Лекция 4. Особенности разработки технологических процессов автоматизированной и роботизированной сборки

Для технологической подготовки сборочного производства, так же как и для механообработки, характерен комплексный подход. Он подразумевает тщательную проработку технологичности изделия, ти­пизацию процессов сборки, проработку вспомогательных процессов транспортирования собираемых изделий, их установки на сборочных позициях, контроля и испытания, широкое внедрение нормализован­ного и переналаживаемого сборочного оборудования.

Важным условием разработки рационального ТП автоматизиро­ванной сборки является унификация и нормализация соединений, т.е. приведение их к определенной номенклатуре видов и точностей. На основе унификации и нормализации соединений в сборочных едини­цах и изделиях разрабатывают типовые сборочные процессы (опера­ции и переходы), выполняемые на типовом сборочном оборудовании с использованием типовых инструментов и приспособлений.

В условиях крупносерийного и массового производства автомати­зированная сборка изделий выполняется на сборочных автоматах и АЛ. В зависимости от сложности изделий используют одно- и много­позиционные сборочные автоматы. Последние применяют, например, при сборке подшипников качения. В линиях сборочные автоматы раз­мещают линейно или по замкнутому контуру. Перемещение изделий осуществляется с помощью шаговых транспортеров или на приспо­соблениях-спутниках .

Главным отличием роботизированного производства является за­мена сборщиков сборочными роботами и выполнение контроля кон­трольными роботами или автоматическими контрольными устрой­ствами.

Если в условиях АП сборку изделий можно выполнять методом пол­ной или частичной взаимозаменяемости, с применением методов селек­тивной сборки и использованием контрольно-сортировочных автоматов, а также с ограниченным применением методов пригонки и регули­ровки, то роботизированная сборка должна выполняться по принципу полной взаимозаменяемости или (реже) по принципу групповой взаи­мозаменяемости. При этом исключается возможность подгонки, регу­лировки. Строго должны быть соблюдены принципы выбора и посто­янства баз, которые определяют качество собираемых изделий и надежность работы сборочных робото-технических комплексов (РТК). Основные этапы автоматизированной сборки:

• автоматическая ориентация деталей и основных частей изде­лия для использования автоматизированных транспортно-зах-ватных устройств, контроль и очистка деталей;

• автоматическое выполнение соединений;

• транспортирование деталей и узлов;

• межоперационный контроль;

• окончательный контроль;

• упаковка.

Выполнение операций сборки должно проходить от простого к сложному: деталей — в подузлы, подузлы — в узлы, узлы — в агрега­ты, узлы и агрегаты — в изделие, что учитывается при составлении схем сборки. В зависимости от сложности и габаритов изделий выби­рают форму организации сборки: стационарную или конвейерную. Стационарная сборка возможна без перемещения изделия, с подво­дом сборочных узлов и деталей к базовой сборочной единице (детали, узлу и т. д.). Конвейерная сборка возможна, когда роботы обслужива­ют рабочие места с различной ориентировкой и погрешностью пози­ционирования деталей и узлов.

В структуру роботизированного комплекса должны входить сбо­рочное оборудование и приспособления, объединенные с транспортно-загрузочной системой и системами управления различных уровней и расположенные в технологической последовательности, поэтому для определения структуры и состава РТК необходимы разработка и оп­тимизация общей и узловой сборки. В состав РТК входят сборочное оборудование и приспособления, транспортная система, операцион­ные сборочные роботы, контрольные роботы, система управления.

При разработке ТП сборки в РТК предпочтительна высокая кон­центрация операций, определяющая модели роботов, их функции, точ­ность, оперативность, быстродействие. Особенно важно уточнить вре­менные связи элементов РТК, так как и они могут определить операционные возможности, модели и количество сборочных промыш­ленных роботов (ПР). С этой целью возможно и целесообразно пост­роение циклограммы как отдельных роботизированных рабочих мест и ПР, так и РТК в целом. На основе операционной технологии и циклограмм РТК может быть проведена подготовка управляющих про­грамм для сборочных роботов с ЧПУ и для всего РТК.

Перспективным направлением роботизации сборки является ис­пользование ПР, построенных по блочно-модульному принципу, а также обучаемых ПР. В системы модулей ПР, как правило, включают модули линейных и угловых перемещений, комплекты переходных эле­ментов для соединения модулей, сменные захватные устройства. На рис. 1.4 приведены схемы системы модулей и компоновок роботов типа ПР5-2 с различными степенями свободы. Унификация модулей позво­ляет существенно увеличить число их модификаций, снизить затраты на автоматизацию сборочного производства.

Обучаемые роботы — это роботы, которые могут приспосабли­ваться к различным случайным факторам, сопровождающим запрог­раммированную работу. Эта приспособляемость выражается в кор­ректировке своей же программы на основе полученного «опыта» — результатов анализа и классификации возникающих отклонений и ме­тодов их устранения.