипулятора
- •Глава 8. Обратная задача кинематики манипуляторов роботов
- •8.1. Обратная задача кинематики манипуляторов роботов при контурном управлении
- •8.2. Решение обратной задачи кинематики манипуляторов на основе линейной зависимости между абсолютными и обобщенными скоростями (управление по скорости)
- •Глава 9. Динамический синтез и анализ манипуляционных систем промышленных роботов
- •Глава 10. Назначение, состав и классификация робототехнических комплексов
- •10.1. Назначение робототехнических комплексов
- •10.2. Состав и классификация робототехнических комплексов
- •Глава 11. Траектории манипуляторов роботов в составе робототехнических комплексов
- •Компоновка ртк и возможные траектории схвата манипулятора
- •11.2. Анализ местных (частных) траекторий манипулятора
- •11.3. Особенности использования нескольких пр в одном ртк
- •11.4. Межстаночные траектории как функции числа схватов и организации производственной сцены
- •Глава 12. Планирование траекторий схвата манипулятора на основе сплайн – функций
- •12.1. Планирование траекторий при ограниченном числе
- •Опорных точек
- •12.2. Общие случаи планирования траекторий в пространстве обобщенных координат
- •Глава 13. Применение робототизированных технологических комплексов в механообрабатывающем производстве
- •13.1. Требования к технологическим процессам, реализуемым в ртк
- •13.2. Требования к деталям, обрабатываемым в ртк
- •13.3. Требования к технологическому оборудованию, используемому в ртк
- •13.4. Требования к промышленным роботам, включаемым в состав ртк
- •13.5. Требования к вспомогательному и транспортно-накопительному оборудованию, включаемому в ртк
- •13.6. Требования к ртк
- •13.7. Общие характеристики и особенности ртк механообработки
- •Библиографический список
- •Оглавление
Глава 13. Применение робототизированных технологических комплексов в механообрабатывающем производстве
Механообрабатывающее производство – однаиз основных отраслей машиностроения, где находят широкое применение РТК. Здесь роль ПP заключается, как правило, в загрузке-разгрузке металлообрабатывающих станков. В качестве TO здесь используются станки: токарные, фрезерные, сверлильные, зубообрабатывающие, шлифовальные и другие.
Вследствие значительного времени механообработки здесь нашло широкое применение обслуживание одним ПР нескольких станков. В простейшем случае для обслуживания станков используют ПР с цикловым управлением, например МП-9с, Бриг-10, наиболее общим случаем является применение позиционных ПР. Перепрограммирование происходит в среднем раз в неделю. Длительность цикла работы таких ПР – единицы минут.
Рассмотрим простейшую PTЯ. Деталь, которую следует обработать, ПР берет из левого магазина, где детали находятся в ориентированном положении и организована их поштучная выдача. После окончания обработки ПР снимает деталь и кладет ее в правый магазин. Из таких PTЯ собирают участки. При последовательном соединении таких PTЯ все последующие ячейки получают на входе ориентированные детали из предшествующей ячейки.
Здесь возникает, однако, проблема предварительного размещения деталей в левом магазине самой первой ячейки, так как детали в общем случае приходят в таре навалом. Возможны следующие пути решения этой задачи:
загрузка магазина вручную;
применение вместо магазина специального ориентирующего приспособления, вибробункеров, устройств ориентации за счет магнитного поля и т. п.;
использование для загрузки магазина адаптивного ПР, например, очувствленного или оснащенного техническим зрением, способного брать детали из навала.
Однако к настоящему времени такие роботы находятся в стадии научно- технических разработок и не имеют достаточно широкого распространения. Они дороги. Адаптивный ПР может работать в двух режимах: загружать магазин, который затем подается к станку, либо непосредственно загружать станок, беря детали из навала. В последнем случае магазин на первой левой позиции не нужен.
В некоторых случаях приходится прибегать к первому варианту – загрузке вручную, что, к сожалению, имеет место довольно часто. Такое решение не обеспечивает полностью автоматического режима.
Из всех перечисленных способов наиболее приемлемым в настоящее время следует считать второй способ с ориентированием деталей специальными устройствами, особенно в серийном производстве.
13.1. Требования к технологическим процессам, реализуемым в ртк
Объединение однотипных деталей по группам и разработка технологического процесса их обработки по методике групповой технологии.
Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ и ПP, ориентированных на обработку деталей-представителей (комплексных деталей).
Необходимость изменения (доработки) техпроцесса в целях его приспособления к имеющемуся (или приобретаемому) РТК.
Необходимость модернизации TO, ПР и технологической оснастки при реализации техпроцесса.
Максимально возможная концентрация операций на станках с ЧПУ, что сокращает число перестановок деталей, повышает точность обработки, сокращает время производственного цикла.
Оснащение станков легкопереналаживаемой широкодиапазонной технологической оснасткой.
В РТК рекомендуется выполнять только хорошо отработанные технологические операции и техпроцессы.
Состав ТО должен по возможности сохранять постоянным ось детали при транспортировании и обработке (горизонтальной или вертикальной), что дает возможность использования ПР с меньшим числом степеней подвижности. Рекомендуется при транспортировании не терять ориентирования деталей.
Заготовки деталей должны отвечать повышенным требованиям пo точности, припуску на обработку, отсутствию заусенцев.
Необходима тщательная подготовка технологических баз, которая может производиться как внутри, так и вне РТК.