Для структуры роботизированного производства характерно внедрение во все звенья производственной системы промышленных роботов, переналаживаемых робототехничёских систем, робототехнологических комплексов и автоматических роботизированных линий.
В роботизированном производстве промышленные роботы находят применение почти во всех видах производства: в литейном — для обслуживания разнообразных литейных машин (центробежного литья, литья под давлением, литья по выправляемым моделям, кокильных машин), нагревательных и раздаточных печей; в термическом —для обслуживания закалочных машин и различных нагревательных печей; в кузнеч-но-прессовом — для обслуживания нагревательных печей, щтамповочных и обрезных прессов горизонтально-ковочных машин; в штамповочном —для работы с обрезными прессами, прессами глубокой вытяжки, линиями универсальных штампов, пресс-автоматами листовой штамповки, гильотинными ножницами и другим оборудованием; в сварочном—для обслуживания сварочных машин при точечной и шовной сварке деталей, а также при сварке трением; в гальванохимическом мри обслуживании гальванических ванн, изготовлении печатных плат и фотошаблонов; в малярном —для нанесения теплозащитных и лакокрасочных покрытий методом распылении, а также при окраске деталей методом окунания; в меха-нообратывающем— для обслуживания различных по функциональному назначению металлорежущих станков, в том числе полуавтоматов и станков с ЧПУ, а также зачистных и дробеструйных установок, промывочных ванн; в сборочном — для выполнения сборочных операций, в первую очередь близких к транспортным и не требующих решения задач выбора собираемых деталей. Задача выбора объекта сборки требует применения для технологического процесса интеллектуального робота, способного к пространственному восприятию и распознаванию образов.
Современные ПР и автоматические манипуляторы успешно используются вместо человека в основных процессах производства отливок — от подготовки исходных материалов до операций очистки, термообработки, зачистки, грунтовки, а также для контроля и испытания, погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ. Расширению области применения роботов в литейном производстве способствует создание систем управления роботами при выполнении длительных процессов, например формообразования, сборки, заливки форм и т.п.
Практически почти все операции литейного производства могут быть охвачены роботизацией:
- разгрузка и складирование поступающих для изготовления отливок, основных и вспомогательных материалов и оборудования (формовочных смесей, связующих добавок, огнеупоров, составляющих металлической шихты, красок и т. п.);
- литье в разовые песчаные (опочные и безопочные) формы, изготовленные из различных формовочных смесей;
- производство стержней различного состава прогрессивными методами формообразования (пескострельным, прессованием и др.);
- упрочнение форм и стержней, например, горелками инфракрасного излучения, подогретым сжатым воздухом и др.;
- высокоточное литье в тонкостенные формы из песчано-смоляных и других смесей;
- литье в магнитные формы по неизвлекаемым моделям из полистирола и других подобных материалов или литье в вакуумированные формы;
- сборка разовых песчаных форм;
- точное литье по выплавляемым моделям;
- литье в постоянные формы (кокиль под обычным, высоким, низким давлением и противодавлением, центробежным способом и т.п.);
- точное литье под давлением;
- шихтовка (подготовка шихты, дозировка и др.),
- загрузка шихты в плавильный агрегат, плавка;
- заливка форм расплавами, дозирование, извлечение отливок из форм;
- очистка, обрубка, зачистка отливок, резка, грунтовка, окраска;
- контроль на отдельных технологических переделах литейного производства;
- межоперационное транспортирование форм, стержней, отливок;
- обслуживание технологического, транспортного и другого оборудования.
В большинстве случаев промышленные роботы осуществляют сборку заранее заданных, подаваемых в определенное место и ориентированных деталей.
Кроме того, роботы используются для транспортировки различных предметов с их ориентацией, на операциях переноса с конвейера на конвейер, с конвейера в тару и т. п. Роботы особенно эффективны при транспортировке хрупких изделий, нагретых предметов (раскаленных заготовок, ковшей с жидким металлом и др.).
В роботизированном производстве широко используются роботы на операциях складирования с расстановкой и укладкой деталей на стеллажах. Особенностью этих роботов является сравнительно большой набор позиций в пределах цикла. Снимая предметы с одного и того же места конвейера, робот размещает их в заданном порядке в различные ячейки контейнера или стеллажа.
По мере совершенствования роботов сфера их применения расширяется, захватывая как новые, максимально автоматизированные производства, так и производства с установившимся технологическим процессом. В качестве примера можно привести роботы на непрерывно движущемся конвейере. Известно, что существующие модели промышленных роботов могут работать в составе конвейерных линий только при условии замены непрерывного конвейера на пульсирующий. Это требует серьезных изменений производственного процесса и не всегда целесообразно. Поэтому создание конструкций роботов, способных работать с движущимся транспортным устройством конвейера, позволит роботизировать без существенных переделок и такое производство [78].
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ЗАГОТОВОК В ЛИТЕЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
В настоящее время в литейном производстве операции разливки металла автоматизированы в различной степени. К автоматизированным операциям относятся очистка и смазка литейных форм, удаление литниковых систем, контроль качества литья и др.
|
На рис. 4 показаны типовые компоновки рабочих мест с применением роботов в литейном производстве.
| Рис. 4. Типовые компоновки рабочих мест с применением роботов в литейном производстве: а — обслуживние машин для литья под давлением (/ — робот; 2 — тара для отливок; 3 — пресс для удаления облоя; 4 — машина для литья под давлением); б — обслуживание станка для удаления керамической формы с отливок (/ — тара для отливок; 2_ робот; 3 — вибростанок; 4 — решетка; 5 — транспортер для керамики); в — обслуживание печей для прокаливания форм (/— прокалочная печь; 2 — за- грузочно-разгрузочный стол; 3— подвесной робот); г — об — служивание ванны для удаления модельной массы из керамиче ских блоков (/ — робот; 2 — раз грузочный стол; 3 — ванна для выплавления модельной массы; 4— разгрузочный стол) |
Для автоматизации процесса дозирования и заливки расплавленного металла на машинах литья под давлением в нашей стране выпускаются дозаторы различного типа с диапазоном дозирования расплавленного металла от 0,5 до 10 кг при точности дозирования =±= 3 %. Применение дозаторов позволяет повысить качество отливок за счет стабилизации температурных процессов, увеличить производительность труда не менее чем на 10—20 %. Дозатор работает в комплекте с машиной литья под давлением. В ряде случаев приборы управления дозаторами выносят на пульт литейной машины.
В литейных цехах для дозированной подачи алюминиевого расплава из раздаточной печи в камеру прессования машины литья под давлением применяют промышленный робот РДП-5 [45], работающий в сферической системе координат для изготовления деталей из алюминия массой 0,1—7,0 кг. Робот имеет три степени подвижности. Точность позиционирования в горизонтальной и вертикальной плоскостях составляет 3—5 мм. Рука робота может поворачиваться в горизонтальной плоскости на 180°, в вертикальной — на 60°, раздаточный ковш —на 90°. Робот располагается либо перед литейной машиной так, чтобы раздаточная печь была справа от него, либо за литейной машиной с расположением печи слева;
оснащается пятью различными типоразмерами ковшей, цикловой системой программного управления, реализованной на пневмоэлементах высокого давления. Объем памяти робота —14 команд.
Для порционной заливки жидкого металла в дозатор или непосредственно в литейную машину используется серийно выпускаемый отечественной промышленностью робот МАК-3.
Рис 5. Внешний вид робота МАК-4 для съема отливок с лилейных машин.
Гидропанель робота МАК-3 с гидроаппаратурой и гидрорычажный механизм скомпонованы в одном корпусе. Робот — однорукий. Минимальная рабочая доза металла —0,1 кг, максимальная —4 кг. Система программного управления — автоматическая на релейной элементно-конструктивной базе. Предусмотрена возможность ручного управления в режиме обучения робота.
Для обслуживания машин литья под давлением также находит применение робот МАК-1 грузоподъемностью 5 кг. Робот обладает следующими степенями подвижности: выдвижение и поворот руки, движение каретки, подъем руки, вращение схвата, три промежуточные точки останова. Перемещение руки по оси X — 1100 мм, Y — 400 мм, Z — 410 мм со скоростью 0,3—0,7 м/с. Захват робота имеет возможность вращаться на угол ±90°. Точность позиционирования по всем координатам составляет =t 0,5 мм. Робот имеет цикловую систему программного управления.
Организационная структура. Как создать компанию будущего?
