Роботизированные системы на промышленных предприятиях, складских комплексах и других объектах выполняют несколько задач. Они автоматизируют производство продукции, увеличивают производительность и повышают точность обработки, снижают воздействие вредных условий труда на сотрудников.
Робот может выполнять в технологическом процессе двигательные функции, для которых обычно используется человеческих труд. За счет этого можно уменьшить себестоимость процесса и повысить рентабельность работы компании.
Компания «Робот Цифра» предоставляет услуги по проектированию роботизированного производства по техническому заданию заказчика. Мы разработаем для вас роботизированные технологические комплексы, с помощью которых можно запустить средне- и крупносерийное производство различной продукции и получить конкурентное преимущество на рынке.
Зачем нужны роботизированные комплексы и системы
Гибкость роботизированных систем позволяет адаптировать их для выполнения различных технологических задач. К ним относится сварка деталей. нанесение защитных покрытий, сборка деталей, контроль качества, упаковки.
Робот может выполнять основные действия в технологическом процессе и обслуживать его. Например, загружать заготовки и разгружать основное оборудование, выполнять транспортно-складские операции.
Эффективность спроектированного роботизированного производства зависит от опыта и квалификации специалистов, которые готовили проектную документацию. Роботы на промышленных предприятиях должны иметь такие особенности:
● Быстрая переналадка и перекомпоновка для выпуска различных видов готовой продукции;
● Оперативное выполнение технологических операций в больших объемах;
● Доступная стоимость проектирования и внедрения.
Запуск автоматизированного производства или отдельного участка требует значительных капиталовложений. Стоимость услуг проектировщиков и интеграторов не окупится при выпуске одной номенклатуры изделий. По этой причине в проектной документации необходимо предусмотреть гибкость использованных комплексов.
Для выполнения этой задачи инженеры разрабатывают гибкие автоматизированные участки и линии, в которых используются универсальные станки и оборудование с числовым программным управлением, которые объединяются в единую систему с помощью промышленных роботов. В результате получается комплекс, который производит различные виды изделий с минимальными текущими затратами.
Анализ исходных данных для проектирования роботизированных комплексов
Проектирование роботизированного комплекса начинается с получения технического задания и его анализа. Основная задача проектировщиков на этом этапе — оценка готовности детали к автоматизации технологического процесса. После завершения анализа они принимают одно из двух решений:
- Создание новых роботизированных технологических устройств.
- Адаптация и перенастройка уже разработанных механизмов, в том числе промышленных роботов.
На этом этапе необходимо уточнить следующие характеристики:
● точность обработки деталей;
● используемые методы обработки для достижения заданной точности;
● удобство ориентирования и базирования перемещаемых предметов;
● оборудование, которое можно использовать для обработки детали;
● возможность автоматического размещения детали в рабочей позиции.
Для удобства дальнейшей работы обрабатываемые детали разделяются на два вида:
- Бункеруемые. Их можно ориентировать в пространстве автоматически. Они не имеют выступающих частей или впадин, которые могут цепляться друг за друга. Благодаря простой форме манипулятор робота может легко захватывать их.
- Небункеруемые. Изделия сложной формы, которые тяжело захватывать и удерживать в нужном положении. При разработке роботов в этом случае учитывают массу заготовок, физико-механические свойства материала и другие факторы.
После завершения этапа анализа инженеры, которые проектируют роботизированное производство, переходят к подбору технологического оборудования.
Выбор обрабатывающих станков
Этот этап проектирования автоматизированных комплексов включает разработку маршрутного технологического процесса и является основным для выбора:
● обрабатывающего технологического оборудования;
● промышленных роботов и вспомогательных устройств;
● комплектующих роботизированных технологических комплексов.
На выбор устройств влияет тип технологического процесса, размеры и масса обрабатываемых деталей, требуемая точность и шероховатость поверхности. Входящие в состав комплекса составные элементы должны обеспечивать несколько параметров:
● Полностью автоматизировать все этапы обработки детали до получения нужной заготовки или готовой продукции;
● Точно позиционировать заготовку и удерживать ее в течение всего цикла обработки;
● Обеспечивать свободное перемещение манипулятора робота в технологической зоне;
● Объединять в единую систему блоки управления и автоматики станков с вспомогательными устройствами для передачи команд от АСУ ТП;
● Автоматически или механическим путем удалять стружку и другие отходы производства;
● Контролировать наличие заготовки в зоне обработки, а также правильность ее позиционирования;
● Защищать зону производства и автоматизировать доступ в нее для персонала.
При проектировании промышленного робота и выборе манипулятора учитывают следующие возможности оборудования:
- Количество степеней подвижности робота и их достаточность для определенной операции;
- Соответствие траектории движения робота схеме загрузки и выгрузки детали, зонам обслуживания используемых станков;
- Число вспомогательных устройств и простых механизмов автоматизации, которые понадобятся для конкретного манипулятора.
- Сложность и длительность цикла перенастройки для выпуска другой разновидности продукции.
- Безопасность использования манипулятора для персонала предприятия.
Для обработки детали обычно используют станки с ЧПУ, которые выполняют токарные, фрезерные, сверлильные операции, автоматизированные сварочные и покрасочные станции и т. п. Конкретные модели подбирают при составлении проекта на основе технического задания заказчика.
Выбор средств технологического оснащения
Под этим термином понимают приспособления и инструменты, которые обеспечивают основные технологические операции. Также в эту категорию включены средства контроля.
Учитывая особенности работы роботизированных комплексов, для них подбирают оснащение с высокой скоростью работы. В проекте предпочтение инженеры отдают унифицированным инструментам, которые могут точно позиционировать заготовку, но при этом их легко адаптировать и перенастроить под другую деталь.
При выборе режущих инструментов учитывают:
● способ обработки детали;
● жесткость материала;
● быстроту смены оснастки;
● стабильность отвода стружки.
Средства контроля подбирают при проектировании в зависимости от типа измеряемых параметров и допустимой погрешности.
Технологический маршрут обработки детали
Проектирование всего цикла обработки основывается на нескольких исходных данных:
● Назначение и конструкция готовой детали;
● Тип заготовки для ее производства.
При выборе необходимых операций учитывают принципы постоянства и совмещения фаз. Необходимо подобрать такое количество операций и их последовательность, чтобы получить изделие с заданной точностью и качеством обработки поверхности. Для сокращения времени производства используют высокопроизводительное металлообрабатывающее оборудование.
Итоги
Проектирование роботизированных систем — сложный, длительный и затратный процесс. Но правильно составленная проектная документация позволяет создать и интегрировать РТК, который позволит значительно уменьшить затраты на производство и увеличить объем выпускаемой продукции. Это напрямую повлияет на финансовые результаты работы компании.
