Производство промышленных роботов
- Основы робототехники
- Механизм робота
- Робот-манипулятор: производство и обслуживание узлов
Основы робототехники
Разработка и производство промышленных роботов осуществляется в рамках такой относительно молодой науки как робототехника.
Она занимается созданием автоматизированных систем, осуществляющих действия согласно заложенной в них программе.
Робототехника очень тесно связана с электроникой, механикой, информатикой, электро- и радиотехникой, кибернетикой и другими областями знаний.
Сферы применения роботов постоянно расширяются. Роботизированные комплексы позволяют решать задачи в медицинской и фармацевтической, строительной, химической, упаковочной и других областях промышленности.
Производство промышленных роботов – одно из главных направлений работы инженеров-роботостроителей. Именно такие устройства на сегодняшний день являются основой технического прогресса производственных предприятий всего мира.
Робот-манипулятор представляет собой автоматическую машину, осуществляющую двигательные и другие специальные функции. По принципу работы он напоминает человеческую руку, которая управляет каким-либо инструментом.
Промышленные роботы состоят из:
- Исполнительного устройства – манипулятора. Оно представляет связанную систему объектов, образующих кинематические пары, которые соединены друг с другом сочленениями различного типа. Виды и способы соединения звеньев определяют количество степеней подвижности робота
- Приводов – электрических, пневматических и гидравлических устройств, приводящих элементы робота в движение
- Рабочего органа – захватного устройства или иного технологического инструмента, с помощью которого робот выполняет возложенные на него функции. Данный элемент находится на конце манипулятора, применительно к человеческой руке место расположения рабочего органа называется запястьем
- Системы управления – сложной многоуровневой системы, позволяющей человеку управлять работой робота посредством команд
- Датчиков перемещений и других сенсорных устройств
Манипуляторы могут быть как стационарными, так и передвижными. По способу установки они делятся на подвесные, напольные и портальные.
Исполнительный орган манипулятора оснащается специальным инструментом для выполнения им заданных оператором функций.
Широко распространены сборочные роботы, которые осуществляют соединение частей конструкций, роботы для осуществления погрузочно-разгрузочных работ, покрасочные устройства и другие.
Актуальность внедрения роботов состоит в высокой точности и скорости их работы без необходимости перерывов. Их применение повышает качество производимых изделий и снижает количество бракованной продукции.
Манипуляторы выполняют монотонные операции, работая как с деталями микроскопических размеров, так и с крупными тяжелыми частями конструкций.
В зависимости от потребностей предприятия роботы-манипуляторы могут перепрограммироваться с выполнения одних функций на другие.
Механизм робота
Все элементы стандартного промышленного робота можно разделить на две важных системы: исполнительную и управляющую.
Исполнительная часть – это механизмы робота (манипулятор, приводы, рабочий орган), осуществляющие полезную работу.
Управляющая часть в зависимости от уровня развития робота может основываться на программном управлении, схожем со станками с ЧПУ (действия строго стандартизированы и не поддаются корректировке), адаптивном управлении (анализе информации, получаемой с датчиков), методах искусственного интеллекта и компьютерного зрения.
Управление работой робота осуществляется дистанционно – с пульта либо панели.
Наиболее современные устройства имеют способность к обучению. Они повторяют действия работника, получая необходимые навыки, после чего воспроизводят их самостоятельно.
Робот-манипулятор: производство и обслуживание узлов
Производство и внедрение промышленных роботов, как правило, осуществляется индивидуально для каждого предприятия в соответствии с его задачами, условиями и потребностями.
Среди основных этапов роботизации производственных помещений выделяются изучение технологических процессов на предприятии, составление технического задания с описанием технических и других характеристик внедряемых роботов, их количества и производительности, проектирование и производство робота-манипулятора, испытания, наладка, монтаж и обслуживание.
На этапе проектирования составляется чертеж робота с указанием всех систем, кинетических пар и видов их сопряжения, создается трехмерная модель для визуализации, проводится компьютерная симуляция работы устройства.
Разработчики и производители промышленных роботов стремятся сделать свои изделия необслуживаемыми. Это значит, что работа машин не должна прерываться для обновления смазочных материалов.
В этом помогает применение инновационных составов, обеспечивающих ресурсную смазку – антифрикционных твердосмазочных покрытий.
Так, на рулевые шестерни сборочных роботов-манипуляторов наносятся покрытия MODENGY 1005 и MODENGY 1066. Они не только смазывают детали на протяжении всего срока их службы без необходимости обновления, но и повышают плавность перемещения компонентов, предотвращают скачкообразное движение механизмов роботов.
В мировом производстве промышленных роботов лидируют Китай, Япония, США.