Применение промышленных роботов
Применение промышленных роботов. Массовое производство, применяемых промышленных роботов на территории нашей страны началось с середины 1960-х годов прошлого века. Производство и внедрение в нашей стране, и за рубежом из года в год увеличивается. С каждым годом всё более и более расширяются границы и области применения промышленных роботов. Промышленные роботы применяются в качестве транспортного средства для перемещения различных заготовок и деталей.
Также промышленные роботы применяются в качестве машин, осуществляющих установку заготовок на станочном оборудовании, а также извлечения готовых деталей по завершению технологической операции. К наиболее перспективным областям использования промышленных роботов можно отнести технологические цепочки и процессы, в которых нахождение человека в зоне работы является наиболее неблагоприятным для жизни и здоровья.
К таким технологическими операциями цепочкам, в первую очередь можно отнести покрасочные работы, сварочные работы, цеха в которых осуществляется литьё и обработка металла (где тепловое излучение достигает максимальных отметок), производства, на которых в воздухе возможно возникновение ядовитых испарений и прочие подобные места. Кроме того, разработка промышленных роботов, способных с высокой точностью организовывать позиционирование различных элементов, в том числе среднего и малого размера, позволило произвести внедрение данного типа оборудования в общую технологическую цепочку при произведении сборки узлов, а также во время проведения механической обработки поверхности деталей.
Промышленные роботы, изготавливаемые в настоящее время, отличаются более высокой жёсткостью и способны выдерживать большие внешние нагрузки. При этом происходит фиксирование положения осей при ориентации в пространстве посредством механических тормозов. Применение такого оборудования делает возможным применение промышленных роботов в качестве основных механизмов при проведении сверлильных и фрезерных работ на устройствах.
Промышленные роботы, отвечающие за перемещение грузов до 25 кг, оснащаются специальным электроприводом, обладающим в отличие от используемого гидравлического привода, простотой изготовления, небольшим временем подготовки, а также полным отсутствием утечек масла при работе. Применяется в промышленных роботах также пневматический привод, но его используют преимущественно для жёстких перемещений рабочих органов, либо в случае переналаживаемых упоров при цикловой системе управления. В случае работы промышленного робота при перемещении тяжёлых грузов, используется гидравлический привод.
Наиболее широкое применение получили промышленные роботы, включённые в состав автоматизированных гибких комплексов. Эти комплексы позволяют произвести полную автоматизацию серийного, также мелкосерийного производства. Комплексы, в составе которых находятся промышленные роботы, собираются с применением различного технологического оборудования, в частности станков, прессов, установочных роботов, а также роботы переналадки.
Кроме того, в состав технологических комплексов входят различные транспортные системы, такие как ленточные конвейеры, цепные конвейеры, винтовые транспортеры, нории, транспортные роботы. Также промышленные роботы находятся своё применение для автоматизации складов с использованием в работе кранов штабелеров. Подобного рода системы применяются для организации двухмерной и трёхмерной эксплуатации промышленного оборудования с повышенной степенью использование машинного времени.
Работе такого автоматизированного склада требуется минимум обслуживающего персонала. Для эффективной работы, комплекс с использованием промышленных роботов необходимо, чтобы применяемое оборудование было максимально надёжным. При работе комплекса необходимо, чтобы обслуживание оборудования происходило в заранее определённое время, а не происходило при возникновении аварий.
Был разработан закон, который гласил, что надёжная эксплуатация промышленных роботов, которые подчиняются экспоненциальному закону распределения, техническое обслуживание, входящего в комплекс оборудования при работе промышленных роботов не требуется. Исключениями являются различного рода регулировочные работы, а также смазочные и заправочные работы и сезонное обслуживание.
Отсутствие необходимости обслуживания обуславливается тем фактом, что уровень отказов оборудования является константой. Отсюда следует, что для нормальной функциональности оборудования достаточно проводить текущие и капитальные ремонты. Также производится регулировка, смазочные и заправочные работы, сезонное обслуживание. Такое обслуживание при нормальной эксплуатации промышленных роботов является наиболее экономически оправданное.
При этом происходит максимальная экономия материально-технических средств. Для отрасли роботостроения характерно увеличение темпов производства с увеличением максимальных требований по отношению к точности, а также жесткости и надежности промышленных роботов. Промышленные роботы являются восстанавливаемыми изделиями. Их надёжность можно охарактеризовать основными показателями, такими как средняя наработка на отказ, среднее время, затрачиваемое на восстановление промышленного робота до рабочего состояния, общего срока эксплуатации до капитального ремонта.
Роботы, выпускавшиеся в нашей стране в период с 1975 года по 1982 года, характеризовались средней наработкой на отказ равной 400 часам при зацикленной системе управления, а при позиционной системе наработка на отказ равнялась 250 часа.
Подобного рода данные для промышленных роботов, применяемых за рубежом, отсутствуют. Общий срок службы промышленного робота в период до проведения капитального ремонта соответствует показателю для станков.
При описании промышленных роботов, применяемых за рубежом, используется расчётный срок службы. Расчётный срок службы для наилучших промышленных роботов достигает 40000 часов, или если перевести на двух сменную работу порядка 4 — 8 лет. Отказы промышленных роботов можно разделить на три основных типа. К первому типу отказов относятся отказы, которые вызваны несоблюдением технологии.
К этим нарушениям относятся различные дефекты зубчатых колёс люфты в механизмах, малая точность при изготовлении направляющих. Второй тип отказов вызывается дефектами основных комплектующих изделий, незапланированный движение золотников гидроусилителей и тому подобные явления.
К третьему типу относятся дефекты, вызванные конструктивными недостатками, такими как отвинчивание стопорных гаек, нарушение резьбы, слабые, ненадёжные крепления деталей, перегрев подвижных деталей в процессе работы и тому подобные. Для повышения контактной прочности, а также износостойкости рабочие поверхности промышленных роботов подвергают закалке. С целью максимального ограждения рабочей зоны от попадания абразивных продуктов, устанавливаются специальные щитки раздвижные, защитная лента и кожухи. Снижение показателя износа также достигается за счёт максимального исключения воздействия вредных нагрузок на опоры.
Примером устранения данного воздействия является применение шарниров. Конструкция включает в свой состав три шарнирных втулки — две на основном валу, одна на вспомогательном. Также предъявляются повышенные требования к электродвигателям, отвечающим за подвижность промышленного робота. Основными требованиями к электродвигателю являются требование к величине момента, а также к скорости разгона и остановки с сохранением минимальных габаритных размеров и общего веса двигателя. Время, затрачиваемое на переработку, варьируется от 25 до 100 часов. Для оценки качества общей партии проводится испытания на 2 — 3 роботах. Кроме того, необходимо уделять внимание нововведениям и усовершенствованиям на этапе конструирования промышленного робота. Именно на этом этапе и закладывается максимально возможный уровень надёжности промышленного робота.
