Робототехнические комплексы сборки. Способы автоматического соединения, страница 6

На основе данных о типовых собираемых изделиях сформулированы следующие требования к исполнительным органам ПР: вертикальное перемещение обеспечивается только одним силовым приводом; должна быть предусмотрена возможность поворота вокруг вертикальной оси; необходима податливость в горизонтальном направлении; определение наличия детали в ЗУ осуществляется установленными в нем простыми сенсорными устройствами; контроль операции сопряжения деталей осуществляется путем анализа их вертикального перемещения (например, датчиками проскальзывания).

Сборочные операции связаны с необходимостью удержания двух объектов (первичного и вторичного) и их монтажа. Существует три подхода к решению этой проблемы: использование периферийного оборудования; использование нескольких ПР; придание роботу нескольких исполнительных органов (использование многоруких ПР).

При определении целесообразности применения того или иного типа ПР необходимо учитывать следующие факторы: при сборке изделий с помощью одноруких ПР значительно чаще возникает необходимость в использовании специальной оснастки; однорукие ПР для сборочных комплексов с ограниченным кругом задач обычно не требуют такой высокой степени маневренности, сложности, интеллектуальных возможностей, как многорукие ПР; удельная стоимость многорукого ПР на одну сборочную задачу намного выше. Оптимальными для использования на сборке являются ПР с двумя манипуляторами, имеющими по четыре степени свободы. Более сложные конструкции резко увеличивают стоимость сборки.

В современном сборочном производстве используются ПР в основном трех  типов конструкций: ПР с линейным перемещением манипулятора; с горизонтально-шарнирным исполнением манипулятора и ПР универсального типа.

ПР с линейным в прямоугольной системе координат перемещением элементов манипулятора наиболее рациональны в исполнении с тремя или четырьмя степенями подвижности. Они обладают высокой точностью позиционирования, имеют относительно простой алгоритм управления и могут легко приспосабливаться к окружающей среде. Наиболее подходящая область применения таких роботов - сборка малогабаритных изделий, включающих хрупкие и легко деформируемые элементы. Однако из-за большого вылета руки  такие ПР имеют ограничения по ускорению. Кроме того, при исполнении таких ПР в шестиосной системе их преимущества утрачиваются, так как управление значительно усложняется, что, в свою очередь, отрицательно влияет на достижение высокой точности и бесперебойности в работе.

ПР с горизонтально-шарнирным исполнением манипулятора, как и ПР с линейным перемещением элементов, выполняются с тремя и четырьмя степенями подвижности. Они предназначаются для быстрого и точного совмещения сопрягаемых элементов в вертикальном направлении. Наиболее удачным решением конструкций таких ПР являются роботы типа SCARA. Однако такие системы управления ПР имеют ограниченные по своим возможностям математическое обеспечение и сенсорные (сканирующие) устройства, а также ограниченное рабочее пространство. При переходе на шестиосную систему конструкция таких ПР значительно усложняется.

ПР универсального типа, с круговыми перемещением манипулятора  в основном предназначены для дуговой сварки. Они представляют собой гибкую, подвижную конструкцию, однако, широкое применение их в сборочных процессах сдерживается целым рядом причин: сложностью конструкции и алгоритма управления, что обусловливает трудности при достижении необходимой в сборке точности; достаточно большой массой манипулятора, что вызывает возникновение больших инерционных сил при переходе на перемещение с достаточно высоким ускорением; относительно невысоким КПД использования рабочего пространства; низким темпом сборки, обусловленным большой продолжительностью производственного цикла.

Наиболее совершенной с позиций гибкой автоматизации конструкцией сборочного ПР, учитывающей требования серийного и мелкосерийного производств, особенно малогабаритных изделий, является ПР маятникового типа (рис. 13).

Рис.13. Промышленный робот маятникового типа: 1 - рама;