ROBOTYZACJA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH


ROBOTYZACJA PROCESÓW
TECHNOLOGICZNYCH 19.11.2013
1. Układy sterowania robotów przemysłowych
Układy sterowania robotów (USR) przemysłowych powinny zapewniać:
Współdziałanie wszystkich podukładów robota takich jak napędy, układy sensorów, interfejsy
zewnętrzne (WE/WY), a także komunikację robota z urządzeniami peryferyjnymi
Możliwość programowania pracy robota (uczenie) celem realizacji zadanych funkcji i
czynności, z wykorzystaniem układy mechanicznego robota.
Rozumienie instrukcji wprowadzanych przez operatora i zamiana ich na konkretne algorytmy
pracy robota (np. przemieszczanie po zadanym torze)
Algorytmem pracy robota nazywamy zespół prostych czynności następujących po sobie w określonej
i kolejności i z zachowaniem zadanych parametrów.
Do zadań typowego USR należą:
Załączanie i wyłączanie napędów, elementów i wyjść dwustanowych (elektrozawory
pneumatyczne tak jak np. imadło lub chwytak IRP-6, elektromagnesy, proste silniki DC,
obsługa urządzeń zewnętrznych, załączanie łuku w procesie spawania)
Sterowanie napędów osi, obliczanie potrzebnych przesunięć każdej z osi celem osiągnięcia
zadanego punktu, kontrola trajektorii punktu roboczego, sterowanie prędkościami i
przyspieszeniami, sterowanie serwonapędami.
Monitorowanie stanu wejść robota (analogowych i binarnych), oczekiwanie na zmianę stanu
wejść (proste czujniki) reagowanie na zmianę stanu niezależnie od programu (wyłączniki
krańcowe, wyłączniki bezpieczeństwa, bezpieczniki termiczne, bezpieczniki prądowe, bariery
świetlne)
Kontrola pracy robota, monitorowanie błędów i awarii, diagnostyka
Podejmowanie decyzji o dalszym przebiegu programu na podstawie zmiennych wartości na
wejściu robota (np. regulacja odległości elektrody od blachy spawanej)
Reagowanie na działania operatora robota, umożliwienie sterowania ręcznego, pauzowania
programu, zmiany szybkości ruchu
Klasyfikacja USR
Wg rodzaju sygnałów:
Mechaniczne (krzywki)
Elektryczne
Hydrauliczne
Pneumatyczne
Mieszanie
Wg możliwości osiągania przez robota zadanej konfiguracji:
Point tu point (bez kontroli trajektorii)
Wielopunktowe MP (punkty pośrednie trajektorii)
Ciągłe CP (continue path- ciągła ścieżka kontrolowana przez USR)
Wg możliwości programowania
On-line (przy stanowisku)
o Ręczne
o Przez nauczanie (dyskretne i ciągłe)
Off-line (poza stanowiskiem przy pomocy instrukcji tekstowych)
Podukłady USR
Magistrala centralna- zapewnia komunikację pomiędzy podukładami
Układ kontrolny- sprawdza poprawność przesyłanych sygnałów i koryguje pracę innych
podzespołów
PLC- Integracją układu CNC z układami sterowania np. napędów
Komputer główny (CPU) zarządza pracę USR, pozwala na wprowadzenie zmian do programu i
realizuje obsługę interfejsu użytkownika
Sterownik pamięci dyskowych- kontroluje pracę (odczyt- zapis) twardych pamięci
Sterowniki położenia osi- sterują praca osi i zapewniają osiąganie przez nie zadanych położeń
2. Urządzenia chwytające robota
Do czynności wykonywanych przez chwytaki zaliczamy:
Uchwycenie przedmiotu
Unieruchomienie i zapewnienie bezpiecznego transportu
Bezpieczne uwolnienie przedmiotu
Rodzaje chwytaków ze względu na rodzaj napędu:
Pneumatyczne
Mechaniczne
Elektryczne
Magnetyczne
Adhezyjne
Ze względu na konstrukcję elementu roboczego:
Ze szczękami twardymi
Ze szczękami elastycznymi
Parametry użytkowe chwytaków:
Siła chwytu
Maksymalne obciążenie
Czas potrzebny do uchwycenia
Konstrukcja i ilość elementów wykonawczych
Wyposażenie dodatkowe chwytaków robota:
Czujniki bezstykowe obecności przedmiotu lub potwierdzające otwarcie/ zamknięcie
chwytaka
Układy elastycznego chwytania
Moduły obrotowe i liniowe
Sposób chwytania:
Siłowy (siła tarcia)
Kształtowy
Mieszany
Adhezyjny
Rodzaj pracy napędu końcówek chwytających
Przesuw równoległy
Ruch kątowy
Mieszane
Z jednym lub wieloma elementami ruchomymi
Wymienność końcówek chwytnych pozwala na dobre dopasowanie całego chwytaka do danego
zadania, np. to od użytkownika zależy czy zamontuje końcówki twarde lub elastyczne. Możliwość
samodzielnego wykonania końcówek pozwala na maksymalne wykorzystanie możliwości chwytaka
do danego procesu technologicznego.
Chwytaki podciśnieniowe- tzw. przyssawki. Działają dzięki podciśnieniu wytwarzanemu pod
przyssawką. Mogą być z powodzeniem wykorzystywane do przenoszenia obiektów w przypadku
których nie możliwe było by zastosowanie tradycyjnych chwytaków mechanicznych
Przedmioty kruche i delikatne (jaja kurze, elementy elektroniczne, żarówki itp.)
Przedmioty o delikatnej powierzchni (płyty CD)
Arkusze blachy i szkła
Przedmioty o kształtach nieregularnych (blachy tłoczone)
Przyssawki występują w średnicach 2-50 mm i dla przedmiotów ciężkich aż do 450 mm.
Przyssawka może być wykonana jako:
Płaska (standardowa)
Żebrowana (dla zmniejszenia zapadania się przyssawki)
Wysoka (dla przedmiotów sferycznych)
Mieszkowa (dla przedmiotów nieregularnych, lub dla kompensacji wysokości dojazdu
przyssawki do przedmiotu)
Eliptyczne i prostokątne (dla elementów długich)
Do optymalizacji pracy przyssawki wykorzystuje się dodatkowe elementy wyposażenia:
Kompensator wysokości (pozwala kompensować docisk przyssawki)
Kompensator kulowy (pozwala kompensować pochylenie kątowe przyssawki)
Czujnik bezstykowy (potwierdza chwycenie przedmiotu)
Głównym problemem chwytaków przyssawkowych jest wytworzenie odpowiednio niskiego
podciśnienia. Tradycyjny układ składa się ze zwężki Venturiego wytwarzającej podciśnienie i
wyciągającej powietrze z przewodów i przyssawek. Lepszym rozwiązaniem może być umieszczenie
urządzenia tuż przy przyssawce celem zmniejszenia objętości powietrza do usunięcia.
Firma Bosh opracowała bezstykowe układy chwytaków wykorzystujące powstawanie siły
przyciągającej dwie powierzchnie podczas wypływu powietrza spomiędzy nich. Pozwala to przenosić
przedmioty o nieregularnych kształtach oraz delikatnych powierzchniach gdy niedopuszczalne jest
dotykanie powierzchni.
Pompę próżniową wykorzystywaną do napędu przyssawek nazywamy eżektorem.
Do chwytania elementów ferromagnetycznych można z powodzeniem wykorzystywać chwytaki
elektromagnetyczne (o ich budowie autor postanawia nie wspominać, gdyż głęboko wierzy, że
jesteście w stanie wyobrazić sobie budowę oraz zasadę działania elektromagnesu, bądz chociaż
wpisać owo zagadnienie w google ).
Należy jednak pamiętać o podstawowych wadach tego typu chwytaków:
Wydzielanie się ciepła w uzwojeniu elektromagnesu
Magnetyzm szczątkowy przenoszonych przedmiotów
Gwałtowne przyspieszenia chwytanego obiektu
Trudności w regulacji siły chwytania elementów, zmienność warunków pracy podczas
zabrudzeń i obecności n.p wilgoci.
Możliwość powstawanie zakłóceń pracy innych urządzeń elektronicznych (w szczególności
czujników bezstykowych)
Systemy szybkiej wymiany chwytaków- zintegrowane systemy, pozwalające na szybką wymianę
narzędzia robota, tak jak ma to miejsce w obrabiarkach ( nie chce mi się pisać, odsyłam do sprawka z
robotyki )
3. Głowice technologiczne robota/ narzędzia
Głowica technologiczna robota, po uzbrojeniu jej w konkretne narzędzia (ostrza, końcówki itd.) służy
do wykonywania przez robota różnych zabiegów technologicznych lub całych operacji. Głowice
technologiczne podobnie jak chwytaki mogą być szybko wymienne.
Przykłady zabiegów technologicznych mogących być realizowane przez głowice technologiczne
robota:
Spawanie i zgrzewanie
Praca laserem przemysłowym
Nakładanie lakieru i warstw zabezpieczających
Obsługa palników
Narzędzia oczyszczające
Narzędzia pomiarowe- czujniki
Polerowanie i czyszczenie karoserii
Nakładanie klejów
Dostarczanie chłodziwa
4. Urządzenia współpracujące z robotem
Urządzeniami współpracującymi (peryferyjnymi) nazywamy wszystkie maszyny, których praca
związana jest z praca robota, i niejako pomagają one robotowi wykonywać jego zadanie. Urządzenia
współpracujące mogą być indywidulane, bądz mogą pracować z kilkoma robotami naraz.
Rodzaje urządzeń współpracujących
Podajniki (magazynkowe, zasobnikowe, przenośnikowe)
Odbiorniki
Urządzenia orientujące
o Obrotowe
o Przesuwne
o Przesuwno-obrotowe
Transportery
Tory jezdne
o Podłogowe
o Bramowe
o Podwieszane
o Suwnicowe
Pozycjonery
5. Robotyzacja procesu spawania
Robotyzacja procesu spawania polega na zastąpienia robotem lub kilkoma robotami operatora-
spawacza w procesie spawania (zgrzewania). Do zalet spawania zrobotyzowanego należą:
Wyższa jakość spoin
Odsunięcie pracownika od ciężkich warunków spawania
Wysoka powtarzalność
Wyższa szybkość pracy
Aatwość przezbrojeń
Możliwość dostosowania robota do różnych technologii spawania (MIG/MAG, TIG)
Należy jednak pamiętać że inwestycja w stanowiska zrobotyzowane jest opłacalna jedynie w
przypadku produkcji seryjnej- dla produkcji jednostkowej nie opłaca się programować pracy robota,
które to programowanie wymaga wykfalifikowanego pracownika i dużej ilości czasu
Wymagania stawiane robotom dla procesu spawania:
Możliwość programowania skomplikowanych ścieżek ruchu
Możliwość zamocowania głowicy spawalniczej, poprowadzenia przewodów i przyłączenia
jednostki sterującej spawaniem- warunek konieczny
Dodatkowe funkcje spawalnicze oferowane przez producenta USR
Dokładność i powtarzalność pracy
Odporność na trudne warunki spawania
W skład podstawowej konfiguracji robota spawalniczego należą:
Dysza spawalnicza
Uchwyt dyszy spawalniczej
Przewody dostarczające drut i zasilające
Jednostka zasilająca- zródło prądu
Stacja czyszczenia i konserwacji dyszy
Parametry wymagania dla zródła prądu spawania
Analiza wymaganych pozycji spawalniczych
Parametry materiałowe materiałów łączonych
Metoda spawania
Sterowanie zródłem prądu (albo z poziomu robota, albo osobno)
Do urządzeń peryferyjnych mających udoskonalić proces spawania robota należą:
Pozycjonery- ich zadaniem jest pozycjonowanie spawanego detalu. Mogą być jedno, i
wieloosiowe. Jednym z bardziej popularnych i uniwersalnych rozwiązań jest pozycjoner
obrotowo uchylny, pozwalający w łatwy sposób dotrzeć do wszystkich spawów nawet bardzo
skomplikowanych detali.
Złącza antykolizyjne- montowane pomiędzy kiść robota a głowicę spawalniczą, w wyniku
kolizji mają zatrzymać prace robota poprzez wysłanie sygnału do USR, celem uniknięcia
uszkodzenia robota bądz detalu
Stacja czyszcząca- co określoną izbę cykli wykonywana w niej jest renowacja dyszy i
czyszczenie
Urządzenia zabezpieczając- ochrona przed wypadkami i obrażeniami- kurtyny osłaniające,
bariery świetlne, wyłączniki krańcowe itd.
Trudne warunki spawania to przede wszystkim wydzielające się w trakcie spawania gazy i opary. W
związku z tym niezbędna jest odpowiednia wentylacja.
Wyróżniamy wentylację:
Ogólną (maks. Przepływ powietrza 0.4 m/s, równomierne rozmieszczenie wentylatorów, w
okresie zimowym temp. Minimalna powietrza 18 C)
Stanowiskową (powinna odciągać opary ze stanowiska, wyposażona w filtry i wkładki,
kierunek od pracownika)
Można wyróżnić przykładowe rozwiązania stanowisk zrobotyzowanych:
Wariant I (Robot spawalniczy, zródło prądu, dwustanowiskowy stół- np. stół obrotowy)
Wariant II (Jeden lub kilka robotów spawalniczych, pozycjoner jedno lub dwu osiowy)
Wariant III (jak w wariancie II, z tym że mamy pozycjoner 3- osiowy)
Wariant IV (rolę pozycjonera pełni dodatkowy robot)
Dodatkowe funkcje i technologie ułatwiające proces spawania zrobotyzowanego:
RTPM- korygowanie odległości elektrody od materiału celem utrzymania optymalnej długości
łuku. Korekcja następuje na podstawie informacji ze zródła prądu o wartości napięcia i
natężenia.
Bezodpryskowe zapalanie łuku i kończenie spawania- LIFT-SATR i LIFT-END. Polega ono na
takim prowadzeniu drutu przy zapalaniu łuku, aby unikać przywierania drutu do powierzchni
spawanej i co za tym idzie uniknąć odprysków.
Współczynnik wykorzystania łuku elektrycznego- współczynnik procentowy obliczany jako stosunek
czasu jarzenia łuku elektr. Do czasu wszystkich operacji związanych ze spawaniem elementu (także
operacji mocowania i wymocowania, czasu zapalania łuku, oczyszczania spoiny itd.)


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
instrukcja kontroli procesow technologicznych badania surowcow i wyrobow gotowych ciastkarni
proces technologiczny
WPŁYW PROCESU TECHNOLOGICZNEGO
cwiczenie 6 amylazy i enzymy pektynolityczne zastosowanie enzymow w procesach technologii zywnosci
Proces technologiczny montażu
Typowe procesy technologiczne wałów
14 Organizowanie procesu technologicznego w krojowniid500
13 Organizowanie procesów technologicznych
14 Prowadzenie procesów technologicznych produkcji potraw
notatki Procesy technologiczne stosowane w oczyszczalniach
Proces Technologiczny Ko éa Z¦Öbatego
2Projektowanie procesow technologicznych
Ocena szkodliwosci procesu technologicznego
Automatyzacja i robotyzacja procesów produkcyjnych Wykłady
Ramowy Proces Technologiczny korpusu JEDNOLITEGO
03 Przebieg procesu technologicznego i kwas mlekowy

więcej podobnych podstron