Компоновка модулей

Для обработки тел вращения в составе ГПМ используется операционный станок с ЧПУ токарной группы. Автоматизация загрузки и разгрузки такого станка производится с помощью промышленного робота. ПР может при этом выполнять также некоторые другие функции обслуживания. Могут быть использованы портальные, напольные и встроенные ПР. Тип применяемого ПР определяет общую компоновку ГПМ. Рассмотрим ряд типовых компоновок ГПМ в составе «операционный станок с ЧПУ – промышленный робот».

Линейная однорядная компоновка ГПМ на базе портального ПР (рис. 91, где обозначены следующие элементы: 1 – портал ПР; 2 – манипулятор ПР;
3 – станок с ЧПУ; 4 – накопитель; 5 – шпиндель станка). Портал 1 ПР при данной компоновке располагается над обслуживаемым оборудованием таким образом, что координатная плоскость ОCZ рабочих перемещений робота проходит через ось шпинделя 5 станка 3 (предполагается станок токарной группы с горизонтальной осью шпинделя). При этом накопитель 4 располагается в одну линию со станком 3. Рабочая зона ПР должна включать рабочие зоны накопителя и станка.

Для реализации линейной компоновки ГПМ может быть использован портальный ПР с плоской системой координат. ПР обеспечивает загрузку-разгруз-ку станка и его связь с накопителем. При линейной компоновке в состав ГПМ обычно входит только один станок, что определяется ограниченными размерами портала ПР. Линейная многорядная параллельная компоновка (рис. 92, где 1 – портал ПР; 2 – манипулятор ПР; 3 – станок; 4 – накопитель) имеет больше возможностей.

В ГПМ используется портальный ПР с многозвенной рукой. Его рабочая зона располагается по обе стороны портала, что позволяет устанавливать обслуживаемое оборудование по обе стороны от портала и тем самым увеличивать число обслуживаемых единиц оборудования. В результате появляется возможность создания многостаночных ГПМ.

Достоинством ГПМ с портальным ПР является экономия производственных площадей и возможность обработки крупногабаритных деталей (массой до 300 кг). В то же время описанные компоновки пригодны в основном для обслуживания станков с горизонтальной рабочей осью. Портальные ПР могут быть многорукими, что увеличивает их производительность.

На рис. 93 показан компоновочный чертеж токарного гибкого производственного модуля фирмы MAX MULLER с портальным роботом. Накопитель заготовок и токарный станок расположены в один ряд. Промышленный портальный робот обеспечивает перемещение заготовки и обработанной детали и установку заготовки в автоматический патрон станка. Максимальная длина портала составляет 6990 мм. Максимальная грузоподъемность робота – 40 кг. Скорость перемещения – 60 м/мин. Робот может перемещать заготовки диаметром до 250 мм и длиной до 600 мм.

Значительные возможности при построении ГПМ дает использование напольного робота с цилиндрической или сферической системой координат при круговом расположении обслуживаемого оборудования относительно ПР (рис. 94). При круговой компоновке ПР 1 устанавливается в центре, а вокруг него размещаются накопитель 2 и обрабатывающие станки 3. ПР должен иметь достаточную рабочую зону для обслуживания установленного оборудования. В известных ГПМ одновременно используются до пяти станков.

При компоновке ГПМ напольные ПР могут устанавливаться на вспомогательные стойки или на технологическое оборудование (рис. 95, где 1 – станок; 2 – робот; 3 – накопитель; 4 – стойка ПР). В рассматриваемом варианте использован ПР с цилиндрической системой координат, ось Z которой располагается горизонтально (это должно допускаться конструкцией ПР). Возможна установка ПР непосредственно на переднюю бабку токарного станка.

К ПР, входящему в состав ГПМ, предъявляются требования гибкости, что прежде всего означает возможность автоматического перепрограммирования его рабочего цикла и перенастройку для манипулирования с объектами различной конфигурации.

Первому условию отвечают ПР с ЧПУ, имеющие средства адаптации к изменяющимся условиям функционирования. Возможность работы с различными предметами манипулирования (заготовки, детали, инструмент, оснастка) обеспечивается либо созданием универсальных широкодиапазонных захватов манипулятора, либо обеспечением возможности автоматической смены захватов, хранящихся в специальных магазинах. Такие быстросменные захваты автоматически заменяются в ходе отработки рабочего цикла ПР под управлением рабочей программы.