Zadania realizowane przez roboty przemysłowe
Potrzeby produkcji mogą być zaspokajane częściowo przez pracę ludzką, a częściowo przez pracę robotów przemysłowych. Relacja między tymi obszarami kompetencji przedstawia podlega dynamicznym zmianom spowodowanym gwałtownym rozwojem konstrukcji robotów przemysłowych, które są w stanie wykonywać coraz więcej funkcji wypełnianych uprzednio tylko przez człowieka.
Roboty przemysłowe angażowane są do realizacji zadań transportowych i technologicznych.
Zadania transportowe związane są z obsługą maszyn technologicznych i polegają na podawaniu lub zdejmowaniu z maszyny obrabianych elementów. Elementy te dostarczane są do przestrzeni roboczej robota przy pomocy ciągów transportowych lub gromadzone w magazynach. Robot musi być wyposażony w chwytak, aby mógł uchwycić transportowany przedmiot, przenieść go bezpiecznie i przekazać z zachowaniem odpowiedniej orientacji przestrzennej. Zróżnicowanie cech transportowanych elementów, takich jak masa, wielkość, kształt, rodzaj materiału itp., wymusza różnorodność konstrukcji produkowanych robotów, a zwłaszcza chwytaków.
Zadania technologiczne polegają na bezpośrednim udziale robota w realizacji operacji technologicznych. Robot może operować trzymając określone narzędzie lub obrabiany przedmiot. Roboty przemysłowe znalazły zastosowanie w takich operacjach technologicznych, jak:
- zgrzewanie punktowe,
- spawanie,
- czyszczenie odlewów,
- mechaniczna obróbka wykańczająca,
- nakładanie powłok ochronnych,
- kontrola wymiarowo kształtowa.
W stosunku do zadań transportowych wzrastają tu wymagania co do możliwości kinematycznych i jakości sterowania robotem. Nie wystarcza już zapewnienie właściwej orientacji przestrzennej elementu tylko w początkowym i końcowym punkcie toru. Istotna jest dokładna realizacja całej, często skomplikowanej, trajektorii ruchu i zachowanie wymaganej prędkości. Wszystko to odbywa się w warunkach oddziaływania sił związanych z ciężarem przedmiotu lub narzędzia, sił bezwładności i sił towarzyszących wykonywanej operacji technologicznej.
Zgrzewanie punktów jest sposobem łączenia blach lub drutów polegającym na lokalnym (punktowym) silnym nagrzaniu ściśniętych z sobą metali, powodującym ich uplastycznienie. Sposobem tym łączone są np.blachy karoserii samochodów osobowych. Zgrzewane blachy ściśnięte są punktowo dwoma miedzianymi elektrodami między, którymi przepuszczamy prąd elektryczny o dużym natężeniu (1500A). Źródłem takich dużych prądów przy niskim napięciu jest spawarka transformatorowa. Przepływ dużych prądów przez uzwojenia spawarki i przewody doprowadzające powoduje ich silne nagrzewanie oraz duże straty energii. Z tego powodu spawarka powinna być chłodzona, a przewody łączące ją z elektrodami, którymi operuje robot, krótkie.
Spawanie łukowe jest najczęściej automatyzowaną odmianą tej operacji. Elementy metalowe łączone są stopionym przez łuk elektryczny materiałem elektrody. Łuk powstaje między elektrodą a elementem spawanym. W spawarkach automatycznych elektroda ma postać drutu odwijanego z bębna stanowiącego jego magazyn. Spawanie prowadzone jest w atmosferze ochronnej gazu obojętnego (hel, argon lub CO2),zapobiegającego utlenianiu się spawanych metali. Dla zapewnienia właściwych parametrów procesu automatycznie utrzymuje się odpowiednią odległość między elektrodą a spawanym elementem. Przepływający w luku prąd o natężeniu rzędu 100-200A przy napięciu 10-30V powoduje wytworzenie temperatury rzędu kilku tysięcy °C. Robot operuje głowicą roboczą,do której doprowadzony jest drut elektrody,gaz ochronny, woda chłodnąca głowicę oraz sprężone powietrze służące do usuwania odprysków topionego metalu. Prócz tego powinno istnieć odprowadzanie gazów spawalniczych. Spawarka umieszczana bywa w pobliżu pola operacyjnego.
Spawanie gazowe, przy którym wysoką temperaturę uzyskujemy w efekcie spalania acetylenu i tlenu, bywa stosowane do cięcia metali, oraz miejscowego podgrzewania elementów w procesach utwardzania powierzchniowego itp. Robot operuje palnikiem, do którego doprowadzone są elastycznymi przewodami acetylen i tlen.
Szlifowanie stosowane do oczyszczania odlewów polega na operowaniu przez robota wirującą tarczą szlifierską. Ze względu na konieczność ograniczenia masy głowicy roboczej tarcze szlifierskie napędzane są silnikami pneumatycznymi lub hydraulicznymi (o mocy kilkuset kW), a nie elektrycznymi. Tarcza powinna być dociskana do obrabianej powierzchni stałą siłą. Zapewnia się to przez odpowiednią konstrukcję głowicy lub przez dobór właściwego sterowania robotem.
Gratowanie (usuwanie pozostałości, po poprzednich operacjach) i tępienie krawędzi prowadzi się przy pomocy frezów napędzanych najczęściej silnikami elektrycznymi. Robot operuje głowicą wyposażoną w taki frez.
Polerowanie i szlifowanie wygładzające. Robot operując tarczami szlifierskimi o wysokich prędkościach obrotowych rzędu kilku tysięcy obr/min z elastycznym dociskiem, poleruje i wygładza obrabiane powierzchnie. Stosowany jest napęd elektryczny, pneumatyczny lub
hydrauliczny.
Nakładanie powłok ochronnych. Robot operuje pistoletem natryskowym, do którego elastycznymi przewodami doprowadzone są sprężone powietrze i Ciecz natryskowa.
Kontrola wymiarów. Robot prowadzi ją przy pomocy czujników i przetworników pomiarowych przekazując wyniki, w formie sygnałów elektrycznych, do układów sterowania.
Operacje Montażowe, takie jak nitowanie i przykręcanie śrub, wymagają u Instalowania na ramieniu robota odpowiednich głowic, zapewniających podanie elementu i zagniecenie nita lub przykręcenie śruby. Stosowane są śrubokręty lub klucze z napędem i sprzęgłem dynamometrycznym. Czynności montażowe bardziej złożone, takie jak montaż zespołów wieloczęściowych, wymagają zastosowania robotów II generacji uzbrojonych w sensory dotyku lub wzroku.
tagi: , napisany w: kompendium wiedzy, data: 18-02-2010