Промышленные роботы в сварке

Полная автоматизация сварки требует, чтобы сварочный автомат управлял одновременно как режимом, так и пространственным положением сварочного инструмента. К автоматам такого типа относится промышленный робот, который можно определить как автоматическое устройство с программным управлением, оборудованное рабочим органом – рукой (манипулятором или манипуляторами) с тремя – шестью степенями свободы, обладающее памятью, специальной системой обучения, способное быстро переналаживаться на очередной цикл операций и допускающее объединение с другими роботами в группу, управляемую одной центральной ЭВМ [6].

В задачу настоящего курса не входят вопросы применения робототехники для механизации технологических операций, поскольку курс ориентирован на вопросы управления промышленными машинами и технологическими установками. Поэтому лишь коротко остановимся на способах управления промышленными роботами.

В области сварки промышленные роботы применяются и как автоматы, выполняющие вспомогательные технологические операции, и как автоматы, выполняющие основные технологические операции, т.е. непосредственно сварку.

Промышленные роботы первого поколения, к которым относится подавляющее большинство роботов, работающих в промышленности, являются жесткопрограммируемыми, т.е. такими, программа которых в ходе ее выполнения не подлежит корректировке, изменению.

Простейшим видом программного управления является управление цикловое, которое обеспечивает в основном двухточечное позиционирование рабочего органа робота по отдельным степеням его подвижности. Программирование позиционирования осуществляется обычно установкой механических упоров, располагаемых в крайних положениях по каждой степени подвижности. В отдельных случаях применяют дополнительные промежуточные выдвижные упоры с целью увеличения числа точек позиционирования.

Другим видом программного управления является позиционное управление, при котором обеспечивается от десятков до сотен программируемых точек по каждой степени подвижности. В этом случае набор точек позиционирования задается их координатами по соответствующим степеням подвижности на том или ином программоносителе. При таком управлении значительно повышается универсальность промышленного робота по сравнению с роботами, имеющими цикловое управление. Однако и при цикловом, и при позиционном управлении скорость перемещения между точками позиционирования не контролируется, что обычно требуется делать при использовании роботов для дуговой электросварки. Поэтому роботы, предназначенные для выполнения этой технологической операции, оснащаются обычно системами контурного управления.

Контурное управление обеспечивает перемещение рабочего органа промышленного робота по непрерывной траектории и беспрерывно программируемой скоростью движения и контролем ее значения. К недостаткам этих систем следует отнести их высокую техническую сложность и, как следствие этого, высокую стоимость. В современных конструкциях промышленных роботов все шире применяют различные комбинированные системы программного управления, в которых оптимально сочетаются все три типа управления.

Расширение технических и технологических возможностей

промышленных роботов достигается применением адаптивных систем управления, что обеспечивается использованием в них различного рода сенсорных устройств (тактильных, локационных, телевизионных и др.). Эти устройства позволяют определять положение, конфигурацию и другие особенности объектов манипулирования и окружающей среды. Такие роботы принято относить ко второму поколению. Количество этих роботов в промышленности пока невелико, но можно констатировать тенденцию к их увеличению. Адаптивные роботы создаются в основном для выполнения сборочных операций и для дуговой сварки.

Литература

1. Автоматизация сварочных процессов: Учеб. пособие / Под ред. академика В.К. Лебедева и проф. В.П. Черныша. – Киев: Вища шк., 1986. – 296 с.

2. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. - М: Наука, 1976. – 280 с.

3. Клюев А.С., Глазов Б.В., Миндин М.Б. Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля. - М: Энергия, 1977. – 296 с.

4. Львов Н.С. Автоматизация направления сварочной головки по стыку. - М: Машиностроение, 1966. – 156 с.

5. Львов Н.С., Гладков Э.А. Автоматика и автоматизация сварочных процессов: Учеб. пособие. – М.: Машиностроение, 1982. – 302 с.

6. Патон Б.Е., Спыну Г.А., Тимошенко В.Г. Промышленные роботы для сварки. – Киев: Наукова думка, 1977. – 228 с.