|
Промышленные роботы по своей
трудоемкости, точности и классу изготовления, а также требованиям к качеству
относятся к наиболее сложным изделиям машиностроительной и электронной
техники; они требуют для своего производства высокой технологической
культуры, современного высокоточного оборудования и высоких технологий. Их
производство базируется на разветвленной системе кооперирования при
совместном участии в производстве множества различных
предприятий-соисполнителей.
Одним из наиболее перспективных направлений в современном
роботостроении является создание промышленных роботов на основе
унифицированных агрегатных узлов и блоков (модулей), так называемое
агрегагно-модульное построение, имеющее следующие технико-экономические
преимущества: сокращение времени и трудоемкости проектирования, возможность
получения ПР, наиболее полно отвечающих требованиям конкретного
технологического процесса и потребителя, повышение уровня специализации и
организации производства, снижение стоимости производства ПР, повышение их
надежности, улучшение ремонтопригодности и удобства обслуживания промышленных
роботов.
9.1. Агрегатно-модульное построение промышленных
роботов
Основой агрегатно-модульного построения ПР является
разработка и создание так называемых агрегатных модулей, позволяющих-
компоновать неограниченный диапазон конструкций в соответствии с требованиями
конкретного технологического процесса или потребителя.
Под модулем понимают универсальный агрегатный узел,
обладающий функциональной полнотой и конструктивной завершенностью. Модули ПР
должны удовлетворять требованиям прочности и жесткости, обеспечивать взаимную
стыковку в различных сочетаниях и положениях, простой и надежный монтаж.
Модули ПР классифицируются по следующим основным
признакам: по функциональному назначению - на управляющие, программно-
задающие, информационные и исполнительные; по величине - на большие и малые;
по порядку расположения внутри агрегатной системы - на равноценные и наиболее
предпочтительные.
набор модулей исполнительной системы ПР, различные
комбинации которых дают возможность компоновать манипулятор, обеспечивающий
решение поставленной технологической задачи. Входящие в набор
"руки" (выдвижная, локтевая двухшар- нирная, локтевая
трехшарнирная), механизмы (поворота, подъема, качания, ориентировки), каретка,
монорельс, столы (тактовый и крестовый), захватное устройство позволяют
получить варианты компоновок манипуляторов промышленных роботов ( 9.2) с
различными 396 возможностями манипуляционной системы. Оснащение таких
манипуляторов модульными управляющими устройствами дает возможность
формировать промышленные роботы модульного типа, не имеющие избыточных
возможностей и наиболее полно отвечающие конкретным технологическим
процессам, специфике и возможностям производства
Однако преимущества агрегатно-модульного принципа могут
быть полностью реализованы только при удовлетворении следующих требований к
создаваемым модульным промышленным роботам: характеристики и технологические
параметры ПР должны максимально близко соответствовать его функциональному
назначению и требованиям конкретного технологического процесса;
компоновка манипулятора ПР и его управляющего устройства
должна обеспечивать минимальный объем манипуляционных
действий, необходимых для обеспечения определенного технологического
процесса, т.е. отвечать принципу минимизации конструктивного решения;
объем операций, выполняемых ПР, и темпы их исполнения в
сочетании с затратами на внедрение должны обеспечивать технико- экономическую
эффективность применения ПР.
Разработка и создание модульных конструкций - трудоемкая и
длительная задача, которой должен предшествовать целый комплекс работ:
проведение исследований по установлению параметрических рядов
конструктивно-технологических характеристик ПР, выработка принципов
агрегатного построения ПР применительно к технологическим процессам,
разработка технологических требований, которым должны, отвечать
агрегатно-модульные ПР, выбор системы модулей и кинематики ПР, выработка
принципов создания широкономенклатурных и переналаживаемых робототизированных
комплексов, обслуживаемых агрегатно-модульными ПР, обоснование
целесообразности создания и применения агрегатно-модульных ПР.
Принципы агрегатно-модульного построения использованы при
создании отечественных электромеханических роботов модульного типа РПМ-25,
портального ПР "Пирин" (Болгария), агрегатных ПР "MHU
Senior" и "MHU Junior" (Швеция), "Kawasaki Unimate"
(Япония) и др.
Разработанная базовая система исполнительных
электромеханических модулей промышленного робота РПМ-25, каждый из которых
предстааляет собой автономный блок механизмов, датчиков, энергетических и
информационных коммуникаций одной или нескольких степеней подвижности,
позволяет собрать более 100 различных компоновок манипуляторов ПР, что в
сочетании с модульно-блочной конструкцией приводов и управляющего устройства
обеспечивает создание роботов, наиболее соответствующих технологическим
требованиям и специфике производства.
Учитывая перспективу развития электропривода ПР,
остановимся на примерах разработки электромеханических модулей
исполнительного устройства с волновыми передаточными механизмами,
предназначенными для ПР общего и специального машиностроения. При этом
основным вариантом кинематической схемы манипулятора ПР при его модульном
построении будем считать схему с электромеханическими модулями, встроенными
непосредственно в звенья МС.
|