19
Primena industrijskih robota u tehnološkim procesima 3. Primena robota u industriji Oblast robotike i njena primena doživljavaju poslednjih godina veoma buran razvoj. Razvoj robota započeo je 1954. godine, prvi robot proizveden je 1960., a vec 1985. u Sjedinjenim Američkim Državama radilo je oko 16.000 industrijskih robota. Danas skoro da ne postoji delatnost industrijske proizvodnje u kojoj bar nije pokušana primena industrijskih robota, tako da možemo konstatovati da su roboti postali nerazdvojni deo savremene industrijske automatizacije. Uvođenje robota u industriju možemo posmatrati na dva načina. S jedne strane, roboti se pojavljuju kao neophodni sastavni elemenat novih proizvodnih linija koje se projektuju kao visoko automatizovane i često sa osobinama fleksibilnosti. Oni su tada bitan deo proizvodnog pogona i zajedno sa ostalom proizvodnom opremom čine neraskidivu celinu. S druge strane, roboti se često uključuju u postojeće proizvodne pogone. U tim slučajevima roboti bitno povećavaju učinak postojeće opreme. Tako “stare” mašine postaju ekonomičnije, što smanjuje potrebu za novim, većim investicijama. Svakako, i nabavka robota je investicija, ali se pokazalo da je ona znatno ekonomičnija od nabavke novih mašina. U početnoj fazi primene robota u industriji oni su uglavnom obavljali one poslove koji su monotoni na primer uzimanje radnog predmeta sa određenog mesta i postavljanje na mašinu, kao i poslove koji se obavljaju u nezdravim uslovima (prostorije sa visokim temperaturama, prostorije kontaminirane radioaktivnim materijalom i slično). Uopšte, to su poslovi od kojih je čoveka poželjno osloboditi, pa tako roboti imaju određenu ulogu u humanizaciji rada. Ovi poslovi se mogu opisati sa tri D (dull-dosadan monoton, dirty-prljav, dangerous-opasan) kao i sa tri H (hot-vruće, heavy-teško, hazardous-riskantno). Međutim, iako je ovo dobar razlog za uvođenje robota u proizvodnju, to je učinjeno najpre iz ekonomskih razloga. Roboti su veoma produktivni, oni rade u više smena, rade ujednačenim ritmom, prave malo škarta. Jednostavno rečeno, proizvodnja u kojoj učestvuju roboti je jeftinija. U današnjoj industriji u kojoj dominira proizvodnja u velikim serijama svako pojeftinjenje proizvodnje je veoma značajno. Dr Miodrag Manić – Numerički upravljane mašine i roboti

3 · Web view3. Primena robota u industriji Oblast robotike i njena primena doživljavaju poslednjih godina veoma buran razvoj. Razvoj robota započeo je 1954. godine, prvi robot

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 3 · Web view3. Primena robota u industriji Oblast robotike i njena primena doživljavaju poslednjih godina veoma buran razvoj. Razvoj robota započeo je 1954. godine, prvi robot

Primena industrijskih robota u tehnološkim procesima

3. Primena robota u industrijiOblast robotike i njena primena doživljavaju poslednjih godina veoma buran razvoj.

Razvoj robota započeo je 1954. godine, prvi robot proizveden je 1960., a vec 1985. u Sjedinjenim Američkim Državama radilo je oko 16.000 industrijskih robota. Danas skoro da ne postoji delatnost industrijske proizvodnje u kojoj bar nije pokušana primena industrijskih robota, tako da možemo konstatovati da su roboti postali nerazdvojni deo savremene industrijske automatizacije.

Uvođenje robota u industriju možemo posmatrati na dva načina. S jedne strane, roboti se pojavljuju kao neophodni sastavni elemenat novih proizvodnih linija koje se projektuju kao visoko automatizovane i često sa osobinama fleksibilnosti. Oni su tada bitan deo proizvodnog pogona i zajedno sa ostalom proizvodnom opremom čine neraskidivu celinu. S druge strane, roboti se često uključuju u postojeće proizvodne pogone. U tim slučajevima roboti bitno povećavaju učinak postojeće opreme. Tako “stare” mašine postaju ekonomičnije, što smanjuje potrebu za novim, većim investicijama. Svakako, i nabavka robota je investicija, ali se pokazalo da je ona znatno ekonomičnija od nabavke novih mašina.

U početnoj fazi primene robota u industriji oni su uglavnom obavljali one poslove koji su monotoni na primer uzimanje radnog predmeta sa određenog mesta i postavljanje na mašinu, kao i poslove koji se obavljaju u nezdravim uslovima (prostorije sa visokim temperaturama, prostorije kontaminirane radioaktivnim materijalom i slično). Uopšte, to su poslovi od kojih je čoveka poželjno osloboditi, pa tako roboti imaju određenu ulogu u humanizaciji rada. Ovi poslovi se mogu opisati sa tri D (dull-dosadan monoton, dirty-prljav, dangerous-opasan) kao i sa tri H (hot-vruće, heavy-teško, hazardous-riskantno). Međutim, iako je ovo dobar razlog za uvođenje robota u proizvodnju, to je učinjeno najpre iz ekonomskih razloga. Roboti su veoma produktivni, oni rade u više smena, rade ujednačenim ritmom, prave malo škarta. Jednostavno rečeno, proizvodnja u kojoj učestvuju roboti je jeftinija. U današnjoj industriji u kojoj dominira proizvodnja u velikim serijama svako pojeftinjenje proizvodnje je veoma značajno.

Polja industrijske primene robota možemo svrstati u četiri kategorije:1. Prenos (transfer) materijala i opsluživanje mašina,2. Procesne operacije3. Poslovi montaže (asembliranje)4. Poslovi kontrole proizvoda (inspekcija)Prva kategorija poslova karakteriše se time da je potrebno uhvatiti predmet i preneti ga

na traženo mesto. Nekada je u pitanju samo prosto premeštanje delova u procesu proizvodnje, a nekada je potrebno staviti predmet u mašinu ili ga izvaditi iz nje i tada govorimo o opsluživanju mašine. Tipični primeri su opsluživanje prese ili struga.

Jednostavnije probleme iz domena prve kategorije mogli su rešavati i stariji, manje savršeni modeli robota. Na primer, opsluživanje prese svodi se na uzimanje radnog predmeta sa određenog mesta, stavljanje pod presu, i na kraju, nakon presovanja, odlaganje predmeta na predviđeno mesto. Ako radni predmeti dolaze uvek na precizno određeno mesto sa koga će ih robot uzeti i ako se zahteva ponavljanje istog ciklusa, tada celu operaciju može izvesti robot sa prilično jednostavnim pogonskim i upravljačkim sistemom. Nije neophodno koristiti servo-sisteme već se može upotrebiti prost (npr. pneumatski) pogon, a zaustavljanje u željenom položaju postići postavljanjem mehaničkih graničnika. Pomeranje u svakom zglobu određeno je graničnicima koji ga zaustavljaju. Različiti položaji robota obezbeđuju se promenom položaja graničnika. Ovi uređaji se danas teško mogu nazvati robotima jer je dosta komplikovano izmeniti zonu kretanja. Naime, potrebno je premestiti graničnike za svaki

Dr Miodrag Manić – Numerički upravljane mašine i roboti

Page 2: 3 · Web view3. Primena robota u industriji Oblast robotike i njena primena doživljavaju poslednjih godina veoma buran razvoj. Razvoj robota započeo je 1954. godine, prvi robot

Primena industrijskih robota u tehnološkim procesima

zglob ponaosob kako bi se dobila nova putanja po kojoj će se kretati izvršni organ robota pri transferu materijala. Savremeni roboti projektuju se tako da mogu opsluživati sve vrste mašina nezavisno od njihovih oblasti upotrebe kao i režima po kojima rade. Prostom izmenom programa robot se može preorjentisati sa opsluživanja prese na opsluživanje struga ili neke druge mašine, a takođe mu se mogu promeniti zona rada, brzina itd.

Drugu kategoriju čine poslovi u kojima robot nosi neki alat ili uređaj kojim obavlja određenu proizvodnu operaciju na radnom predmetu. Karakteristični primeri iz ove kategorije su tačkasto i šavno zavarivanje, farbanje prskanjem, brušenje, poliranje itd. I kod ovih poslova javlja se različita složenost zadataka. Kod farbanja prskanjem potrebna je manja preciznost nego kod zavarivanja. Zatim, kod tačkastog zavarivanja dovoljno je ostvariti kretanje od tačke do tačke dok je kod šavnog zavarivanja potrebno pratiti kontinualnu putanju. Konačno, kod brušenja i poliranja potrebno je upravljati i silom pritiska na predmet koji se obrađuje.

Treća kategorija,obuhvata problem montaže. Poslovi montaže su skoro ušli u domen primene robota. To je posledica složenosti zahteva koji se postavljaju: velika preciznost, upravljanje silama koje se pri sastavljanju javljaju i slično. Ovakva primena robota često obuhvata i vizuelne sisteme. Roboti se koriste za sastavljanje različitih, prostih ili složenijih, sklopova. Njihovo korišćenje je najčešće kod zadatka koji se često postavlja u montaži, a to je uvlačenje predmeta zadatog oblika u odgovarajući otvor.

Četvrta kategorija obuhvata poslove kontrole. Ova primena tesno je vezana za razvoj svih vrsta senzora: taktilnih senzora, ultrazvučnih i laserskih uređaja i konačno svih vrsta vizuelnih sistema.

3.1. Transfer materijala i opsluživanje mašina

U svakom proizvodnom pogonu promet i prenos materijala spadaju u ključne radnje. Pod pojimom materijala podrazumevamo kako neobrađeni materijal koji ulazi u pogon, tako i delimično obrađene radne predmete, a konačno i potpuno obrađeni proizvod koji izlazi iz pogona. Promet materijala igra važnu ulogu zato što je uvek potrebno materijal koji ulazi u pogon prenositi od jedne mašine do druge, ili opštije, od mesta gde se obavlja jedna operacija do mesta gde se obavlja druga. Na taj način materijal se kreće do izlaska iz pogona.

3.1.1. Operacija prenošenja

U slabo automatizovanim proizvodnim pogonima prenos materijala uglavnom su obavljali radnici. Oni su radne predmete prenosili pojedinačno, ako su krupniji, ili spakovane u različite vrste korpi i kontejnera, ukoliko su delovi bili manji. Dakle, ključna je bila ljudska radna snaga uz korišćenje pomagala kao što su kolica i sl. Korišćenje ljudske radne snage svakako nije odgovaralo kasnijim zahtevima za sve većom brzinom rada, smanjivanjem troškova, ujednačenim ritmom dotoka materijala za obradu itd. Stoga se automatizuje i prenos materijala. U pitanju su obično različite vrste pokretnih traka i po potrebi prostiji manipulacioni automati. Na slici 14 je prikazan transport delova pokretnom trakom i prelaz sa jedne trake na drugu. U slučajevima (a) i (b) prelaz je izveden direktno, a u slučaju (c) prelaz se obavlja uz pomoć prostog automata sa dva pokretna elementa i neizmenljivim programom rada.

Dr Miodrag Manić – Numerički upravljane mašine i roboti

Page 3: 3 · Web view3. Primena robota u industriji Oblast robotike i njena primena doživljavaju poslednjih godina veoma buran razvoj. Razvoj robota započeo je 1954. godine, prvi robot

Primena industrijskih robota u tehnološkim procesima

Slika 14. Transport pokretnom trakom

Razvojem automatizacije u ovom smeru došlo se do potpuno automatizovanih proizvodnih linija kod kojih je čovek samo vršio nadzor. Na automatski način je bio rešen ne samo transport između radnih mesta već i ulaz i izlaz materijala u ćelije gde se, takođe automatski, obavljao određeni radni proces. Ovakve linije koje su često predstavljale jedinstvenu celinu, gotovo kao jedinstvena mašina, omogućavale su veliku brzinu proizvodnje, a time i velike proizvodne serije. Međutim, treba naglasiti da je ovakva automatizacija imala i određene mane. Naime, dok je čovek mogao prenositi različite vrste predmeta, dotle je automatizovani transportni sistem bio namenjen strogo određenim radnim predmetima. Zbog ovakve nefleksibilnosti u smislu promene radnog predmeta, ovakva automatizacija naziva se fiksnom automatizacijom.

Posmatrajući transportni sistem zasnovan na pokretnim trakama uočićemo da se problem fleksibilnosti pokazuje pri prelasku sa jedne trake na drugu i pri ulasku predmeta u mašinu za obradu i izlasku iz nje. Primer na slici 14 pokazuje da se prelazak sa jedne trake na drugu može realizovati direktno (slučajevi a i b), što je vezano za određeni oblik predmeta, pa dakle, nefleksibilno, ili posredstvom manipulacionog uređaja, što je pružalo mogućnost uvođenja fleksibilnosti. Naime, uređaj kod koga se hvataljka može menjati, ili pak uređaj sa prilagodljivom hvataljkom može se koristiti za različite predmete. U poslovima prenosa materijala roboti su, zapravo, zamenili proste manipulacione automate. Za ovakve zadatke prenošenja predmeta sa jednog mesta na drugo često se koristi engleski termin pik-end-plejs (pick-and-place) operacije.

Razmotrimo neke karakteristike robota namenjenih ovim poslovima.U slučajevima kada radni predmeti koji dolaze imaju uvek istu orijentaciju i položaj na

traci tada se obično može koristiti robot proste kinematičke konfiguracije ( do četiri stepena slobode) kao što je prikazano na slici 15. Međutim, ukoliko položaj i orijentacija mogu da se menjaju tada se zahtevaju složenije konfiguracije ( do šest stepeni slobode). U ovom drugom slučaju potreban je još i sistem za detekciju položaja i orijentacije predmeta.

Dr Miodrag Manić – Numerički upravljane mašine i roboti

Page 4: 3 · Web view3. Primena robota u industriji Oblast robotike i njena primena doživljavaju poslednjih godina veoma buran razvoj. Razvoj robota započeo je 1954. godine, prvi robot

Primena industrijskih robota u tehnološkim procesima

Slika 15. Uniformno (a) i proizvoljno (b) postavljeni predmeti

Posmatrajmo pitanje hvataljki. Prvi zahtev je, svakako, da hvataljka odgovara predmetu koji se prenosi. Problem nastaje ukoliko pokretnom trakom stižu različiti predmeti. Tada robot mora imati hvataljku koja može hvatati sve različite predmete. U prostijim slučajevima može se koristiti obična hvataljka koja se za različite predmete stegne do odgovarajuće mere. U složenijim slučajevima koriste se različite vrste univerzalnih (prilagodljivih) hvataljki. Ako robot hvata različite predmete, tada on mora “znati” koji predmet nailazi. Taj podatak mu se može dati sa nekog od viših nivoa upravljanja, ili pak njegovo radno mesto može biti opremljeno sistemom za prepoznavanje oblika.

Složenost upravljačkog sistema zavisiće od složenosti operacije hvatanja. Ukoliko predmet u trenutku hvatanja stoji (zaustavi se traka ili mehanički graničnik zaustavi predmet), tada su mogući relativno prosti upravljački sistemi pošto se postavlja samo problem dovođenja u zadatu tačku (point-to-point control). Složenije upravljanje se zahteva u slučaju hvatanja predmeta koji se kreće jer je neophodno ostvariti praćenje zadate putenje.

3.1.2. Paletiranje

Do sada smo posmatrali transport radnih predmeta putem pokretne trake i to pojedinačno. Međutim, umesto pojedinačnih predmeta, prenos se često vrši u grupama smeštenim u određene spremnike. Tako dolazimo do pojma palete. Paletom nazivamo svaki prenosivi spremnik u kome su radni predmeti složeni na pravilan način (jedan pored drugog, jedan iznad drugog i sl.).

Robot može da ima dve funkcije. Ako uzima predmete sa pokretne trake i slaže ih na paletu to se naziva paletiranje. Obrnut posao, kada robot uzima predmete sa palete i stavlja ih na traku, nazivamo depaletiranje.

Dr Miodrag Manić – Numerički upravljane mašine i roboti

Page 5: 3 · Web view3. Primena robota u industriji Oblast robotike i njena primena doživljavaju poslednjih godina veoma buran razvoj. Razvoj robota započeo je 1954. godine, prvi robot

Primena industrijskih robota u tehnološkim procesima

Slika 16. Paletiranje

Opisani poslovi sreću se u mnogim granama proizvodne industrije. Na slici 17 je prikazana paleta sa opeka blokovima. Ovako složeni blokovi odlaze u peć, a raspored odgovara pravilnom pečenju. Radi ubrzavanja posla robot je opremljen hvataljkom koja hvata pet blokova odjednom.

Slika 17. Paleta sa opeka-blokovima

Na slici 18 je prikazana paleta sa vrećama veštačkog đubriva. Robot je opremljen vakuumskom hvataljkom. Sličnu upotrebu palete srećemo i u prehrambenoj industriji (džakovi brašna), industriji cementa i kreča i dr.

Dr Miodrag Manić – Numerički upravljane mašine i roboti

Page 6: 3 · Web view3. Primena robota u industriji Oblast robotike i njena primena doživljavaju poslednjih godina veoma buran razvoj. Razvoj robota započeo je 1954. godine, prvi robot

Primena industrijskih robota u tehnološkim procesima

Slika 18. Paleta sa vrećama veštačkog đubriva

U ovu kategoriju poslova spadaju i zadaci pakovanja. Na slici 19 je prikazano pakovanje flaširanih tečnosti. U slučaju (a) robot hvata jednu po jednu flašu, a u slučaju (b) koristi se višestruka hvataljka kojom se hvataju četiri plastične flaše odjednom.

Slika 19. Pakovanje flaširanih tečnosti Slika 20. Pakovanje flaša UNIMATE robotom

Posmatrajmo transport palete transportnom trakom i neka su na paleti predmeti koje treba obraditi (slika 21). Kada paleta stigne do mesta obrade, traka se zaustavlja. Robot uzima predmete iz palete i stavlja u mašinu (depaletiranje). Kada su svi predmeti utrošeni, traka se ponovo pokreće da bi dovela novu, punu paletu. Kada se predmeti uzeti iz palete i postavljeni u mašinu obrade, robot ih uzima iz mašine i slaže na paletu (paletiranje).

Dr Miodrag Manić – Numerički upravljane mašine i roboti

Page 7: 3 · Web view3. Primena robota u industriji Oblast robotike i njena primena doživljavaju poslednjih godina veoma buran razvoj. Razvoj robota započeo je 1954. godine, prvi robot

Primena industrijskih robota u tehnološkim procesima

Slika 21. Transport palete pokretnom trakom

Na kraju uočavamo da su zahtevi koji se postavljaju pred upravljački sistem u slučaju paletiranja složeniji nego u slučaju prostog premeštanja predmeta. U slučaju paletiranja potrebno je pamtiti veći broj položaja pošto svaki predmet ima svoje mesto na paleti. Međutim, s obzirom na pravilan raspored predmeta na paleti, moguće je pamtiti samo položaj prvog, a naredne položaje izračunavati rekurzivno tj. dodajući svaki put određeni pomeraj.

Slika 22. Paletizacija pomoću robota3.1.3. Opsluživanje mašina

Opsluživanje mašina spada u klasu zadataka prenošenja materijala. U ovom slučaju, radni predmet je potrebno uzeti sa trake i postaviti ga na određeno mesto u mašini za obradu (engleski termin je: machine loading). Nakon obrade, robot vadi predmet iz mašine (engl. unloading) i odlaže ga na predviđeno mesto.

Dr Miodrag Manić – Numerički upravljane mašine i roboti

Page 8: 3 · Web view3. Primena robota u industriji Oblast robotike i njena primena doživljavaju poslednjih godina veoma buran razvoj. Razvoj robota započeo je 1954. godine, prvi robot

Primena industrijskih robota u tehnološkim procesima

Ovo je važna oblast primene robota u metaloprerađivačkoj industriji. Opsluživanje jedne radne mašine jednim robotom je još uvek najčešći, mada već prevaziđen slučaj primene robota u ove svrhe. Znatno povećane radne brzine modernih robota, njihova dohvatljivost u novim “laktastim”, vertikalnim ili horizontalnim (“SCARA”) konfiguracijama, tačnost pozicioniranja pri svim orijentacijama hvataljke uz kratko vreme smirivanja u krajnjim tačkama, omogućili su opsluživanje proizvodnih ćelija, koje se sastoje od više radnih mašina - jednim robotom. Pritom upravljački sistem robota služi za upravljanje i nadzor cele instalacije.

Primena u livarstvu

Livenje metala podrazumeva oblikovanje metala takvim postupkom da se vreli tečni metal sipa u kalupe gde nakon hlađenja dobija željeni oblik.

Prva mogućnost primene robota nalazi se u zadacima zahvatanja tečnog metala i sipanju u kalupe. Ovakav posao može obaviti i robot sa tri stepena slobode, prikazan na slici 23.

Slika 23. Zahvatanje tečnog metala

Češća upotreba robota je u sklopu tehnologije livenja pod pritiskom. Kalup se sastoji od dve polovine koje, kada se sastave, u šupljini formiraju oblik budućeg predmeta. U tako zatvoren kalup, kroz predviđeni otvor, ubacuje se pod visokim pritiskom rastopljeni metal. Nakon hlađenja, kada je metal poprimio željeni oblik, kalup se otvara i oblikovani predmet vadi. U savremenim pogonima zatvaranje i otvaranje kalupa, kao i upumpavanje metala rešeno je potpuno automatski. Posao robota ogleda se u pražnjenju kalupa tj. vađenja oblikovanog predmeta. U pitanju je veoma naporan posao (ciklus se ponavlja nekoliko stotina puta u toku jednog sata) u teškim uslovima visoke temperature.

Opsluživanje mašina za livenje pod pritiskom pomoću robota nastalo je uglavnom kao posledica težnje da se neposredni izvršilac ukloni iz zone mogućih teških povreda, usled opasnosti da liv pod vrlo visokim pritiskom i temperaturom pronađe put između polutki zatvorenog alata i prsne van mašine. Ovim postupkom se obično prerađuju aluminijumske i cinkove legure, te je temperatura otopine nekoliko stotina stepeni kelvina i povrede, koje su se događale, bile su obično vrlo teške, a često i smrtonosne.

Pogledamo li sliku 24, zaključićemo da je uloga robota u ovom radnom procesu trojaka :

nalivanje mašine 1 otopljenim livom, prenošenjem istog od peći za topljenje 2 pomoću robota-dozatora 3;

Dr Miodrag Manić – Numerički upravljane mašine i roboti

Page 9: 3 · Web view3. Primena robota u industriji Oblast robotike i njena primena doživljavaju poslednjih godina veoma buran razvoj. Razvoj robota započeo je 1954. godine, prvi robot

Primena industrijskih robota u tehnološkim procesima

oduzimanje gotovog odlivka iz kalupa, robotom za oduzimanje 4; podmazivanje ulivnog klipa i kalupa manipulatorima za prskanje sredstva za

čišćenje i podmazivanje 5 i 6.

Slika 24. Opsluživanje mašine za livenje robotima

Slika 25 prikazuje šemu oduzimanja gotovih odlivaka pomoću robota, njihovo prenošenje do suda za hlađenje a zatim do mašine za krzanje.

Slika 25. Robotizacija livenja pod pritiskom i procesa hlađenja i krzanja

Donekle je sličan i postupak livenja plastike, pri čemu su temperature znatno niže, a vreme hlađenja bitno duže. Ovo drugo je posebno značajno sa stanovišta upotrebe robota. Naime, ne bi bilo ekonomično pustiti robota da čeka dok se plastika u kalupu dovoljno ne ohladi da bi se predmet mogao izvaditi. U tom periodu robot se upošljava nekim drugim zadacima: dalja obrada predmeta izvađenog u prethodnom ciklusu, opsluživanje neke druge mašine i slčno.

Primena u kovačnicama

Dr Miodrag Manić – Numerički upravljane mašine i roboti

Page 10: 3 · Web view3. Primena robota u industriji Oblast robotike i njena primena doživljavaju poslednjih godina veoma buran razvoj. Razvoj robota započeo je 1954. godine, prvi robot

Primena industrijskih robota u tehnološkim procesima

Posmatrajmo tehnologiju kovanja metala uz pomoć prese. Komadi metala vade se iz peći i tako usijani stavljaju pod presu. Spuštanjem bata prese, dakle dejstvom velike sile, vrši se oblikovanje metala. Primenu robota vidimo na dva moguća mesta.

Prva primena je za vađenje zagrejanog metala iz peći. Ovaj posao ne zahteva složenu konfiguraciju robota (tri stepena slobode plus hvatanje), ali zato unosi niz drugih, veoma specifičnih, zahteva. Osnovni zahtev je zaštita od visoke temperature. Hvataljka robota i završni deo ruke moraju biti otporni na visoku temperaturu, ili pak opremljeni sistemom za hlađenje. Ostali deo robota zaštićuje se tako što se ruka projektuje kao veoma dugačka, a vitalni sklopovi pokrivaju termičkim štitom.

Slika 26. Konstrukcija robota za vađenje užarenih metalnih delova iz peći

Užareni komadi se nakon vađenja iz peći transportuju pokretnom trakom do kovačke prese. Ovde se vidi druga primena gde robot koji opslužuje presu uzima komad sa trake, stavlja ga u mašinu, a nakon spuštanja i ponovnog podizanja prese vadi oblikovani predmet iz mašine i odlaže ga na predviđeno mesto. Očigledno je da se kod ovakvog opsluživanja prese ponovo postavlja problem hvataljke otporne na visoke temperature.

Tehnologija tzv. hladnog kovanja podrazumeva oblikovanje nezagrejanog metala Hladni metalni komadi stavljaju se u presu gde, pod dejstvom velike udarne sile, dobijaju željeni oblik. I ovde se javlja primena robota i to najviše zbog ekonomičnije i brže proizvodnje, ali i izbegavanja kontakta radnika sa opasnom zonom oko mašine (slika 27). Po pravilu, složenije konfiguracije nisu potrebne (dovoljno je četiri stepena slobode), ali su zato česte neke specifičnosti kao što je, na primer, dvojna hvataljka.

Dr Miodrag Manić – Numerički upravljane mašine i roboti

Page 11: 3 · Web view3. Primena robota u industriji Oblast robotike i njena primena doživljavaju poslednjih godina veoma buran razvoj. Razvoj robota započeo je 1954. godine, prvi robot

Primena industrijskih robota u tehnološkim procesima

Slika 27. Opsluživanje prese

Slika 28. Opsluživanje ekscentar-prese robot UMS-3Primer opsluživanja jedne velike ekscentar-prese sile pritiskivanja 6000 KN pomoću

domaćeg robota tipa UMS-3 prikazan je na slici. Robot stoji ispred prese, koja na svom pokretnom telu-pritiskaču nosi gornju polutku alata, dok se donja polovina istog alata nalazi na radnom stolu prese. Dve sisaljke na vrhu “ruke” robota uzimaju: zadnja sisaljka sa završetka kosog gravitacionog dodavača po jedan sirovi radni komad, a prednja gotov

Dr Miodrag Manić – Numerički upravljane mašine i roboti

Page 12: 3 · Web view3. Primena robota u industriji Oblast robotike i njena primena doživljavaju poslednjih godina veoma buran razvoj. Razvoj robota započeo je 1954. godine, prvi robot

Primena industrijskih robota u tehnološkim procesima

otpresak iz otvorenog alata, koji u sledećem pokretu iznosi van prese i spušta da niz strmu ravan sklizne u transportna kolica, dok iz zadnje sisaljke ispušta nov sirov komad u donju polutku alata za presovanje. Presa radi u automatskom režimu a robot koristi faze kada su polutke alata otvorene za opisane radnje. Cela instalacija nalazi se pod kontrolom mikroprocesorskog upravljačkog sistema, koji kontroliše i radne faze prese, pritisak i temperaturu ulja i vazduha. Na ovaj način je neposredni izvršilac sklonjen sa monotonog i opasnog radnog mesta.

Primena u sistemima za mašinsku obradu

Mašinska obrada podrazumeva niz postupaka kojima se grubo obrađenim predmetima (ili neobrađenim livenim ili kovanim komadima) daje završni oblik. Zajednička karakteristika ovih postupaka je ta da se mehaničkim putem (rezanjem) uklanja višak materijala do postizanja željenog oblika i dimenzija. U pitanju su obradni postupci na strugu, glodalici, itd., kao i postupci brušenja, poliranja i slično.

Slika 29. Robot opslužuje strug

Tipični obradni sistem (slika 29) sastoji se od mašine za obradu (npr. strug), transportnog sistema za dovoz i odvoz materijala i robota koji opslužuju mašinu. U savremenim pogonima sreću se, po pravilu, tzv. numerički upravljane mašine. Ako posmatramo primer struga, tada ovakav upravljački sistem obezbeđuje veliku fleksibilnost mašine. Radi se o tome da se željeni oblik predmeta i odgovarajući rad mašine reguliše računarskim programom koji može biti zapamćen na nekoj od memorijskih jedinica (bušena traka, kartice, magnetna traka, disketa i slično). Ako se na ovaj način formira programska biblioteka koja pokriva određeni broj različitih predmeta, tada je dovoljno signalizirati upravljačkom sistemu koji predmet nailazi i mašina će izvršiti potrebnu proceduru obrade.

Dr Miodrag Manić – Numerički upravljane mašine i roboti

Page 13: 3 · Web view3. Primena robota u industriji Oblast robotike i njena primena doživljavaju poslednjih godina veoma buran razvoj. Razvoj robota započeo je 1954. godine, prvi robot

Primena industrijskih robota u tehnološkim procesima

Tako dolazimo do mogućnosti da obradni sistem radi i sa velikim i sa malim serijama, pa čak i pojedinačnoj proizvodnji.

Da bi se postigle opisane prednosti robot, kao deo obradnog sistema, mora biti programiran tako da podržava fleksibilnost cele ćelije. To se odnosi i na mehaniku robota, na primer, u smislu zahteva za hvataljkom koja odgovara određenom skupu različitih predmeta.

[to se tiče upravljanja robotom ono je, očigledno, u tesnoj vezi sa upravljanjem mašinom, a isto se odnosi i na upravljanje transportnim sistemom. Tako dolazimo do potreba za jedinstvenim upravljanjem celom obradnom ćelijom, gde strug ili robot predstavljaju podsisteme.

Razmotrimo sada zahteve koje treba da zadovolje geometrija i upravljački sistem robota da bi se ovaj mogao primeniti u centrima za mašinsku obradu.

Možemo odmah uočiti jedan od zahteva koji se postavljaju pred upravljački sistem. To je uslov kompatibilnosti sa okruženjem, odnosno mogućnost uklapanja u jedinstveno upravljanje celom proizvodnom ćelijom (obradnim centrom). Dalje, upravljački sistem bi trebalo da obezbedi i visoku ponovljivost koja se često zahteva.

Sa stanovišta geometrije, obično je neophodno da robot raspolaže sa pet do šest stepena slobode. Takođe, potrebno je da robot ima mogućnost jednostavne izmene hvataljke, a pogotovo mogućnost dvojne hvataljke koja može znatno ubrzati rad.

.

Slika 30. Opsluživanje specijalne brusilice robotom PUMA

Slika 31 daje izgled instalacije univerzalnog struga koga opslužuje robot T3, opremljen dvostrukom hvataljkom: jedna služi za uzimanje obrađenog, a druga za donošenje i ubacivanje sirovog komada.

Dr Miodrag Manić – Numerički upravljane mašine i roboti

Page 14: 3 · Web view3. Primena robota u industriji Oblast robotike i njena primena doživljavaju poslednjih godina veoma buran razvoj. Razvoj robota započeo je 1954. godine, prvi robot

Primena industrijskih robota u tehnološkim procesima

Slika 31. Opsluživanje struga robotomSlika 32 daje šematski prikaz rasporeda radnih mašina u okviru jedne proizvodne ćelije,

koju opslužuje robot T3 sa šest stepeni slobode. Robot 1, pod kontrolom i upravljanjem mikroprocesorskog upravljačkog sistema 1A opslužuje glodalicu 2 i univerzalni strug 3, preko ulaznog magacina A sa 30 mesta za radne komade, uređaja za promenu hvataljke robota B, međumagacina C i izlaznog magacina D sa 30 mesta.

Slika 32. Proizvodna ćelija sa robotom

Dr Miodrag Manić – Numerički upravljane mašine i roboti

Page 15: 3 · Web view3. Primena robota u industriji Oblast robotike i njena primena doživljavaju poslednjih godina veoma buran razvoj. Razvoj robota započeo je 1954. godine, prvi robot

Primena industrijskih robota u tehnološkim procesima

Slika 33 prikazuje raspored tri robota UNIMATE 2000 na proizvodnoj liniji za izradu mašinskih delova.

Slika 33. Tri robota na proizvodnoj liniji

Dr Miodrag Manić – Numerički upravljane mašine i roboti