Промышленные роботы манипуляторы

Искусственный интеллект научился понимать речь, писать стихи и рисовать. А роботы и станки с числовым-программным управлением уже давно составляют основной фонд высокотехнологичных промышленных предприятий. На новом витке научно-технического прогресса происходит проникновение машин с цифровым управлением уже в сферу среднего и мелкого товарного производства, а также на рынок сервисных услуг.

Общая характеристика

Обычно понятие промышленные роботы манипуляторы употребляют неразделимо. Под этим подразумевают машину, представленную манипулятором, механизмом из рычагов и сервоприводов, и управляющим электронно-вычислительным устройством или человеком-оператором.

Польза от применения техники данного типа не исчерпывается ее высокой эффективностью. Главная выгода роботизации лежит в социальной плоскости: человек освобождается от монотонной или опасной работы, вынуждающей подвергать риску здоровье и жизнь.

Программируемая техника позволяет автоматизировать и удешевить производственные процессы, связанные с выпуском мелкосерийной продукции. Использование управляемых человеком манипуляторов снижает риски и увеличивает возможности при взаимодействии с радиоактивными, биологически активными, токсичными и ядовитыми веществами, позволяет проводить работы в экстремальных условиях, например, в космосе или на большой глубине.

Как уже говорилось, промышленный робот манипулятор устройство имеет многокомпонентное. И если принцип работы механической части понятен сразу, то система управления требует пояснений. Программный комплекс обуславливает конкретная кинематическая схема робота. Математические модели описывают движение отдельных приводов в цилиндрической системе координат. Рабочий интерфейс для человека предоставляет базовая программа управления манипулятором, которая, затем, транслирует вводимые параметры модулю управления сервоприводами.

Манипулятор имеет несколько степеней свободы, которые реализуются следующими видами движений:

• глобальными, когда перемещается вся стойка;
• региональными, производимыми основными рычагами;
• локальными, сопоставимыми с кистью руки человека, производящей тонкие операции.

Например, роботы манипуляторы промышленные Kuka имеют в среднем пять осей, расположенных в различных плоскостях и способны производить перемещения любой сложности. Продукция некоторых производителей предлагает оригинальные кинематические решения. Так покрасочный робот Fanuc P-250iB/15 помимо обычных рычажных звеньев имеет протяженную штангу, по которой двигается многоракурсная рабочая головка, оборудованная краскопультом.

Важными характеристиками промышленных роботов также являются:

• используемое пространство, характеризуемое максимальным выносом манипулятора в крайних рабочих положениях;
• операбельная зона, ограничиваемая механикой звеньев и, используемой системой координат;
• подвижность и маневренность.

Роботы манипуляторы представлены во всех областях человеческой деятельности. Их разделяют на:

• промышленные (от литейных и сварочных до сборочных и окрасочных);
• транспортное-складские.

Предложенная общая характеристика манипуляторов промышленных роботов передает картину в целом. Но для ясного понимания нужно знать и некоторые дополнительные, частные детали. Существует множество модификаций роботов. По грузоподъемности разброс составляет от 10 до 10000 Н. Силовые приводы могут приводится в движение гидравликой, сжатым воздухом, электричеством или сочетаться. Важный водораздел проходит и по алгоритмической составляющей. У отдельных устройств программы делают жесткими и неизменными, другим – обеспечивают возможность перепрограммирования, а самое совершенное оборудование способно самостоятельно адаптироваться к меняющееся производственной ситуации. У несхожих моделей различается и логика. Может применяться как позиционное, так и контурное или же использоваться комбинированное программирование.

Устройство промышленных роботов-манипуляторов для покраски

Механически и конструкционно покрасочный робот сильно зависит от целевого применения. Но большинство задач решает самая многочисленная группа – манипуляторы. Типовой агрегат состоит из семи отделов и шести «суставов». Сегменты представляют собой металлические полые корпуса с начинкой из электропроводки, каналов для циркуляции краски, пневмо- и гидромагистралей. Там же, внутри каждого звена, располагаются шаговые двигатели, обеспечивающие предельно точные позиционирование и движение.

Управляющим устройством выступает компьютер, на котором установлено прикладное программное обеспечение. Контроль за правильностью работы осуществляется посредством датчиков движения. При несовпадении вводных данных и – полученных через обратную связь, в автоматическом режиме производится корректировка, а при сильных отклонениях робот останавливается для выяснения причин и вынужденного текущего ремонта.

Большинство моделей имеют возможность замены рабочего инструмента. На крайний шарнир могут быть закреплены и механическая рука, и отвертка, и пульверизатор.

Для опытного инженера расчет промышленного робота манипулятора бытового уровня задача тривиальная. Написать программу для выполнения простых действий также не представляется сложным. Даже построить покрасочный робот своими руками - вполне достижимая цель при наличии токарного станка и необходимых комплектующих. Другое дело, что рынок и так насыщен приемлемыми по цене экземплярами. Тем более что поддержка отечественного производителя – достойное вложение денег.

В нашей стране развернуто интенсивное производство промышленных роботов манипуляторов. Например, из передовых и крупных производителей можно выделить: АвангардПЛАСТ (GRINIK Robotics) из г. Новосибирск, казанскую компанию и торговый дом Аркодим Про, ООО Битробитикс (Bitrobotics), Смайтек. И это лишь малая часть существующих высокотехнологичных производств. Создаваемые этими фирмами промышленные роботы манипуляторы российского производства отличаются невысокой ценой, инновационностью и надежностью.

Покрасочный робот-манипулятор

Роботы для проведения лакокрасочных работ используются во многих отраслях. Это обработка защитными и декоративными составами пластмассовых и металлических деталей, мебельной древесины, керамических и стеклянных изделий. Немалое распространение покрасочные манипуляторы нашли в автомобилестроении и сервисном обслуживании транспортных средств.

Использование робототехники снижает расход краски: автоматизация позволяет увеличить эффективность процесса и, тем самым, экономить краску и растворитель. Но это не все преимущества, кроме того:

• минимизируется брак и снижается вероятность получения дефектных деталей;
• снимается необходимость ручной докраски;
• не возникает избыточного распыления и, как следствие, отпадает потребность в создании линий чистовой обработки и полировки;
• отсутствует сколько-нибудь значимое распыление и отпадают задачи удаления массированного опыла.

Каждый покрасочный робот манипулятор изначально проектируется так, чтобы обеспечить безопасность обслуживающему персоналу и производственному помещению. Все детали и агрегаты машины обладают герметичностью, применяются предотвращающие возможности взрыва и пожара технологии.

Программа дает возможность автоматизировать окраску деталей и участков автомобиля любых размеров и формы. Для того, чтобы изменить траекторию движения оператору даже не нужно производить остановку. На лету могут задаваться такие параметры как ширина веера, зона покраски, давление в краскопульте манипулятора, электростатический заряд и много других, не менее важных.

В процессе работы автомат безупречно следует выверенной траектории, легко окрашивает труднодоступные места и выдерживает заданную толщину напыляемого слоя. Конструкция позволяет покрасочному манипулятору переключаться между различными цветами и точно следовать форме обрабатываемого изделия.

Преимущество использования

Применяются промышленные роботы манипуляторы для покраски, но некоторые модели могут комплектоваться дополнительными подсистемами, например, для пескоструйной обработки. Ничто не мешает использовать программируемое оборудование в дробеструйных и дробеметных камерах. Если подобрать единообразное решение и для покрасочного цеха, можно значительно сэкономить на техническом обслуживании и текущем ремонте.

Применение роботизированной техники требует наличие технического специалиста, способного максимально использовать возможности аппаратных платформ. Доля участия таких кадров определяется родом деятельности и спецификой предоставляемых предприятием услуг. Для организации стандартной покраски достаточно сотрудничество с программистом и обслуживающим персоналом и по схеме аутсорсинга. Стандартные операции могут быть настроены однажды, а вводить параметры и пользоваться машиной может персонал, не отличающийся высокой квалификацией.

Специально оценивать целесообразность автоматизации подготовительных и лакокрасочных работ не приходится. Достоинства неоспоримы, и в сочетании с хорошо оборудованным профильным помещением, очистка поверхностей и покраска манипуляторами гарантирует идеальный результат. Остается лишь обеспечивать соответствующее качество защитных и декоративных составов, а остальную работу выполнят машины.