Сварочные промышленные роботы

Сварка относится к таким видам обработки, в которых операции перемещения инструмента в пространстве и сам технологический процесс взаимосвязаны. Полная автоматизация сварки требует, чтобы сварочный автомат управлял одновременно как режимом, так и инструментом. К автоматам такого типа относится промышленный робот - новое эффективное средство автоматизации современного производства.

Большинство собственно технологических операций сварки автоматизировано полностью. Широко применяются системы автоматического регулирования и управления. Автоматизация же транспортных операций, связанных с перемещением сварочных головок при сварке, пока недостаточна. Здесь присутствует значительная доля ручного труда.

Причина заключается в том, что технологический процесс сварки необходимо было автоматизировать для обеспечения повышенного качества соединения. Здесь сварщик не может справиться со сложными и точным управлением процессами. Пространственное перемещение инструмента кажется на первый взгляд простым движением и поэтому обеспечивалось сварщиком и не автоматизировалось. Большой объем массового производства сварных узлов, высокая точность перемещения заставили автоматизировать процесс сварки комплексно.

Сейчас успехи разработки и применения промышленных роботов, достижения микроэлектроники, вычислительной техники позволили создать новый вид автомата, способный заменить ручной труд даже в мелкосерийном производстве.

Внедрение промышленных роботов в производство - сложный процесс, требующий значительного объема научно-исследовательских, проектно-конструкторских и организационно-технических работ.

Прежде всего для инженера производства необходима достаточная информация как о возможностях и ограничениях робота, так и об особенностях технологии и требованиях со стороны производства. Здесь важна тесная координация между исследовательскими организациями и производством. При внедрении нельзя избежать некоторого пересмотра технологии сварки, а иногда и изменения конструкции изделия. Ведь промышленный робот способен лишь многократно и с большой точностью повторять последовательность движений, запрограммированных согласно технологическому циклу обработки.

Основные понятия и классификация промышленных роботов

Понятие робот дается в ГОСТ 25686-85.

Промышленный робот - это автоматическая машина, стационарная или передвижная, состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и перепрограммируемого устройства программного управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций.

К этому определению ГОСТ дает примечание: перепрограммируемость - свойство промышленного робота заменять управляющую программу автоматически или при помощи человека-оператора.

К перепрограммированию относится изменение последовательности и (или) значения перемещений по степеням подвижности и управляющих функций с помощью средств управления на пульте устройства управления.

Термин "манипулятор" тот же ГОСТ определяет следующим образом.

Манипулятор - управляемое устройство или машина для выполнения двигательных функций, аналогичных функциям руки человека, при перемещении объектов в пространстве, оснащенное рабочим органом.

Рабочий орган - составная часть исполнительного устройства промышленного робота для непосредственного выполнения технологических операций и (или) вспомогательных переходов. Примером рабочего органа служат сварочные клещи.

Благодаря наличию нескольких степеней подвижности и гибкой системы управления, которая легко переналаживается на выполнение различных программ движения манипулятора, робот является многофункциональной машиной. Это отвечает требованиям гибкой перестройки производства на различные технологические процессы. В этих целях целесообразно сочетать роботы с таким технологическим оборудованием, которое снабжено числовым программным управлением (ЧПУ), также легко переналаживаемым.

Классификация промышленных роботов производится по следующим признакам:

- по типу системы управления;

- по технологическому назначению;

- по типу кинематической схемы;

- по грузоподъемности;

- по числу приводов;

- по числу степеней подвижности и др.

По типу систем управления современные и перспективные промышленные роботы делятся на 3 вида, именуемые также "поколениями":

- программные;

- адаптивные;

- интеллектные (с элементами искусственного интеллекта).

Все они обладают свойствами быстрого перепрограммирования на различные операции.

В первом поколении (программные роботы) перепрограммирование производится человеком, после чего робот действует автоматически, многократно повторяя жестко заданную программу.

Во втором поколении (адаптивные роботы) основы программы действий робота закладываются человеком, но сам робот имеет свойство в определенных рамках автоматически перепрограммироваться (адаптироваться) в ходе технологического процесса в зависимости от обстановки, которая неточно определена заранее.

Третье поколение (интеллектные работы) задание принимает в более общей форме, а сам робот обладает возможностью принимать решение и планировать свои действия в распознаваемой или неопределенной, и меняющейся обстановке, чтобы суметь выполнить заложенное в его память задание. Интеллектный робот обладает элементами искусственного интеллекта, состоящими в восприятии неопределенной или меняющейся обстановки, обработке информации о ней с целью выработки и принятия решения, планирования действий и формирования сигналов управления на приводы по всем степеням подвижности манипулятора для реализации необходимых движений.

Промышленные роботы программного управления подразделяются по типу системы управления:

- цикловые;

- позиционные;

- контурные.