1. Дифференциальный

Информацию получаем:

а) расчетом координат:

1. исполнительный орган может подходить к реальной поверхности по нормали к эталонной.

2. походит к реальной поверхности по одной из координат.

3. производится взаимосвязь исполнительного органа (ИО) через манипулятор системы ЧПУ станка и производится ориентация обмериваемой поверхности с помощью системы ЧПУ станка.

б) расчетом траектории исполнительного органа:

взаимосвязь ИО через интерполятор системы ЧПУ станка.

2. Нулевой

Информацию получаем:

а) расчет координат точек эталонной поверхности:

взаимосвязь ИО через систему слежения (датчики обратной связи) системой ЧПУ станка  анализ ведущей координаты и выдача сигнала считывания и сравнение координат эталонной поверхности с реальной.

б) выбор шага движения ИО:

1. подход к реальной поверхности детали по одной из координат и сравнение координат эталонной поверхности с реальной.

2. подход к реальной поверхности по нормали к поверхности как бы эталонной, затем взаимосвязь ИО через интерполятор системы ЧПУ станка или ориентация обмериваемой поверхности через ЧПУ станка, в результате сравнения координат эталонной поверхности с реальной.

3. взаимосвязь ИО через систему слежения с ЧПУ станка, проверяется на соответствие эталонной поверхности.

в) выбор шага опроса ИО:

взаимосвязь ИО с системой слежения станка  аппроксимация реальной поверхности или результат сравнения эталонной поверхности.

З

АМЕРЫ ДЛИНЫ:

Стержень: Угольник:

Г

лухое отверстие: Сквозное отверстие:

В

ал: Плоскостность:

К

руглость (по спирали): Параллельность:

У

гол: Перпендикулярность:

В зависимости от вида измерительного органа иногда необходимо учитывать размер измерительного щупа, поэтому действительный размер должен быть скорректирован на размер щупа.

П

огрешность в измерении щупом на + (в случае отверстия), и на - (в случае вала), где -диаметр щупа.

Конструктивно КИМ могут быть консольного и портального типов:

1. К им консольного типа.

Данные КИМ имеют небольшую массу, хорошую маневренность, несмотря на относительно большую погрешность позиционирования; эти машины экономически выгодны для выполнения обмеров, не требующих сверх высокой точности и больших линейных диапазонов измерений.

2. К им портального типа.

Данные КИМ имеют большую точность позиционирования и измерения деталей средней сложности и средних габаритов. Данная конструкция обеспечивает высокую жесткость и устойчивость.

Кроме контроля параметров детали и заготовок системы контроля должны обеспечивать диагностику процессов и элементов оборудования непосредственно при выполнении производственных операций.

К диагностическим задачам относятся:

1. Контроль инструмента, его геометрической формы, степени износа.

2. Контроль влияния внешней среды на процесс обработки.

3. Проверка попадания и надежного закрепления заготовки в зоне обработки.

В связи с этим появляется возможность своевременного вмешательства в производственный процесс, и проведение корректировки отклонений.

Подобная задача решается за счет выполнения функции обрабатывающего оборудования и КИМ в одном агрегате. Поэтому были разработаны измерительные органы, встраиваемые в основное технологическое оборудование, они могут контролировать все обрабатываемые детали, практически любой формы (итальянские роботы PRAGMA и BRAVO).

ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ (ПР):

ПР – это автоматическая машина, представляющая собой совокупность манипуляторов, программируемых управление, предназначенное для выполнения в процессе движения управленческих функций (замена функций человека).

Манипулятор – это механическая система, состоящая из звеньев и рабочего органа.

ПР может состоять из нескольких манипуляторов, расположенных на одной платформе, и управляемых с помощью одной системы управления.

Классификация ПР:

1. По специализации

2. По грузоподъемности

3. По числу степеней подвижности

4. По возможности передвижения

5. По способу установки на рабочем месте

6. По видам систем координат

7. По приводам

8. По системам управления

9. По способам программирования

ПР также можно различать по характеру выполняемых операций:

1. Операционные ПР (роботы, предназначенные для выполнения конкретной операции)

2. Транспортные ПР (используемые на подъемно-транспортном, погрузочно-разгрузочных операций)

Операционные ПР непосредственно участвуют в ТП, а транспортные ПР используются для обслуживания основного технологического оборудования.

ПР по грузоподъемности:

Грузоподъемность определяется наибольшей массой изделия, которой может манипулировать ПР в пределах рабочей зоны.

а) сверхлегкий ПР до 1 кг

б) легкий ПР до 10 кг

в) средний ПР до 200 кг

г) тяжелый ПР до 1 т

ПР по числу степени подвижности:

С

тепень подвижности определяется общим числом поступательных и вращательных движений манипулятора, без учета зажима/разжима схвата (до 5 степеней подвижности).

Р

абочая зона определяет то пространство, в котором может перемещаться схват манипулятора.

- рабочая зона Цилиндр

Есть ПР, которые имеют рабочую зону в виде части сферы (в основном операционные роботы) – до 8 степеней подвижности.

Есть ПР, которые имеют рабочую зону в виде сферы (работает на 360°).

ПР по мобильности:

Мобильность определяет способность робота совершать разные по характеру движения, которые могут быть перестановочными перемещениями, находящимися на расстоянии более чем между рабочими позициями чем размер рабочей зоны манипулятора; или установочные перемещения в пределах рабочей зоны манипулятора, либо ориентирующие перемещения схвата, которое определяется конструкцией и размерами кисти манипулятора.

ПР могут быть:

- стационарными (не имеют перестановочных перемещений);

- подвижными (обеспечивают все виды движений).

ПР по способу установки:

а) напольные

б) портальные

в) встраиваемые (в основное технологическое оборудование)

ПР по приводам:

а) пневматические

б) гидравлические

в) электромеханические (электропривод)

г) комбинированные

Гидравлические привода используют в средних и тяжелых ПР, а электромеханические – в легких и сверхлегких.

ПР по устройству управления:

а) цикловые

б) числовые позиционные

в) контурные

г) контурно-позиционные

ПР по специализации:

а) универсальные

б) специализированные

в) специальные

Универсальные ПР – для выполнения различных видов технологических операций и вспомогательных переходов при функционировании с различными видами технологического оборудования. Эти ПР можно использовать как для выполнения отдельных операций (сварка, сборка и др.), так и выполнения различных вспомогательных операций по обслуживанию оборудования, которое требует различных манипуляционных движений.

Такие ПР конструктивно не зависят от основного технологического оборудования. Они заменяют большое число степеней подвижности (до 7).

Специализированнее ПР – для выполнения операций одного вида или для обслуживания группы оборудования (например: только для сварки и т.п.). Манипуляторы имеют до 5 степеней подвижности, системы управления – цикловая или числовая.

Такие роботы учитывают конструктивные особенности основного технологического оборудования.

Специальные ПР – для выполнения конкретных операций или для обслуживания конкретной модели оборудования.

Для таких ПР характерно конструктивное единство с основным или вспомогательным оборудованием, входящим в состав гибкого модуля.

Число степеней подвижности выбирается в соответствии со схемой выполнения необходимых манипуляционных движений (до 4).

Управление ПР обычно от системы ЧПУ основного технологического оборудования.

ПР по способу программирования:

а) по упорам (по типу датчиков)

б) обучаемые

1. обучаемые человеком при отработке первого цикла технологических операций;

2. расчетно-программируемые, когда для обучения ПР вводится специальная программа;

3. самообучаемые/интеллектуальные, обладают свойством обучения, самодиагностики, самовосстановления.

Все обучаемые ПР снабжены аналогами органов чувств – сенсорные датчики.

Осязательные устройства обычно располагают на механической руке.

Органы чувств предназначены для выполнения осязательной функции, для определения точек координат и размеров заготовок, и для ориентации ПР на местности.

Такие ПР обычно снабжаются локационными устройствами ближнего и сверхближнего действия, лазерными – сканирующими устройствами, световыми и фотонными локаторами.

Все датчики располагаются непосредственно на схвате руки.

Обучаемые ПР могут быть оснащены и другими сенсорными устройствами со следующими функциями:

1. органы слуха;

2. для определения паров в атмосфере, газа, цвета, магнитных свойств поверхности, температуры и т.д.

ПР – это кибернетическое устройство, которое может автономно функционировать как автомат, предназначенный для выполнения некоторых функций человека при выполнении некоторых технологических операций без участия человека, и наделенный некоторыми свойствами человека (способность к обучению и адаптации).

ЗАХВАТНЫЕ УСТРОЙСТВА ПР:

Захватное устройство ПР предназначено для захватывания заготовок и удержания их в процессе перемещения.

Вид схвата определяется формой, размером, массой и свойствами заготовки, а также спецификой требований ТП.

В зависимости от принципа действия схваты делятся на:

1. Механические (зажим и удержание детали, с помощью сил трения и запирающего действия рабочих элементов; использование выступающих частей рабочих элементов устройств, в качестве опоры для заготовки).

2. Вакуумные (работают в результате действия сил, возникающих при разности давлений).

3. Магнитные (работаю с помощью действия сил магнитного притяжения).

По числу рабочих позиций схваты всех типов разделяют на:

- однопозиционные (перемещает только одну заготовку)

- двухпозиционные (два схвата)

- многопозиционные (несколько рабочих позиций).

Захватные устройства изготавливают сменные и несменные (отличие между ними условно). Сменные устройства требуют мало времени на свою замену.

Все схваты можно классифицировать как:

1. Узкодиапазонные

2. Широкодиапазонные

Узкодиапазонные при своей переналадке обеспечивают возможности закрепления детали за поверхность с размерами: 1; 4; 12; 32; 63; 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400 и 500 мм.

О

бычно выполнены на базе клиновых, рычажных механизмов рычажно-шарнирные схваты:

Р

ычажно-кулачковые:

Р

ычажно-ползунные:

Широкодиапазонный схват обладает возможностью закрепления без переналадки детали с размерами ближайшими (любой размер), обычно выполняются с помощью зубчато-реечных передаточных механизмов.

Широкое применение получил многопозиционный схват.

При наличии на руке робота двухпозиционного схвата, цикл разгрузки - загрузки оборудования сокращается, т.к. совмещаются вспомогательные переходы.

Помимо схватов дозагрузки/разгрузки существуют схваты для смены инструментальных головок, приспособлений, потому что обычно ПР комплектуются наборами типовых схватов, при переходе на обрабатываемую деталь другого типоразмера, обычно меняют не сам схват, а его сменный рабочий элемент – губку.

Требования к схватам:

1. Надежность захватывания и удержания объекта во время разгона и торможения ПР.

2. Точность базирования заготовок в схвате.

3. Недопустимость повреждения или разрушения предмета обработки.

4. Прочность при малых габаритных размерах или массе.

5. При частой смене заготовок схваты должны обеспечивать возможность работы с заготовками различной формы, размерами и массы.

Системы управления ТПП:

В настоящее время используются системы программного управления:

– цикловые - ЦПУ,

– числовые - ЧПУ,

– непосредственно управление от ЭВМ - ЧПУ-ЭВМ.

В системах ЦПУ программируются рабочие циклы, машинные режимы ТП и вспомогательные функции: смазка, при этом цикл работы станка представляет собой совокупность движений основных и вспомогательных рабочихих органов, необходимых для обеспечения заданной функции.

Размерная информация о координатах или величинах перемещений обычно задается аналоговыми средствами (кулачками, упорами), которые воздействуют на путевые переключатели.

Системы ЧПУ (СЧПУ) обеспечивают автоматическое программное управление движениями рабочих органов, их скоростью при формообразовании детали, а также установочными перемещениями, последовательностью выполнения цикла, режимами обработки и вспомогательными функциями опираясь на буквенно-цифровые символы, которые однозначно определяют информацию управляющего алгоритма. Характерным для систем ЧПУ является дискретность задания управляющей программы (УП).

Системы ЧПУ-ЭВМ включают в себя центральную ЭВМ, выполняющую обработку и распределение УП над системой ЧПУ промышленного оборудования. Такая система связана с централизованным групповым управлением производственным оборудованием. Ее особенностью является иерархический принцип выполнения логических вычислительных операций, выполняемых в реальном времени.

Системы ЧПУ:

СЧПУ обладает большой мобильностью. Достаточно изменить несколько символов в программе и можно обработать на станке деталь с различными размерами. Такая система универсальна и максимально автоматизирована.

СЧПУ – это система автоматического управления, в которую вводится информация в виде символов, характеризующих перемещения исполнительных органов оборудования, определяющих траекторию движения или позиционирования заготовки или инструмента, а также весь цикл работы станка.

Классификация СЧПУ:

1. По виду и количеству движения (по кол-ву управляющих координат)

• плоскость X,Y

• объемная обработка X,Y,Z

• объемная обработка и вращение –4

• n-координат управления

2. По виду программоносителя

• с управлением от перфоленты

• с управлением от магнитной ленты

• с управлением от пульта

3. По типу приводов

• со ступенчатым приводом ( управление э/м муфтами)

• с регулируемым приводом (используется двигатель пост. тока)

• с частотным приводом (используется асинхронный двиг. с частотным регулированием)

• с шаговым приводом (шаговый э/дв)

• следящие привода

4. По способу управления двигателем

• позиционные: а) с управлением положения отдельных точек, т.е. технологическая операция проводится после позиционирования рабочего органа

б) с управлением перемещениями вдоль отрезков прямых параллельно направляющим исполнительных узлов.

Такими устройствами оснащают станки сверлильной и координатно-расточной группы.

• контурные

• универсальные –обеспечивают возможность комплексной позиционной и контурной обработки.

Обозначение СЧПУ

2Р22

2Р - модификация

2 – общее количество управляющих координат

2 – количество одновременно управляющих координат

Состав СЧПУ:

СЧПУ состоит из 4 частей:

1. электронное устр-во ЧПУ- блок управления. Он содержит агрегат ввода, вычислитель и интерфейс- блок связи.

2. шкаф электроавтоматики - устр-во управления приводом гл.движения, устр-во управления приводами подач, управление электроавтоматикой станка.

3. технологический пульт - предназначен для наладки оборудования.

4. привода, конечные переключатели и исполнительные механизмы на станке.

Эволюция ЧПУ:

1. устр-во жесткой логики – Класс NC - состоит из: устройства ввода, индексации, хранения информации в буферной памяти. Имеет вычислитель, который производит интерполяцию, обеспечение нужной контурной скорости, разгон и торможение, интерфейс. Устройство типа NC имеет спец. блоки, каждый из них решает свою задачу.

Признаки СЧПУ NC класса:

1. четко выраженная агрегатная структура

2. четкое закрепление функций за каждым блоком

3. жесткий характер связи между блоками

4. параллельное выполнение всех операций, следовательно небольшое быстродействие.

Недостаток: сколько решает задач, столько агрегатов ЧПУ.

2. Класс SNC - устройство с расширенной памятью. Имеет буферную память, в которую может поместиться вся программа. Этот класс ЧПУ позволяет редактировать программы, исправлять кадры.

Агрегаты, настроены на определенный тип операций. Агрегатное построение СЧПУ позволяет осуществлять операции параллельно между агрегатами и последовательно внутри агрегата.

Структура системы SNC:

Устройство ввода и индикации, микропроцессор, вычислитель, интерфейс.

Особенность: возможность отладки УП в режиме диалога. УП может хранится в памяти ЧПУ. Система имеет постоянную память- ПЗУ, операционное - ОЗУ. В ПЗУ хранятся программы постоянного цикла. В ОЗУ – УП. Память этого класса СЧПУ сделана на микропроцессоре.