Роботы сегодня и завтра

Но что делать роботу во время работы токарного станка? Ему же не нужны перерывы! Чтобы увеличить производительность, перешли к обслуживанию нескольких станков одним роботом: пока на одном станке обрабатывается деталь, робот загружает другой станок, затем он извлекает готовую деталь из первого станка и направляет ее в магазин. Процесс повторяется в запланированной и точно рассчитанной последовательности. Для бесперебойной работы необходима своевременная замена поддонов с заготовками и готовыми деталями. Эта операция по возможности должна выполняться также самим роботом: опыт показывает, что необходимые движения, если они выполняются периферийными устройствами, ограничивают мобильность робота и увеличивают расходы.

^{Обслуживаемая одним роботом группа машин (1), токарный центр (2), шлифовальный станок (3), сверлильный станок (4), транспортер (5) (по Холмесу).}

Промышленные роботы, предназначенные для загрузки или обслуживания технических устройств, имеют весьма широкий диапазон применения. Кроме названных случаев они используются для обслуживания разнообразных прессов, плавильных печей, станков и прочих обрабатывающих или перерабатывающих машин, транспортирующих устройств, транспортных средств, магазинов, упаковочных установок и т. п.

Помощники в технологических процессах

Сварка — точечная или дуговая — трудоемкий и сложный технологический процесс. О значении сварочных работ свидетельствуют такие примеры: судно водоизмещением 10 тыс. тонн насчитывает 150 км сварных швов, а для соединения 600 прессованных или штампованных деталей металлического кузова автомашины необходимо 6 тыс. точечных сварок и 20 м швов с дуговой сваркой. В настоящее время сварочные автоматы в состоянии выполнять относительно длинные швы. Что касается многочисленных коротких угловых и стыковых швов, то они еще варятся вручную, хотя наиболее пригодны для этих целей роботы — короткие швы при ручном исполнении зачастую требуют больше времени на переоснастку, чем на саму сварку.

Эффективность сварочного робота зависит в первую очередь от правильности его технологического использования. Если сейчас их в основном приспосабливают к уже имеющимся технологическим цепочкам, то в будущем появятся новые конструкции сварочных роботов. Они будут устанавливаться по нескольку единиц на производственных линиях или производственных участках. При технологической подготовке производственного процесса инженеры по сварке определяют, какой из видов сварочных работ наиболее приемлем в данном случае, и выбирают оптимальные формы соединения. Принятие специалистами по сварке соответствующих решений облегчается специально разработанными программами.

Центральный институт по сварочной технике ГДР в г. Галле разработал в рамках гибкой системы отдельные блоки, из которых можно скомпоновать различные сварочные роботы.

От сварочных роботов требуется высокая точность, маневренность и скорость. Они должны самостоятельно перемещать сварочную горелку, сварочные клещи и свариваемые детали. В большинстве случаев для этого достаточна шестая степень свободы маневрирования. В зависимости от выполняемой задачи сварочный робот может развивать скорость от 300 до 500 мм/с. Несущая способность робота определяется типом сварочной горелки и обрабатываемой детали.

^{Сварочная горелка с сенсорами.}

Тот, кто бывал в кузнице, наверняка восхищался видом раскаленной стали, уверенными движениями кузнецов, орудующих своими молотами, видом шипящих паром готовых поковок. Но внимательный наблюдатель отметил бы и трудности этой работы, требующей большой мускульной силы, отметил бы адский грохот и изнуряющую жару. Замена в этом процессе кузнеца роботом, как видим, весьма желательна.

Итак, в индукционной печи деталь нагревается до рабочей температуры 1000–1200 °C. После этого робот извлекает ее из печи и переносит в поковочную форму, где осуществляется первичное прессование. Затем робот вновь захватывает деталь и помещает ее в следующую поковочную форму. Процесс повторяется до тех пор, пока не закончится формование. После процесса ковки другой робот направляет деталь на закаливание. Полностью готовая деталь транспортируется роботом в контейнер.

^{Система монтажных роботов, состоящая из основного робота (1) и вспомогательного робота (2), 3 — подача заготовки, X, Y — направления движений.}

Удаление грата (излишков металла) с изделий из таких материалов, как чугун, алюминий, пластмасса и т. п., — трудоемкая, физически тяжелая и грязная операция. Для этих целей также применяются роботы, оснащенные вращающимися или скользящими напильниками и шлифовальными элементами. Они получают детали для обработки непосредственно после завершения процесса отливки.