Вспомогательные устройства робототехническихкомплексов
Накопительные и питательные устройства весьмаразнообразны. Это могут быть устройства в виде лотков (рис. 1, а, б, г),где упорядоченная поштучная подача деталей роботу осуществляется под действиемих собственного веса, или в виде бункеров (рис. 1, в) с подачей деталейпутем вращения дна, на котором расположены детали.
В другом случае путем пошагового вращения поддона(рис. 2, а, г) детали фиксируются каждый раз в определенном положении длявзятия их роботом или же сама рука робота имеет пошаговое программноеперемещение (рис. 2, б, в) при неподвижном поддоне.
Аналогично, те же действия могут осуществлятьсяпутем поступательного пошагового перемещения в прямоугольных координатах (рис. 3),где детали расположены упорядочение в кассетах (палетах).
Накопительные устройства могут иметь вид магазиновс вертикально расположенными стопками деталей (рис. 4). Детальподается роботу поштучно снизу при помощи шиберного устройства (рис. 4, а)или вертикально движущегося съемного устройства (рис. 4, б). Манипуляторберет деталь и пошагово перемещается сверху вниз (рис. 4, в); или жедеталь подается манипулятору путем пошаговой подачи самого магазина (рис. 4,г) либо стопки деталей внутри магазина (рис. 4, д).
Для полного обеспечения станков деталями назаданное время работы магазины могут иметь несколько стопок деталей (рис. 5,а, б), а поддоны иногда делают многоуровневыми (рис. 5, в, г), т.е.имеющими ряд горизонтальных плоскостей с деталями. Такие накопительные устройстваименуются контейнерами.
Накопители могут выполняться также в виде цепныхмеханизмов с расположенными в каждом звене цепи деталями (рис. 5,а, в). Здесь детали поштучно подаются роботу путем пошагового перемещения цепи.Такие цепи могут образовывать многоярусные контейнеры (рис. 6, б).
В накопительных устройствах может бытьорганизована циркуляция поддонов (кассет или палет), как показано на рис. 6,д и рис. 6, г с поочередным их пополнением по мере освобождения.
Транспортные устройства
Промежуточное транспортирование деталей внутрироботизированного технологического комплекса осуществляется с помощью простыхроликов или пошаговых транспортеров или тактовых столов, имеющих строгофиксированные шаги перемещения, реализуемые специальными механизмами. Применяютсятакже линейные электродвигатели. Транспортирующие устройства могут работать какв прямоугольных координатах, так и в полярных (в виде дисков) или же попространственным траекториям (в частности, спиралевидным). Заготовки можноустанавливать непосредственно на пластины тактового стола (рис. 8.13) либона специальных приспособлениях (спутниках), которые крепятся на пластинах.
/> />
Рис. 1 – Схема лотков и бункера Рис. 2 –Схема поддонов с пошаговым вращением их или манипулятора
/>
Рис. 3 – Схемы кассет (палет)
/>
Рис. 4 – Схемы накопительных магазинов
/>
Рис. 5 –Схемы многорядных механизмов
/>
Рис. 8.12 – Схемы цепных накопительных магазинов
/>
Рис. 7 – Схема тактового стола
Конвейером называют машину для непрерывноготранспортирования изделий. Отличительной особенностью многих конструкцийконвейеров, наряду с выполнением функций по перемещению заготовок, являетсявозможность образования небольших межоперационных заделов, обеспечивающихнезависимую работу сложных станков в составе автоматических линий. Имеютсяконструкции конвейеров, которые при транспортировании производят распределениезаготовок на несколько потоков.
Транспортные средства бывают стационарные, т.е.неподвижно установленные на полу цеха, и подвижные. К первому виду относятразличные конвейеры, ко второму – различные тележки (электрокары, самоходныетележки, работающие по автоматическому циклу, и др.)
По способу транспортирования конвейеры делят нанепрерывного и прерывистого (дискретного) действия.
Конвейеры непрерывного действия. Наиболее распространеныленточные (рис. 8, а) и цепные (рис. 8, б) конвейеры. Грузонесущим итяговым органом для перемещения заготовок в таких конвейерах служит лента(обычно металлическая) или втулочно-роликовая цепь, которые натянуты набарабаны или звездочки, смонтированные в корпусе. Для предотвращения ихпровисания предусмотрены направляющие планки.
Роликовые конвейеры состоят из роликов,укрепленных на осях в корпусе 5 (рис. 8, в). Роликам сообщается вращениеот привода через замкнутую цепь и звездочки, закрепленные на осях роликов.Перемещение заготовок или приспособлений-спутников происходит под действием силтрения, возникающих между образующей роликов и заготовками, что позволяет подаватьих с подпором. Ролики посажены на оси с небольшим натягом через фрикционныевтулки, запрессованные в ролики, что позволяет им проскальзывать в моментнахождения под остановленными заготовками.
Конвейер-распределитель состоит из корпуса,внутри которого на звездочках натянута замкнутая цепь с консольно укрепленными(через шаг) пальцами, перемещающими детали (кольца, фланцы) по направляющей(рис. 8. г). Заготовки подаются в конвейер через механизм приема (сотсекателем), а выдаются через механизмы выдачи. Такой конвейер применяют дляраспределения катящихся заготовок между параллельно действующими станками.
Двухвалковые конвейеры используют дляперемещения с подпором цилиндрических заготовок (рис. 8, д), например,колец, втулок, дисков. При перемещении заготовки вращаются, что позволяетприменить указанные конвейеры для загрузки – выгрузки бесцентровыхкруглошлифовальных станков. Валковые конвейеры имеют разные исполнения взависимости от формы валков. Наиболее распространенной конструкцией являетсяконвейер с коническими валками, с углом конуса при вершине до 2°. Вращение двумвалкам, укрепленным в корпусе, сообщается от привода через цепную передачу извездочек, установленные на осях валков.
/>
Рис. 8 – Конвейеры непрерывного действия
Винтовые конвейеры используют дляперемещения заготовок поперек и вдоль оси. В первом случае (рис. 8, е)спирали винтов, находящихся в корыте, расположены так, чтобы заготовка лежаламежду ними без перекоса. Винтам сообщается синхронное вращение от привода черезцепную передачу и звездочки. Для перемещения заготовок вдоль оси винтыустановлены таким образом, чтобы выступы одного винта свободно входили бы вовпадины другого. В этом случае заготовка перемещается по наружной поверхностиспиралей между винтами.
Вибрационные конвейеры используют в техслучаях, когда затруднительно перемещать заготовки другими способами (например,из-за их сцепляемости). Основным недостатком указанных конвейеров являетсявозможность вибрации соседних металлорежущих станков. Конвейер состоит из лотка(рис. 8, ж), пружин и основания. Лоток получает движение отэлектромагнитного вибратора 4 (или от эксцентрикового механизма) с упругимзвеном 5.
Пневматический полусамотечный конвейер (рис. 8, з).Перемещение заготовок в корпусе конвейера, расположенного наклонно под углом,меньшим угла трения, осуществляется сжатым воздухом (давление 0,01…0,02 МПа),подаваемым через отверстия 5 или 2, просверленные под углом на опорной, аиногда и на боковых поверхностях. Заготовки двигаются в корпусе под действиемструй сжатого воздуха, образующих воздушную прослойку толщиной 0,01… 0,02 мммежду заготовками и поверхностью.
Лотковые самотечные конвейеры предназначены длягравитационного перемещения заготовок качением по роликам или скольжением понаклонной (в большей части прямой) поверхности длиной 2..5 м и более (рис. 8,и, к). Угол наклона конвейеров устанавливается в зависимости от способаперемещения заготовок, их массы и материала. При перемещении деталей качением />= 5.10° (рис. 8,и), a при скатывании по роликам />= 3..5° (рис. 8, к). Длякаждой конкретной заготовки и способа ее перемещения производится подбор угланаклона конвейера с учетом допустимой скорости соударения деталей, при которойна поверхности их (при ударах) не образуются дефекты в виде забоин, вмятин ипр.
Конвейер для перемещения заготовок качением состоит из опорной идвух боковых стенок (рис. 8, и). Для предотвращения самопроизвольноговыпадания заготовок (особенно при большом угле наклона) предусмотренапредохранительная полоса. В конвейерах для перемещения заготовок по свободно,вращающимся роликам (рис. 8, к) последние устанавливают на осях,укрепленных в боковых стенках, которые между собой жестко соединяют стяжками. Вкачестве ролика используют шарикоподшипник или два шарикоподшипника, запрессованныево втулку. Для уменьшения скорости перемещения заготовок в лотковых конвейерах,применяют амортизаторы, свисающие ремни, а также разные конструкции спусков.
Конвейеры прерывистого действия. Шаговые конвейерынаиболее распространены и бывают двух типов: с убирающимися собачками (рис. 9,а) или поворачивающимися захватными устройствами (рис. 9, б). У первоготипа конвейеров заготовки (спутники) перемещают по направляющим захваты в видеподпружиненных храповых собачек, укрепленных на осях в штанге, совершающейвозвратно-поступательное движение с помощью гидравлического цилиндра. Придвижении штанги вперед собачки упираются в заготовки и перемещают их на шаг.При обратном ходе собачки утапливаются в штангу и проходят под заготовки, непередвигая ее. Основным недостатком конвейера является засорение стружкойхраповых собачек.
У второго типа конвейеров (см. рис. 9, б)заготовки перемещают по направляющим захватные устройства в виде флажков,укрепленных неподвижно на круглой штанге, совершающей последовательновозвратно-поступательное и вращательное движения с помощью гидравлическихцилиндров 5 и 7 и рычага. При движении штанги вперед флажки упираются взаготовки и перемещают их на шаг. Затем штанга поворачивается на угол (прикотором флажки не задевают детали) и возвращаются в исходное положение. Далеефлажки опускаются, и цикл повторяется. Вероятность засорения стружкой флажков вэтом конвейере меньше.
Перекладывающие планочные конвейеры обычноприменяют для перемещения заготовок, для которых не допускается повреждениеобработанной поверхности при скольжении по направляющим (рис. 9, в).Заготовки движутся по направляющим последовательным перекладыванием посредствомпланки, совершающей движение от вращающихся эксцентриков по сложному циклу – подъем,движение вперед, опускание, движение назад.
Пилообразные конвейеры применяют для перемещениязаготовок типа вал поперек оси. Конвейер одинарного действия (рис. 9)состоит из двух неподвижных пилообразных реек, между которыми размещены двеподвижные рейки, перемещаемые вверх – вниз от кулачкового (кривошипного)механизма. В результате этого движения подвижные рейки перебрасывают заготовкичерез вершины неподвижных реек. Для увеличения, производительности в конвейерахдвойного действия (рис. 9, д) подвижные рейки смещены относительнонеподвижных на пол шага. Принцип работы конвейера аналогичен предыдущему.Детали скатываются по наклонной части реек под действием силы тяжести.
Гребенчатые конвейеры предназначены дляперемещения заготовок с заплечиками, типа шатун, (рис. 9, е) и имеют двенаправляющие, между которыми размещена гребенка, совершающая движение вверх –вниз (с амплитудой 8…10 мм) с помощью приводного механизма. В процессеперемещения шатун заплечиками большой головки опирается на гладкиенаправляющие, а нижней частью малой головки – на зубцы гребенки при наклонешатуна на угол 6. 10° от вертикальной плоскости по ходу движения. При подъемегребенки шатун смещается большой головкой по направляющим в сторону наклона, апри опускании гребенки он смещается малой головкой в ту же сторону; врезультате шатуны перемещаются вперед.
Шаговый конвейер-накопитель с управляемымисобачками. Помимо перемещения деталей, выполняет функцию их накопления. Онвключает две направляющие, по которым движутся детали (рис. 9, ж) спомощью двойной штанги с собачками (действующими от гидроцилиндра), размещаемоймежду направляющими. На одной из направляющих на осях4 установлены поворотныерычаги контроля наличия заготовки. При отсутствии заготовки короткий конецрычага поднимается, а длинный опускается.
Другие вспомогательные устройства
В сварочных робототехнических комплексах вкачестве вспомогательного оборудования используются поворотные столы(рис. 10). Пока робот сваривает одно изделие, оператор устанавливает надругой стороне стола новое изделие для сварки, которое подается ему надвижущемся транспорте. Такой способ ручной установки в дальнейшем может бытьзаменен автоматизированной системой, связывающей рабочие позиции странспортными устройствами, которые подают и убирают изделия из зоны сварки.
Некоторые объекты специфическоговспомогательного оборудования требуется устраивать при роботизациисборочных операций. Здесь применяются механизмы подачи, накопители,направляющие, установочные приспособления и различные специальные устройства дляопераций крепежа, пайки, склейки и др. Наконец, к вспомогательному оборудованиюотносятся и различные средства техники безопасности нароботизированных технологических комплексах. Чаще всего применяется сеточноеограждение. Применяются также системы защиты с фотоэлементами.
/>
Рис. 9 – Конвейеры прерывистого действия
/>
Рис. 10 – Схема сварочного комплекса споворотным столом
Список литературы
1. Автоматизированнаяподготовка программ для станков с ЧПУ, (Справочник)/ Р.Э. Сафраган, Г.Б. Евгенев,А.Л. Дерябин и др.; Под общей ред. Р.Э. Сафрагана. – К.: Техника,1986. – 191 с.
2. Р.И. Гжиров,П.П. Серебреницкий. Программирование обработки на станках с ЧПУ.Справочник, – Л.: Машиностроение, 1990. – 592 с.