Структурная схема и порядок работы сборочного промышленного робота. Требования к автоматическому сборочному оборудованию. Определении длительности рабочего цикла.

Для операций сборки специально разрабатываются модели ПР. Такой ПР характеризуется повышенной точностью позиций, возможность смены захватывающих устройств, в том числе в автоматическом режиме.

Рисунок 55 – Структурная схема сборочного промышленного робота

1 – рабочий стол, обслуживающий ПР;

2 – ПР портального типа;

3 – портал с направляющими;

4 – рука ПР;

5–датчик тактильной информации, предназначенный для определения сборочных усилий, который возникает между 2-мя соединенными деталями;

6- упругий компенсирующий механизм;

7 – захватывающее устройство;

8 – кассета с деталями. Ее особенность – ориентированное положение деталей в ней;

9 – питатель для подачи более простых деталей;

10 – базовое сборочное приспособление, предназначено для закрепления базовых деталей, т.е. деталь, первая поступившая в сборочную позицию; остальные детали, входящие в собирательный узел, называются присоединяемыми;

11 – технологическое устройство, предназначенное для выполнения соединений с гарантированным натягом. Механизм самого робота не обладает возможностями запрессовки;

12 – столик для сменных захватных устройств;

13 – монитор.

ПР программируются на выполнение стандартного рабочего цикла, который будет повторяться столько раз, сколько требуется для сборки всего узла или партии узлов. Схема рабочего цикла следующая:

Рисунок 56 – Схема рабочего цикла сборочного робота

1 – перемещение в загрузочную позицию;

2 – опускание захватывающего устройства в ЗП;

3 – захват детали

4 – подъем для извлечения детали из кассеты;

5 – перемещение в сборочную позицию;

6 – опускание ЗУ в СП;

7 – осуществление соединения деталей;

8 – разжим деталей;

9,10 – возврат в исходную точку.

. (11)

Длительность рабочего цикла – сумма времени всех вспомогательных переходов, где i- номер перехода, n – общее количество переходов в данном рабочем цикле; tc – основное время, затрачиваемое на соединение деталей. Скорость осуществления соединения, как правило, в 3 раза меньше чем объем всех ускоренных вспомогательных перемещений.

При выполнении операций сборки могут встречаться так называемые отказы, которые сопровождаются заклиниванием деталей. Об отказе мы судим по срабатыванию датчика 5, он указывает на то, что сборочное усилие достигло или превысило допускаемое значение. Отказ может произойти по 2 причинам;

1) На сборку поступила негодная деталь, в этом случае, робот программируется на повторение данного рабочего цикла с этой же деталью, в случае повторения отказа детали сбрасываются в тару для брака;

2) Может служить смещение оси валика сверх допустимого значения, в этом случае должен сработать механизм компенсации.

Чтобы избежать отказа 2 вида, необходимо выполнение так называемого точностного условия сборки.

Условие выполнения автоматической сборки по точности (геометрическое). Учет элементарных погрешностей, определяющих суммарное значение погрешности несовпадения осей сопрягаемых деталей.

Рисунок 57 – Образование погрешности взаимного несовпадения осей собираемых деталей

Данное условие автоматической сборки записывается:

. (12)

Допускаемое значение погрешности смещения осей зависит от схемы сборки:

А) Жесткая сборка, когда сборка производится без каких либо компенсирующих механизмов:

, (13)

где Zp – радиальный зазор в данном соединении;

Do и Db – фактический размер отверстия и вала

Учитывая то, что в современном машиностроении радиальные зазоры малы, сборка становится затруднительной.

Б) Сборка с упругими компенсаторами:

. (14)

Величину фаски задает конструктор при проектировании, можно считать допускаемую погрешность смещения осей достаточно большой для практического использования этого метода.

, (15)

где (в порядке простановки при суммировании погрешностей):

· погрешность настройки или обучения ПР (систематическая погрешность), имеющая постоянное значение при всех повторных работах цикла;

· погрешность позиционирования ПР;

· погрешность положения валика в захватывающем устройстве;

· аналогичная погрешность базового приспособления;

· погрешность межцентровых расстояний в базовых деталях с

несколькими отверстиями;

Рисунок 58 – Влияние погрешности межосевого размера

ε – эксцентриситет, характерный для ступенчатых валиков, полученный на предшествующей механической обработке. Все слагаемые погрешности, находящиеся под корнем являются случайными, поэтому они суммируются по правилу геометрической суммы.

Рисунок 59 – Влияние погрешности несоосности двух поверхностей

Выводы по первому условию сборки: Фактическое значение допускаемой погрешности, как правило, превышает допустимое значение, следовательно, одним из основных направлений разработки устройств является разработка компенсирующих ЗУ и ЗУ, учитывающих динамику процесса сборки. Рассматриваемая теория относится как к ПР, так и к любым другим сборочным автоматам.