Система керування роботом
Інші сторінки на тему
Система керування роботом
Традиційні методи механізації та автоматизації виробництва, засновані на використанні потокових та автоматичних ліній, а також різних спеціалізованих установок та пристроїв, ефективні головним чином в умовах великосерійного виробництва. У той же час основна маса зварних виробів випускається в умовах серійного та дрібносерійного виробництв, де здійснити комплексну механізацію та автоматизацію традиційними методами зазвичай не вдається, наслідком чого є низька продуктивність та великі витрати ручної праці.
Істотне скорочення ручної праці при виконанні складально-зварювальних операцій та, найголовніше, відчутне підвищення якості зварних швів можливі при використанні робототехніки. Універсальність роботів із шістьма ступенями свободи дає можливість автоматизувати будь-які операції, що виконуються рукою людини, а швидкість перебудови ТП дозволяє забезпечити ту гнучкість, яку сьогодні мають лише виробництва, які обслуговує людина. Використання робототехніки не є самоціллю, воно має підвищити продуктивність праці з одночасним скороченням витрат виробництва, незважаючи на високу вартість обладнання.
Вирішення цієї складної задачі вимагає від інженера-зварювальника обліку специфіки як виробництва конкретних зварних виробів, так і застосування роботів, а також обґрунтованого вибору подібного обладнання, раціонального його компонування та ефективної експлуатації.
Виробничі роботи, що проводяться в зварювальному виробництві, зазвичай універсальні, придатні для виконання складальних, зварювальних, а також транспортних операцій при виготовленні різноманітних конструкцій. Їхні технологічні можливостіхарактеризуються наступними параметрами: кінематичною схемою, вантажопідйомністю та числом ступенів рухливості; формою та розмірами робочої зони; точністю позиціонування; характером приводу та типом системи управління роботом.
Системи управління роботом-маніпулятором, що несе інструмент, можуть бути циклові, позиційні та контурні. Вибір системи управління робота визначається його призначенням.
Найбільш проста циклова система управління роботом призначена для видачі ряду команд у певній послідовності, але без регламентації переміщення по кожній осі. Циклова система є найпростішим випадком позиційної системи з мінімальним числом позицій, що програмуються по кожному переміщенню (зазвичай дві: початкова та кінцева). Промислові роботи з цикловим управлінням застосовують в основному при складанні деталей, вантажно-розвантажувальних, транспортних та складських роботах, при цьому широко використовують пневмопривід.
Малюнок 1. Прийоми запровадження програми під час навчання робота залежно від системи управління роботом: а - позиційна; б – багатопозиційна; в-контурна.
Позиційна система управління роботом задає як послідовність команд, а й становище всіх ланок промислового робота. Її використовують для забезпечення складних маніпуляцій із великою кількістю точок позиціонування. При цьому траєкторія інструменту між окремими точками 1 і 2 (рис. 3.3 а) не контролюється і може відхилятися від прямої, що з'єднує ці точки. Однак завершення переміщення в точці 2 забезпечується із заданою точністю. Систему називають однопозиційною, якщо вона передбачає зупинку інструменту в кінці кожного окремого переміщення; використовують у промислових роботах, призначених для контактного зварювання, а також для складальних.або транспортних операцій.
Багатопозиційна система управління роботом дозволяє проходити проміжні точки без зупинки із збереженням заданої швидкості. При достатній частоті проміжних точок (з рис. 1, б) така система здатна забезпечити пересування інструменту по заданій траєкторії і тому може використовуватися в промисловий робот для дугового зварювання. Проте в цьому випадку введення програми в пам'ять робота пов'язане зі значними витратами часу.
Контурна система управління роботом задає рух у вигляді безперервної траєкторії, причому в кожен момент часу визначає не тільки положення ланок механізму, але і вектор швидкості руху інструменту. Тому рух інструменту по прямій лінії або по колу вимагає завдання всього двох крайніх точок у першому випадку і трьох точок (двох крайніх та будь-якої проміжної) у другому. Це дозволяє інтерполювати окремі ділянки траєкторії відрізками прямих і дугами кола, що значно скорочує час навчання робота. Тому, як правило, застосовують контурну систему управління в промислових роботах для дугового зварювання, хоча вона складніша і дорожча за позиційну. Програма виконання операцій дугового зварювання зазвичай вводиться в пам'ять промислового робота оператором у режимі навчання. І тому першому екземплярі вузла намічають опорні точки лінії шва, у яких змінюється характер її траєкторії. Оператор послідовно підводить пальник до цих точок та натисканням кнопки «Пам'ять» вводить їх координати в систему управління із зазначенням характеру траєкторії між ними: пряма, дуга. Одночасно в пам'ять системи вводиться технологічна інформація про швидкість руху пальника та інші параметри режиму зварювання, порядок переходу від одного шва до іншого і т.д.
При зварюванні здопомогою робота часто використовують коливання електрода. Маніпуляційна система промислових роботів у поєднанні із системою управління дозволяє виконувати коливання пальника на будь-якій траєкторії. В умовах дрібносерійного виробництва відхилення розмірів при переході від одного вузла серії до іншого можуть виявитися настільки значними, що доводиться кожен вузол серії програмувати заново. У цих випадках знайшли застосування промислові роботи з іншим способом навчання, що займає менше часу, ніж програмування з використанням опорних точок.
При навчанні такого робота (типу «Apprentece» або МАС-2000) оператор встановлює на пальник наконечник, підводить його до місця початку шва і вручну проводить пальник уздовж з'єднання так, щоб наконечник торкався лінії та сполучення деталей, що зварюються. Сигнали від датчика, що фіксує переміщення пальника , вводяться в системи управління як координат точок , віддалених одна від одної на певній відстані.
Оскільки при навчанні швидкість переміщення пальника виявляється набагато вищою за реальну швидкість зварювання, то час навчання такого робота істотно менше часу самого зварювання. Це дозволяє вводити індивідуальну програму для кожного екземпляра виробу. Роботи такого типу навчання застосовують при зварюванні протяжних швів у великогабаритних листових конструкціях або при частій зміні виробу. При цьому зварні шви повинні бути кутові, таврові або стикові з вираженою обробкою кромок, щоб при навчанні наконечник рухався точно по стику.