Промислові роботи (стр. 1 из 12)

1.1 Сучасний стан робототехніки

Машинобудування - провідна галузь сучасної техніки і народного господарства України в цілому. Як би не називали наш технічний вік - віком космосу, електроніки та віком атому - основою технічного прогресу були і залишаються машини.

Сучасні машини відіграють важливу роль у створенні матеріально-технічної бази, підвищенні економічного і культурного рівня народу України.

Щоб вийти з економічної кризи необхідно підвищувати ефективність виробництва, тобто треба якнайширше впроваджувати в промисловість машини автоматичної дії (промислові роботи (ПР) та маніпулятори)

В середині ХХ ст. виник і сформувався новий науково-технічний напрям - робототехніка. Предметом робототехніки є дослідження і конструювання роботів та створення на їх основі автоматизованих виробництв.

Розподіл парку ПР по видам виробництв:

25% - ковальсько-пресове і ливарне;

20% - обслуговування матеріало-різальних верстатів;

11% - зварювальні операції;

10% - транспортні і складські операції;

14% - фарбувальні види робіт;

8% - обслуговування термічного обладнання;

12% - інші види робіт.

1.2 Можливості робототехніки

В науково-фантастичній літературі роботів описують у вигляді людей ("Термінатор"). В теперішній час поширюється застосування роботів у сфері обслуговування, а також у виробництві (промисловості).

Промислові роботи на виробництві виконують підйомно-транспортні операції; обслуговують верстати і магазини; зварювальні і малярні операції.

Людству представляється в майбутньому продовжити освоєння надр Землі і шельфових зон морів і океанів, вивчення морських глибин, яке неможливе без широкого застосування підводних роботів, які можуть працювати на кілометрових глибинах.

Підземні роботи можуть виконувати роботи в шахтах. На долю гірників з часом залишаться тільки операції по керуванню та обслуговуванню самих роботів.

Використання роботів в атомній енергетиці , де як відомо небезпечна для здоров`я людини обстановка в радіоактивній зоні. Відомі випадки застосування роботів при гасінні пожеж; на космічних станціях, в металургії та інших сферах.

Можливості роботів значно ширші ніж приклади, що були приведені. Можна зробити висновок про те, що в майбутньому практично не буде таких галузей народного господарства, де не використовувалися би роботи.

Але не треба робити поспішних висновків про те, що роботи вже заповнили весь світ, що всі проблеми вже розв`язані, а людина і не потрібна на виробництві. Ні, сьогодні руки і розум людини потрібні всюди, і перш за все для того, щоб будувати самі роботи, і експлуатувати їх.

Що ж це таке робот ? У загальному розумінні роботи - це такий клас технічних систем, який у своїх діях відтворює подібність рушійних і інтелектуальних функцій людини.

У сферах матеріального виробництва найбільшого поширення одержали промислові роботи (ПР). ПР набули найбільш ефективне застосування в умовах частої зміни об`єктів виробництва, а також для автоматизації ручної малокваліфікованої праці.

Впровадження ПР у виробництво дає можливості розв`язувати такі завдання:

1. Здійснювати автоматизацію виробництв з малосерійним та індивідуальним випуском виробів.

2. Автоматизація основних і допоміжних операцій технічного устаткування.

3. Підвищити культуру і якість виробництва.

4. Підвищити якість продукції.

1.3 Основні поняття і визначення

Необхідність автоматизації виробничих процесів у промисловості, які неможливо виконати з допомогою типових машин привело до створення механізмів і машин, які моделюють властивості рухомих кінцівок (рук і ніг) людини і відтворюють їх рушійні функції - це маніпулятори.

Маніпулятор (від лат. manus-рука) - це механізм, який автоматично відтворює функції руки (ноги) людини при виконанні виробничих операцій шляхом переміщення об`єкта в просторі.

Промисловий робот - автоматична машина з програмним керуванням, яка відтворює рушійні і розумові функції людини при виконанні виробничих процесів.

ПР - клас машин для обслуговування технологічних процесів та автоматизації транспортних робіт.

Вони використовуються також в гнучких автоматизованих виробництвах, атомній енергетиці, освоєнні світового океану, космосу та планет.

Відбувається поступове впровадження роботів у всіх галузях виробництва, що пояснюється економічною ефективністю їх використання , підвищенням продуктивності праці , зменшенням строків пуску підприємств, підвищенням якості продукції, забезпеченням великої гнучкості технічних та організаційних завдань виробництва, а також вивільненням робітників із небезпечних і шкідливих виробництв.

ПР використовують на конвейєрних лініях і на складських роботах.

2.Структура і класифікація промислових роботів (ПР).Основні технічні показники ПР

2.1 Структура промислових роботів

1.Механічна система (Маніпулятор);

2.Система програмного керування (ЕОМ);

3.Інформаційна система.

По степені досконалості і типам систем керування ПР поділяються на три покоління:

1.Перше покоління - програмні роботи (промислові), які працюють за жорсткими програмами. Вони широко застосовуються в машинобудуванні.

2. Друге покоління - адаптивні роботи, які працюють за гнучкими програмами і змінюють характер робіт в залежності від зміни параметрів зовнішнього середовища.

2.2 Класифікація промислових роботів

Конструктивно ПР складається з таких вузлів: основа (рама), привід (двигун), передаточні механізми, виконавчий механізм і захватні пристрої.

Механічна система

Класифікація промислових роботів

(ГОСТ 25685-83)

2.3 Основні технічні показники ПР

До технічних показників ПР відносяться: номінальна вантажопідйомність, робочий простір, зона обслуговування, число ступеней рухомості, швидкість переміщення, похибка позиціювання робочого органу і похибка траєкторії робочого органу.

Під вантажопідйомністю розуміється найбільше значення маси виробів виробництва, при якій гарантується надійна робота ПР.

Простір, в якому може знаходитися виконавчий (робочий) механізм робота при його функціонуванні називається робочим простором.

Зоною обслуговування (робоча зона) називається частина робочого простору, в якій може виконувати роботу ПР.

Число ступеней рухомості робота залежить від його конструкції ходового пристрою (від 1 до 3).

Форми робочих зон

плоска просторова циліндрична сферична

рис. 2.1

Похибка позиціювання робочого органа ПР - відхилення реального положення робочого органу від заданого програмою.

Похибки

рис. 2.2

Відхилення траєкторії робочого органа від заданої програмою називається похибкою траєкторії.

рис. 2.3

3.Типи маніпуляторів

3.1 Структурні і кінематичні схеми маніпуляторів

Механічна система ПР умовно може бути розділена на чотири структурних елементи: 1-основа (нерухома ланка); 2-корпус (портал); 3-механічна рука;

4-захватний пристрій.

Механічна система ПР Кінематична схема маніпулятора

рис.3.1 рис.3.2

Механічна рука і захватний пристрій складають маніпулятор.

Переважне застосування в маніпуляторах одержали кінематичні ланцюги з поступальними і обертовими парами ; сферичні шарніри складні у виконанні і утрудняють (заважають) передачу рухів від приводів, тому застосовуються рідко.

Схеми маніпуляторів

рис.3.3

На рис.3.3 показані схеми маніпуляторів для одержання рухів в базовій площині

З допомогою маніпуляторів розв'язують ряд задач в різних областях науки і техніки (робота в небезпечних і шкідливих для людини зонах; трудоємкі і монотонні роботи: зварка, фарбування, зборка та інші).

3.2 Класифікація маніпуляторів

Класифікуються маніпулятори за такими признаками:

1. По характеру виконуючих робіт:

а)універсальні;

б)спеціальні.

2. По способу керування:

а)з ручним (копіруючі);

б)з автоматичним управлінням (по програмі ЕОМ).

Універсальні М. застосовуються для виконання підйомно-транспортних робіт в машинобудуванні, а також для механізації операцій по обслуговуванні технологічного обладнання (установки і знімання деталей на металорізальних верстатах, зварочні і свердлильні операції).

Спеціальні М. застосовуються:

- в ковальсько-пресових цехах;

- в ливарному виробництві.

3.3 Технічні показники маніпуляторів

Працездатність маніпуляторів характеризується рядом технічних показників: робочий об'єм, маневреність М., кут і коефіцієнт сервісу, число ступеней свободи, вантажопідйомність, швидкість руху, енергетичні показники .