Автоматизированный робототехнический комплекс (станок, робот, транспорт)

Рассмотрим применение промышленных роботов (ПР) в РТК механообработки. В зависимости от компоновки все модели металлорежущих станков могут быть разделены на две группы. К первой группе относятся станки с горизонтальной осью шпинделя типа токарных, шлифовальных, лоботокарных и других центровых и патронных станков.
На рис. показан один из видов РТК этой группы на базе токарного станка с ПР напольного исполнения для механической обработки деталей типа тел вращения диаметром 25...70 мм и длиной 60...75 мм. В РТК входит станок первой группы — токарный полуавтомат 1 и ПР напольного типа 6. Особенностью комплекса является наличие 24-позиционного поворотного устройства 4.
На этом устройстве смонтированы накопители и механизмы поштучной выдачи заготовок. Оператор укладывает заготовки в кассеты поворотного устройства 4, ПР 6 захватным устройством извлекает заготовки из накопителя, загружает токарный полуавтомат / и включает обработку детали по программе. По окончании процесса обработки ПР снимает готовую деталь со станка и помещает в тару, которая находится на тележке 7. Заготовки поочередно подаются в кассеты пневмоцилиндром 5, и накопитель поворачивается по программе от устройства управления 3.
Манипулятор робота, перемещаясь вверх, извлекает заготовку из кассеты. Когда в кассете не остается деталей, поступает команда на поворот устройства накопителя от датчиков, установленных на тяге пневмоцилиндра. Все механизмы расположены внутри ограждения 2.
Особенностью комплексов, создаваемых на базе станков первой группы, является то, что заготовка при подаче в рабочую зону (на линию центров этих станков) должна в процессе установки в патрон или центр выполнять дополнительное движение в продольном направлении. Это следует учитывать в конструкции манипулятора и захватного устройства ПР.
Ко второй группе относятся станки с горизонтальным столом и вертикальным расположением оси шпинделя: типа вертикально-фрезерных, горизонтально-фрезерных, вертикально-сверлильных, токарных вертикальных и др. Наиболее широко в промышленности применяют фрезерные и сверлильные станки этой группы, на базе которых преимущественно создаются РТК, например РТК, изображенный на рис., где: 1 — вертикально-сверлильный станок; 2 — приспособление для зажима обрабатываемой детали; 3 — тара; 4 — захватное устройство; 5 — промышленный робот; 6 — пульт управления; 7 — бункерно-загрузочное устройство шиберного типа с механизмом поштучной выдачи заготовок.
Комплекс предназначен для выполнения центровки, сверления, снятия фасок и других операций на деталях типа осей. В состав комплекса входят станок и ПР. Для обеспечения работы вертикально-сверлильного станка в автоматическом режиме предлагается использовать механизм автоматической подачи шпинделя, который устанавливается на сверлильной головке станка взамен привода ручного перемещения шпинделя. Этот механизм представляет собой пневматический привод.
Заготовки засыпают в бункерно-загрузочное устройство 7, из которого каретка подъемного механизма поштучно перемещает их в горизонтальном положении в поворотный лоток, устанавливающий заготовку в вертикальное положение на исходную позицию. Захватное устройство ПР 4 переносит и устанавливает заготовку в зажимное приспособление 2, расположенное на рабочем столе станка 1. Рычаги приспособления при закреплении заготовки воздействуют на путевой выключатель, который дает сигнал для работы механизма автоматической подачи шпинделя станка.
Происходят быстрый подвод инструмента, сверление с заданной подачей и глубиной обработки и быстрый отвод инструмента в исходное положение. После полного вывода инструмента из детали заготовка в приспособлении разжимается, захватывается манипулятором ПР и отводится назад механизмом горизонтального перемещения манипулятора. При необходимости заготовка поворачивается на угол 180° механизмом ротации захватного устройства и вновь устанавливается в зажимное приспособление. Деталь обрабатывается с другой стороны. По окончании процесса полной обработки деталь перемещается в тару, и циклы повторяются. Стружку с базовых поверхностей сдувают воздухом.
В общем случае основные факторы, влияющие на схемы загрузки станков, а следовательно, и на конструктивное оформление ПР, следующие: характер ориентации детали перед загрузкой; тип устройства для подачи деталей на позицию загрузки и для их хранения (стационарная пара, магазин, транспортер и т.д.); вид выполняемых операций (например, перенос детали из тары на станок и обратно без изменения базовой поверхности или дополнительный перенос детали с одного станка на другой с изменением базовой поверхности, обеспечение кантования детали вне или внутри цикла обработки на одном станке и т.д.); компоновка станков (вертикальная или горизонтальная для станков токарной группы, вертикальное или горизонтальное положение плоскости стола для станков фрезерной и сверлильной групп); число станков, одновременно обслуживаемых ПР; планировка РТК, ГПС и других систем (линейная, линейно-параллельная, круговая).
В простейшей производственной системе на каждом таком многоцелевом станке до его переналадки непрерывно обрабатывают детали лишь одного типоразмера. Однако с введением в такую систему управления от ПК количество типоразмеров одновременно обрабатываемых деталей возрастает, что повышает гибкость процесса.