Система управления роботом
Другие страницы по теме
Система управления роботом
:Темы: Сварочное оборудование.
Традиционные методы механизации и автоматизации производства, основанные на использовании поточных и автоматических линий, а также различных специализированных установок и приспособлений, эффективны главным образом в условиях крупносерийного производства. В то же время основная масса сварных изделий выпускается в условиях серийного и мелкосерийного производств , где осуществить комплексную механизацию и автоматизацию традиционными методами обычно не удается, следствием чего являются низкая производительность и большие затраты ручного труда .
Существенное сокращение ручного труда при выполнении сборочно-сварочных операций и, самое главное, ощутимое повышение качества сварных швов возможны при использовании робототехники . Универсальность роботов с шестью степенями свободы дает возможность автоматизировать любые операции, выполняемые рукой человека, а быстрота перестройки ТП позволяет обеспечить ту гибкость, которую сегодня имеют только производства, обслуживаемые человеком. Использование робототехники не является самоцелью, оно должно повысить производительность труда с одновременным сокращением издержек производства, несмотря на высокую стоимость оборудования.
Решение этой сложной задачи требует от инженера-сварщика учета специфики как производства конкретных сварных изделий, так и применения роботов, а также обоснованного выбора подобного оборудования, рациональной его компоновки и эффективной эксплуатации.
Проводимые в сварочном производстве производственные работы обычно универсальны, пригодны для выполнения сборочных, сварочных, а также транспортных операций при изготовлении разнообразных конструкций. Их технологические возможности характеризуются следующими параметрами: кинематической схемой , грузоподъемностью и числом степеней подвижности; формой и размерами рабочей зоны ; точностью позиционирования; характером привода и типом системы управления роботом.
Системы управления роботом -манипулятором, несущим инструмент, могут быть цикловые, позиционные и контурные. Выбор системы управления робота определяется его назначением.
Наиболее простая цикловая система управления роботом предназначена для выдачи ряда команд в определенной последовательности, но без регламентации перемещения по каждой из осей. Цикловая система является простейшим случаем позиционной системы с минимальным числом позиций, программируемых по каждому перемещению (обычно две: начальная и конечная). Промышленные роботы с цикловым управлением применяют в основном при сборке деталей, погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работах, при этом широко используют пневмопривод .
Рисунок 1. Приемы введения программы при обучении робота в зависимости от системы управления роботом : а - позиционная ; б - многопозиционная; в - контурная.
Позиционная система управления роботом задает не только последовательность команд, но и положение всех звеньев промышленного робота. Ее используют для обеспечения сложных манипуляций с большим количеством точек позиционирования . При этом траектория инструмента между отдельными точками 1 и 2 (рис. 3.3, а) не контролируется и может отклоняться от прямой, соединяющей эти точки. Однако завершение перемещения в точке 2 обеспечивается с заданной точностью . Систему называют однопозиционной, если она предусматривает останов инструмента в конце каждого отдельного перемещения ; используют в промышленных роботах, предназначенных для контактной сварки , а также для сборочных или транспортных операций .
Многопозиционная система управления роботом позволяет проходить промежуточные точки без останова с сохранением заданной скорости. При достаточной частоте промежуточных точек (с м . рис. 1, б) такая система способна обеспечить передвижение инструмента по заданной траектории и поэтому может использоваться в промышленный робот для дуговой сварки. Однако в этом случае введение программы в память робота связано со значительными затратами времени .
Контурная система управления роботом задает движение в виде непрерывной траектории, причем в каждый момент времени определяет не только положение звеньев механизма, но и вектор скорости движения инструмента. Поэтому движение инструмента по прямой линии или по окружности требует задания всего двух крайних точек в первом случае и трех точек (двух крайних и любой промежуточной) во втором. Это позволяет интерполировать отдельные участки траектории отрезками прямых и дугами окружности , что существенно сокращает время обучения робота. Поэтому, как правило, применяют контурную систему управления в промышленных роботах для дуговой сварки, хотя она сложнее и дороже позиционной. Программа выполнения операций дуговой сварки обычно вводится в памятьпромышленного робота оператором в режиме обучения. Для этого на первом экземпляре узла намечают опорные точки линии шва, в которых меняется характер ее траектории. Оператор последовательно подводит горелку к этим точкам и нажатием кнопки «Память» вводит их координаты в систему управления с указанием характера траектории между ними: прямая, дуга. Одновременно в память системы вводится технологическая информация о скорости движения горелки и других параметрах режима сварки, порядке перехода от одного шва к другому и т.д.
При сварке с помощью робота нередко используют колебания электрода. Манипуляционная система промышленных роботов в сочетании с системой управления позволяет выполнять колебания горелки на любой траектории . В услов иях мелкосерийного производства отклонения размеров при переходе от одного узла серии к другому могут оказаться настолько значительными, что приходится каждый узел серии программировать заново . В этих случаях нашли применение промышленные роботы с иным способом обучения, занимающим меньше времени , чем программирование с использованием опорных точек.
При обучении такого робота (типа «Apprentece» или МАС-2000) оператор устанавливает на горелку наконечник, подводит ее к месту начала шва и вручную проводит горелку вдоль соединения так, чтобы наконечник касался л ин и и сопряжения свариваемых деталей. Сигналы от датчика, фиксирующего перемещения горелки , вводятся в систем у управления в виде координат точек , отстоящих одна от другой на определенном расстоянии.
Поскольку при обучении скорость перемещения горелки оказывается гораздо выше реальной скорости сварки , то время обучения такого робота существенно меньше времени самой сварки. Это позволяет вводить индивидуальную программу для каждого экземпляра изделия . Роботы такого типа обучения применяют при сварке протяженных швов в крупногабаритных листовых конструкциях или при частой смене изделия . При этом сварные швы должны быть угловые, тавровые или стыковые с выраженной разделкой кромок, чтобы при обучении наконечник двигался точно по стыку.