Автоматизированный участок металлообработки

Рассмотрим автоматизированный участок металлообработки фирмы «Murata». На рис. приняты следующие обозначения: 1 — трасса передвижения робокаров; 2 — робокар; 3 — устройство автоматической смены спутников; 4 — участок механической обработки; 5 — участок доставки заготовок на склад; 6 — кран-штабелер; 7 — многоярусный склад с автоматическим складированием и поиском; 8 — конвейер готовых деталей; 9 — подготовительный участок.
Для обслуживания шести входящих в ГПС роботизированных технологических комплексов, созданных на базе трех токарных обрабатывающих центров, многоцелевого, кругло- и плоскошлифовального станков, в складе предусмотрено 543 стеллажа. Все станки оснащены ЧПУ типа CNC и обслуживаются двумя робокарами модели Roevatran фирмы «Poivak Automaithen».
Для привода робокаров обычно используют электродвигатели постоянного тока со смешанным возбуждением. Скорости движения от 30 для небольших робокаров до 60 м/мин для большинства типов, используемых в механических цехах. Обычно в робокарах применяют рекуперативное торможение и механическое торможение с помощью электромагнитов.
На автоматизированном участке металлообработки фирмы «Murata» применяют робокары с индуктивным управлением, которые имеют возможность поворота на угол 90°, а некоторые даже на угол 360°. Обычно индуктивный кабель размещают в полу цеха в узких траншеях шириной 3... 10 мм на глубине 10...200 мм. Индуктивное управление робокарами обеспечивается подаваемым по индуктивному кабелю переменным током низкой частоты. Вокруг кабеля возникает концентрическое электромагнитное поле. На робокаре установлены две отклоняющие катушки, регистрирующие напряжение, подаваемое на управляющее устройство робокара. Для сохранения постоянства перемещения робокара вдоль кабеля управляющее устройство непрерывно воздействует на управляющий двигатель для того, чтобы устранить разность напряжений между двумя катушками.
Применяют робокары с тремя, четырьмя и восемью колесами.
На некоторых робокарах устанавливают систему управления по световому лучу. Луч освещает выполненную на полу цеха флуоресцирующую полосу или уложенную на нем флуоресцирующую ленту. Фотодатчики регистрируют флуоресценцию и передают полученные сигналы на отклоняющие катушки робокара.
Кроме возможности перемещения робокара вдоль индуктивного кабеля нередко требуются сведения о его местонахождении и наличии груза. Для получения подобной информации в полу цеха в определенных местах устанавливают постоянные магниты. Такие места находятся, например, до пересечения трасс или непосредственно перед позицией загрузки-разгрузки. Для передачи управляющих сигналов перемещающимся робокаром в пол цеха могут быть вмонтированы также переключаемые катушки.
О наличии груза на робокаре сигнализируют фотоэлектрические датчики или конечные выключатели. Когда робокар прибывает на рабочую позицию станка, готовность к его приему определяется с помощью различных датчиков, например инфракрасных. После приема сигнала о готовности позиции (станции) робокар разгружается, а по окончании загрузочно-разгрузочных работ производится дальнейший обмен сигналами о готовности тележки к перемещению.
Для загрузки робокаров применяют несколько различных систем, простейшей из которых является встроенный гидравлический подъемник. Робокар с опущенной платформой входит между двумя опорными направляющими спутниками, затем приподнимает платформу, чтобы снять спутник с направляющих, и выходит обратно. Такая система пригодна для транспортирования спутников со складов на подготовительные участки или к промежуточным накопителям, но не может применяться при наличии на станках устройств автоматической смены спутников.
Робокары могут быть также снабжены роликами, устанавливаемыми на их приемной площадке. Для перемещения спутника по этой площадке можно использовать ролики с приводом или без него. В последнем случае требуется толкатель или съемник. В робокар, транспортирующий спутники на станки, оснащенные устройствами автоматической смены спутников, следует встроить толкатель или съемник. Спутник можно снять с робокара также с помощью двух выдвигающихся направляющих. При наличии большого числа загрузочных позиций выгодно встраивать загрузочное устройство непосредственно в робокар.
Управление робокарами осуществляется от ПК или технологического контроллера. Управление планированием маршрута робокара производится с помощью установленного на нем контроллера.
Кроме робокаров могут применяться транспортные тележки, которые перемещаются по стальным рельсам, прикрепленным к полу цеха. Для направления роликов тележки служит центральный рельс. Тяговое усилие тележки обеспечивает электродвигатель переменного тока. Загрузочно-разгрузочное устройство имеет гидравлический привод. При подъезде к рабочей позиции станка тележка считывает уставновленные на полу цеха кодовые пластины, и ее управляющее устройство останавливает тележку на соответствующей позиции. Тележки могут передвигаться вперед и назад только по прямой.
Рассмотрим функциональную схему робототехнического комплекса в составе автоматизированного участка металлообработки.
Координирующий ПК, на базе которого реализуются задачи управления, выдает оптимальную программу запуска деталей на обработку в устройство управления складом УУС, которое реализуется на базе технологического контроллера; УУС выдает программы обработки деталей на технологическом оборудовании и управляет процессом выдачи (приема) деталей со склада на загрузочно-разгрузочное место ЗМ склада и транспортной системы ТС. Если ТС не оборудована манипулятором, промышленный робот склада ПРС загружает ТС.
Затем управление передается устройству управления транспортом УУТ, которое в соответствии с информацией, поступающей от датчиков транспорта ДТ, обеспечивает обслуживание роботизированных технологических ячеек РТЯ. В состав РТЯ входят непосредственно участвующее в процессе производства автоматическое технологическое оборудование ТО, промышленные роботы ПР, вспомогательное оборудование ВО, датчики состояния оборудования ДО, устройство управления ПР УУР и устройство управления оборудованием УУО.
В дальнейшем по сигналам, поступающим от ДО через устройство связи с объектом УСО в устройство управления складом, выдается определенная деталь для РТЯ и задается адрес движения ТС.
Автоматическую работу склада обеспечивает система управления, построенная на основе ПК. Исходными данными для организации управления служат плановые задания на подготовку и передачу грузов на каждое рабочее место, поступающие от подсистемы оперативно-календарного планирования.
В структуру управления транспортно-складского комплекса (ТСК) входят следующие основные элементы: пункты ввода и вывода грузов, оснащенные специализированным оборудованием для обработки грузов и устройствами приема и передачи информации; роботы-штабелеры; транспортные системы.
По заявкам РТЯ на доставку инструмента или заготовок, выгрузку готовой продукции или технологических отходов в соответствии со сменно-суточным заданием, поступающим с уровня оперативно-календарного планирования, УУС выдает задание УУРШ, которое управляет работой робота-штабелера. Одновременно УУС выдает соответствующие задания на УУТС, управляющие работой транспортных систем. Робот-штабелер по командам УУРШ осуществляет все операции по приему и выдаче грузов. Транспортные системы обеспечивают выполнение всех операций по транспортированию грузов между складом и РТЯ. ТСК может функционировать в режиме внешнего обмена материальными потоками, который осуществляется РШ с помощью ПВВГ и УОИ в свободное от работы по обслуживанию РТЯ время.