Лекция 1 Виды промышленных роботов и РТК

Ознакомительный онлайн-курс по основам программирования промышленных роботов. Курс направлен на развитие трех профессиональных компетенций, начиная со способности проектировать роботизированные системы для решения конкретных задач. Сегодняшняя лекция посвящена созданию основы для этой компетенции, подчеркивая необходимость понимания ключевых компонентов и принципов взаимодействия в роботизированных системах.

Промышленные роботы предназначены для выполнения конкретных задач, заимствуя терминологию из смежных областей, таких как кинематика. Эти роботы состоят из манипуляторов и механизмов для пространственных перемещений, управляемых программируемыми устройствами. Цель состоит в том, чтобы имитировать действия человека в технологических процессах, заменяя сложные или повторяющиеся функции роботизированными манипуляциями.

Робот-манипулятор, известный как Роботизированный технологический комплекс (РТК), также называется роботизированной ячейкой. Он состоит из промышленных роботов и дополнительного периферийного оборудования, такого как конвейеры, устройства подачи деталей и позиционеры, которые помогают роботам ориентировать детали для обработки. Комплекс обычно включает в себя несколько промышленных роботов, управляемых одним шкафом управления, что позволяет эффективно управлять различными обрабатывающими инструментами наряду с манипуляторами.

Понимание кинематики манипуляторов Кинематика манипуляторов - это раздел механики, изучающий математическое описание движения твердых тел относительно друг друга. Манипуляторные системы состоят из соединенных между собой твердых тел, допускающих различные виды движения, такие как вращение и линейное перемещение. Промышленные роботы, такие как 6-осевой манипулятор, имеют неподвижные основания с вращающимися и подвижными частями для выполнения определенных функций.

Типы кинематики промышленных роботов Промышленные роботы различаются по кинематической конструкции; одним из распространенных типов является 6-осевой манипулятор, состоящий из неподвижного основания, фланца для крепления инструмента и нескольких осей для различных перемещений. Процесс манипулирования включает последовательные вращения и линейные перемещения вдоль этих осей для достижения точных операций на высоких скоростях с низкой инерцией благодаря используемым легким материалам.

Преимущества и особенности: Параллельные кинематические роботы Параллельные кинематические цепи присутствуют в некоторых промышленных роботах, например в моделях delta robot, известных своими высокоскоростными и точными операциями с использованием механизмов замкнутого цикла, соединяющих базу, платформу и инструменты напрямую, без промежуточных звеньев. Эти параллельные системы обеспечивают быстрое перемещение в ограниченном рабочем пространстве, сохраняя точность благодаря компактным конструкциям.

Изучение роботизированных манипуляторов типа Scara Роботизированные манипуляторы типа Scara построены по схеме последовательной цепи, аналогичной 6-осевым роботам, но с акцентом на открытые кинематические схемы, в которых последовательные соединения соединяют основание с конечным исполнительным элементом, обеспечивая универсальную ориентацию в ограниченном рабочем пространстве, что идеально подходит для задач быстрой сборки, требующих быстрой обработки компонентов и гибкой ориентации.

Универсальные манипуляторы с большими осями Манипуляторы с большим количеством осей позволяют выполнять разнообразные действия, например, 15-осевой манипулятор, который больше напоминает машину, чем человека. Такая гибкость позволяет роботу подходить к различным объектам под разными углами и выполнять сложные операции в фармацевтической промышленности или на сборочных предприятиях.

Повышение эффективности роботизированных операций Роботизированные манипуляторы, оснащенные датчиками, могут контролировать усилия сжатия и растяжения для повышения качества сборки. Использование линейных направляющих позволяет значительно расширить рабочую зону роботов, что позволяет им эффективно работать в больших помещениях.

Расширение рабочих зон робота Использование дополнительных осей, таких как линейное перемещение, позволяет расширить рабочую зону роботов в нескольких направлениях, позволяя им взаимодействовать с различными системами одновременно. Эти передовые роботизированные системы имеют решающее значение для выполнения технологических процессов, где вмешательство человека ограничено, но требуется точное техническое исполнение.

Роботизированное дополнительное оборудование RTK и сварочный процесс Дополнительное оборудование RTK может быть роботизировано для выполнения различных положений. Например, 6-осевой сварочный робот-манипулятор устанавливается на подставку, а перед ним размещается изделие для сварки. Позиционеры используются для облегчения процесса сварки путем регулировки ориентации заготовок.

Интеграция конвейеров в роботизированные системы Дополнительное оборудование, например конвейеры, может быть интегрировано в роботизированные системы для выполнения таких задач, как операции по упаковке. Роботы, оснащенные инструментами, переносят товары с одной ленты конвейера на другую, эффективно выполняя такие задачи, как упаковка и запечатывание продуктов, без вмешательства человека.

Классификация робототехнических систем на основе технологических процессов Робототехника и технологические процессы включают в себя множество роботизированных систем различного назначения. Эти системы можно классифицировать в зависимости от технологических процессов, в которых они участвуют, таких как аддитивное и субтрактивное производство. Аддитивные процессы включают добавление материалов, в то время как субтрактивные направлены на удаление материалов.

Функции роботов в производственных процессах Роботизированные комплексы используются для выполнения таких задач, как обработка материалов, сборка, сварка и многое другое. В процессе производства они используют различные методы захвата, например, пальцевые или вакуумные захваты. Кроме того, роботы выполняют такие задачи, как укладка изделий в коробки или обработка сырья перед размещением конечного продукта.

Роботизированные комплексы для обработки материалов Знакомство с использованием роботов для перемещения и обработки материалов с акцентом на такие категории, как покраска и нанесение защитных покрытий.

Нанесение защитных покрытий роботами Детальное изучение роботизированных систем, связанных с нанесением защитных покрытий, таких как краски и эпоксидные смолы, со специализированными инструментами, такими как пистолеты-распылители для автоматической покраски.

Эффективная настройка роботизированной покрасочной линии Осмотр роботизированного комплекса, состоящего из шести роботов, расположенных вдоль производственной линии, что повышает эффективность непрерывного перемещения продукта в процессе нанесения покрытия.

Применение роботов в сборочных операциях Использование роботов в процессах сборки и сварки различается в зависимости от типа операции, при этом основное внимание уделяется роботизированным сборочным инструментам, таким как гвоздодеры, для эффективной и автоматизированной сборки. Роботы используются в качестве инструментов в различных отраслях промышленности для решения таких задач, как сварка, обеспечивая минимальные требования к обслуживанию и точную установку в соответствии со схемами сборки.

Роботизированные сварочные технологические комплексы В России широко используются промышленные роботы для сварочных процессов, демонстрируя примеры роботизированных сварочных комплексов, используемых для различных типов сварки, включая дуговую, точечную, сварку трением с перемешиванием. Среди этих методов выделяется лазерная проекционная сварка, при которой лазерные лучи удаленно воздействуют на материалы для точного соединения без физического контакта.

Демонстрация автоматизированного процесса сварки Демонстрация роботизированного комплекса для изготовления сварных деталей демонстрирует процесс моделирования перед началом реального производства. Система включает в себя устройства автоматического позиционирования, которые эффективно регулируют заготовки при крупносерийном производстве, сохраняя стандарты качества благодаря адаптивным системам отслеживания, которые корректируют траектории сварки в режиме онлайн.