Черновой роботы в машиностроении. применение промышленных роботов в машиностроении Введение в профессию Исполнитель

Долгое время существовало два различных, обособившихся друг от друга вида производства:

  1. Высокотехнологичное и высокоавтоматизированное производство, которое, к тому же, обладало высокой эффективностью. Принципы создания таких производств чем-то схожи с современными, но конкретно в этом случае использовалось узкоспециализированное оборудование, которое не обладало достаточной гибкостью, чаще всего было невозможно переконфигурировать это оборудование для создания разнообразной продукции в пределах одной отрасли.

  2. Неавтоматизированное серийное производство, основанное на ручном труде. Естественно, такой вид производства обладал низкой производительностью труда , более высоким влиянием человеческого фактора на производство, но его применение обуславливалось разнообразием выпускаемой продукции.

Соответственно, вполне логичной идеей усовершенствовать производство – добавить третий производственный режим, который бы заменил в большинстве случаев предыдущие два, при котором бы производство стало максимально автоматизированным, и в то же время достаточно гибким, т.е. предназначенным для выпуска разнообразной продукции.

Благодаря научно-технологическому прогрессу, эта задача была решена, внедрением электронно-вычислительных систем управления и промышленных роботов. Считается, что это одно из самых крупных достижений промышленности, в т.ч. машиностроения.

Многие современные машиностроительные предприятия заинтересованы во внедрении роботов в производство, в первую очередь с целью сократить расходы, и снизить себестоимость готовых изделий. Подобный переход имеет высокую окупаемость в связи с тем, что роботам нет необходимости выплачивать зарплату, отпуск раз в год, не нужно предоставлять социальные пакеты, некоторые способны работать круглосуточно , и т.д. Также использование роботизированных линий производства существенно повышает качество , точность, скорость.

2 История создания промышленных роботов и манипуляторов

Идея подобным образом автоматизировать производство зародилась еще в середине XX века, когда извлечение энергии из атомных ядер активно начало развиваться. В 1947 году были созданы первые манипуляторы, предназначенные для точного повторения движений рук оператора. Например, с помощью таких устройств можно было без опасений передвигать радиоактивные вещества. Однако с помощью этого манипулятора вращать гаечные ключи, выполнять позиционирование объектов на рабочей плоскости было затруднено, поскольку механика этих машин не предполагала использование механизма обратной связи с человеком. Уже в 1948 на манипуляторе, представленным компанией «General Electric», обратная связь присутствовала, и с тех пор оператор мог воспринимать усилие, оказываемое на объекты при схватывании или перемещении манипулятором объекта.

3 стр., 1168 слов

Опыт создания антропоморфного робота

... 2003. 3. Д.Д. Мордовченко, Л.А. Станкевич, А.В. Яковлев. Опыт разработки антропоморфных роботов и программ-агентов по футболу роботов на фирме «Новая ЭРА», Санкт-Петербург. Тезисы доклада на семинаре ... управления и всевозможных идей, а также для совершенствования элементов самого робота. Следует подчеркнуть, что создание роботов в ОАО «Новая ЭРА» проводилось в тесном сотрудничестве с представителями ...

Первые экземпляры роботов, вышедшие в массовое производство, в том числе и в машиностроение, стали появляться только после 1950-ых годов. В 1954 году американский инженер Джордж Девол разработал новую версию манипулятора с заменяемыми перфокартами, позволяющие сменить режим работы устройства, после чего запатентовал свое изобретение как «автоматическое программируемое устройство для переноса предметов», а через 2 года вместе с Джозефом Энгельбергомом запустили впервые в мире компанию по производству промышленных роботов. Позже, в 1959 году фирма «Консолидейтед Корпорейшн» выпустила идеи по созданию роботов с числовым программным управлением (ЧПУ), а в 60-61 годах в манипуляторах фирм «Transferrobot» и «Eleximan» применялась эта технология.[1].

3 Манипуляторы и их классификации

Основным видом роботов, рассматриваемых в этом реферате, принимающих непосредственное участие в машиностроении , являются манипуляторы. Они же занимают лидирующие положение по количеству использования. Составными частями подобного механизма служит программируемая под различные нужды САУ (система автоматического управления) и механическая составляющая, позволяющая «механической руке» выполнять различные работы в нескольких степенях свободы. Технические возможности их впечатляют: грузоподъемность некоторых экземпляров доходит до 2 тонн с 5-метровым радиусом воздействия и практически неограниченной сложностью выполняемых действий, ограниченной лишь возможностями программистов. Программируется этот вид роботов, как правило, на языках C, C++, Pascal, Assembler, что позволяет с наименьшими затратами перевести робота в другой режим производства. Еще одно преимущество манипуляторов – довольно широкий диапазон рабочих температур, что расширяет область их применения.[2][7]

Классификации манипуляторов:

  1. По количеству степеней подвижности:

    1. От трёх до шести степеней свободы

  2. По способу управления:

    1. Автоматизированные

    2. Автоматические

  3. По виду системы координат:

    1. Прямоугольная

      5 стр., 2062 слов

      Робота зі скаргами незадоволених клієнтів

      ... 21 4. Система роботи зі скаргами у мережі готелів Promus. 22 5. Система обслуговування клієнтів в Microsoft 23 6. ... в базах даних (якщо існують), а проблеми пов'язані зі скаргами, залишаються поза увагою менеджерів по маркетингові та торгового персоналу ... клієнтів. 16 2.4. Технічний бік роботи відділу з роботи з клієнтами.. 17 2.5. Зробити те щоб замовник міг звернутися після того зі своїми скаргою. ...

    2. Полярная (сферическая)

    3. Ангулярная (угловая)

  4. По грузоподъемности:

    1. Сверхлегкие (<1 кг)

    2. Легкие (<10 кг)

    3. Средняя грузоподъемность (<200 кг)

    4. Тяжелые (<1 т)

    5. Сверхтяжелые (>1 т)

  5. По способу подвешивания массы

    1. С автоматической балансировкой массы

    2. С предварительной установкой веса

[4]

С течением времени в промышленности вводились в эксплуатацию все новые и новые виды роботов. Ниже описаны самые популярные из них, применяемых в машиностроении: [4].

4.1 Роботы сварщики

Роботы сварщики есть комплекс уникальных компонентов и технологий, направленных на сварку металлических компонентов изделия. Для выполнения сварочных задач роботы используют следующие виды сварки:

  • электрическая дуговая сварка в защитной газовой среде плавким и неплавящимся электродом;

  • сварка электрической дугой под слоем флюса или шлака;

  • сварка пламенем плазменной фактуры;

  • сварка лазером;

  • комбинированный гибридный вид сварки с применением деформирующих вальцов ;

  • промышленные роботы для сварки точечно

Эти устройства используются для сварки угловых, стыковых, прямолинейных, кольцевых и других видов швов, требующих высочайшей точности. Их рабочий цикл программируется и задается отдельно. Внедрение сварочных манипуляторов носит дает неоспоримые преимущества: повышение скорости, объёма, качества сварки и однозначно является оправданным в машиностроении.[5].

 роботы сварщики 1

4.2 Покрасочные роботы

В машиностроении неотъемлемым видом работ является обработка поверхностей перед финальной сборкой. Это может быть грунтовка, предшествующая покраске, или нанесение антикоррозийных покрытий. С этими и другими аналогичными задачами справляется покрасочный-робот. Самые современные оснащаются пульверизаторами для окраски деталей, поворотными столами и 7-8 осевыми манипуляторами для достижения максимально возможной точности, шлангами повышенной гибкости и прочности для защиты от механических повреждений, излома, скручиваний.[9].

 покрасочные роботы 1

4.3 Роботы резчики

В машиностроительных предприятиях, а также в предприятиях, непосредственно связанных с обработкой металла, пользуются спросом манипуляторы для резки металлов. Современные роботы-резчики оснащаются системой отслеживания положения заготовки. Важный элемент этого устройства – датчик контакта головки интсрумента с заготовкой. От его работы точность позиционирования может достигать 0,05 мм, чего вполне достаточно для обработки даже небольших деталей и деталей, требовательных к точности.[8]

6 стр., 2993 слов

Промышленные роботы в машиностроении

... движений манипулятора, без учета движений зажима-разжима его захвата. Большинство промышленных роботов в машиностроении имеет до пяти степеней подвижности; 3. Рабочая зона определяет пространство, ... для кого сейчас не секрет, что применение промышленных роботов значительно упрощает процесс производства. Со времени своего появления от первых промышленных роботов и до нынешних умных машин они ...

 роботы резчики 1

4.4 Роботы-сборщики

Исследования показывают, до 25% всего времени производства занимают сборочные операции. Промышленные манипуляторы, занятые автоматической сборкой изделий, как правило, имеют 6 степеней свободы, которые приводятся в движение благодаря системе сервоприводов, однако их полный потенциал раскрывается при использовании полностью автоматизированной линии производства. Несмотря на это множество операций все еще сложны для выполнения роботами , поэтому выполняются вручную, но большинство простых и многократно повторяющихся операций идеальны для выполнения роботами. [8]

 роботы сборщики 1

4.5 Роботы-сверлильщики

Операцию сверления, как правило, сейчас производят на станке. И при использовании робота-манипулятора рабочий инструмент закрепляют в захватном устройстве, которое перемещается над заготовкой, высверливая отверстия в необходимых местах. Преимущество использования робота в этом наблюдается, когда приходится работать с крупногабаритными деталями и когда нужно высверливать большое количество отверстий. Например, подобные роботы активно используются в авиастроении, где операции сверления играют важную роль: перед вставкой клепок на одном экземпляре необходимо проделать тысячи отверстий, и неудивительно, что роботы-сверлильщики нашли там свое применение. [8]

 роботы сверлильщики 1

4.6 Роботы для бесконтактной обработки

Роботы, из-за своей ограниченной твердости и жесткости, не всегда могут применяться для резки твердых материалов резанием, поэтому были изобретены роботы для бесконтактной обработки материалов. В частности, для этого используется лазер. В захватном устройстве робота располагается генератор высокоэнергетического когерентного излучения, который направлен на заготовку. Лазер позволяет добиться высочайшей точности при обработке стали, алюминия, других металлов. Программой задается траектория движения лазера, а также мощность его излучения, в зависимости от толщины обрабатываемой детали. Еще одним способ осуществить бесконтактную резку – применение струи жидкости. Такой метод исключает износ инструмента , а также повышает качество резки. [6].

 роботы для бесконтактной обработки 1

Заключение

Как видно, темпы роботостроения и применяемости промышленных роботов в машиностроении неуклонно растет, так же, как и на заре их развития. На текущий момент множество видов однообразных и трудоемких работ, до этого выполняемых человеком, заменено роботами. Также, применение промышленных роботов дает преимущество при производстве, в сравнении с конкурентами. Снижение энергозатрат, процент брака, повышение экологичности производства, прибыли – в этом положительные стороны применение роботов, поэтому настолько популярно их распространение.

16 стр., 7510 слов

Неорганические и воздушные вяжущие вещества. Производство и применение

... М300). Высокой прочностью характеризуются также вяжущие автоклавного твердения. Прочность воздушных вяжущих значительно ниже (5—20 МПа).[1] 1.2 Воздушные вяжущие вещества Воздушные вяжущие вещества в результате смешивания с водой ... температуры. В зависимости от химического состава, вида сырья и технологии производства органические вяжущие вещества разделяют на битумы и дёгти. На основе битумов и ...

Многие современные машиностроительные предприятия заинтересованы во внедрении роботов в производство, в первую очередь с целью сократить расходы, и снизить себестоимость готовых изделий. Подобный переход имеет высокую окупаемость в связи с тем, что роботам нет необходимости выплачивать зарплату, отпуск раз в год, не нужно предоставлять социальные пакеты, некоторые способны работать круглосуточно, и т.д. Также использование роботизированных линий производства существенно повышает качество, точность, скорость.

Используемые источники

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/robotyi-igrushki/

1. encyclopaedia.bid/википедия/Промышленный_робот

2. http://fb.ru/article/162809/promyishlennyiy-robot-robotyi-na-proizvodstve-avtomatyi-robotyi

3. https://studfiles.net/preview/5331763/

4. https://studfiles.net/preview/5331764/

5. https://metallmaster.org/shkola-svarschika/svarochnyjj-robot.html #i

6. http://rus-robot.com/primeneniya/beskontaktnaya_obrabotka_lazernaya_rezka/

7. Ю. Г. Козырев. Захватные устройства и инструменты промышленных роботов.

8. http://bibliofond.ru/view.aspx?id=38738

9. http://www.alfarobot.ru/articles/покрасочные-роботы/</1></200></10></1>