ISBN 5-217-00615-3
Вторая книга справочника, изданного в США под редакцией профессора Ш. Нофа, посвящена вопросам внедрения роботов в шести отраслях: автомобильной промышленности, космической технике, кузнечно-штампо-вочном и литейном производстве, лазерной технике, деревообрабатывающей промышленности. Отдельно рассматриваются сварка, транспортирование и сборка с помощью роботов, а также роботизированный контроль качества. Книга 2 заканчивается обширным словарем (500 терминов).
Для инженеров и руководителей промышленных предприятий и конструкторских бюро.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Часть 6. ПРИМЕНЕНИЕ РОБОТОВ: ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ
Глава 30. Конструкция изделия и подготовка производства . . 13
30.1. Введение ........ 13
30.2. Предварительное обследование
30.3. Классификация технологических 13 процессов ........ 14
30.4. Выбор объекта роботизации . . 18
30.5. Проектирование промышленной робототехнической системы . . 18
30.5.1. Рабочие органы..... 20
30.5.2. Питатели ....... 20
30.5.3. Модификация производственного оборудования . . 22
30.5.4. Изменение конструкции узлов и изделий...... 22
30.5.5. Изменения в технологическом процессе ..... 24
Список литературы........ 24
Глава 31. Эргономика промышленных роботов и оптимизация их работы .......25
31.1. Роль эргономики в робототехнике ..........25
31.2. Анализ рабочих характеристик . 26
31.2.1. Таблицы сравнительной эффективности ......27
31.2.2. Устройство роботов и их классификация.....34
31.3. Разработка технологических процессов ........45
31.3.1. Анализ движений .... 46
31.3.2. Анализ операций и навыков 48
31.3.3. Принципы экономии движений ......... 53
31.4. Проектирование роботизированных ячеек ........ 54
31.4.1. Методы проектирования . 59
31.5. Определение рабочих характеристик .........59
31.5.1. Нормирование труда, изучение рабочих движений и за-jpaT времени при выполнении производственных операций ........60
31.5.2. Метод анализа длительностей движений робота ... 60
31.5.3. Системы моделирования работы роботов.....68
31.5.4. Самообучение роботов . . 69 31.6. Эргономика интегрированных
человеко-машинных систем . . 70
31.6.1. Роль человеко-оператора в робототехнических системах 70
31.6.2. Обучение совместной работе
с роботами......70
Список литературы........71
Глава 32. Методы количественного анализа робототехнических систем ........73
Перечень используемых обозначений . 73
32.1. Введение ........75
32.1.1. Обзор главы . . .... 75
32.1.2. Этапы проектирования . . 75
32.1.3. Обзор численных методов . 76
32.1.4. Выбор методов для различных этапов реализации проекта ......... 76
32.1.5. Структура главы ... .77
А. Планирование реализации проекта робототехнической системы ... 77
32.2. Требования и задачи проектирования ..........77
32.3. Характеристики системы ... 78
32.4. Количественные методы для этапа предварительного проектирования ..........78
32.4.1. Пример планирования . . 78
32.4.2. Линейное программирование 79
32.4.3. Целочисленное программирование .......80
32.4.4. Смешанно-целочисленное программирование ... 80
32.4.5. Совершенствование модели 80
32.4.6. Субоптимальные и эвристи- . ческие методы ..... 80
32.4.7. Параметрические исследования ........81
32.4.8. Преимущества и ограничения моделей и методов планирования .......82
Б. Этап проектирования конфигурации
робототехнической системы ... 82
32.5. Требования и задачи . . . '. 82
32.6. Рабочие характеристики ... 83
32.7. Количественные методы проектирования конфигурации ... 83
32.7.1. Анализ размещения ... 83
32.7.2. Модели массового обслуживания ........84
32.7.3. Модели сетей массового обслуживания ......88
32.7.4. Точность моделей массового обслуживания ...'.. 90
32.7.5. Имитационное моделирование .........90
32.7.6. Теория надежности ... 90 В. Этап эксплуатации системы .... 92
32.8. Требования и проблемы ... 92
32.9. Рабочие характеристики . . 92
32.10. Количественные методы оценки работы системы.....92
32.10.1. Формирование серий и планирование работ ... 93
32.10.2. Имитационное моделирование .........94
32.10.3. Иерархические подходы . 95
32.10.4. Контроль состояния и настройка характеристик системы ........95
32.10.5. Стратегия технического обслуживания.....96
32.10.6. Модификация и развитие системы .......96
Г. Структура систем обеспечения принятия решений........97
32.11. Функции первого уровня ... 98
32.12. Функции второго уровня ... 98
32.13. Функции третьего уровня . . 98
32.14. Интеграция уровней . . . . 99 Список литературы........100
Глава 33. Человеческие факторы в проектировании робототехниче-ских систем ......105
33.1. Введение ........105
33.2. Социальные аспекты .... 106
33.2.1. Высвобождение рабочих . 106
33.2.2. Переподготовка рабочих . Ю7
33.3. Схемы управления и организации рабочих мест . . . . . .110
33.4. Техника безопасности . . . .113
33.5. Работа человека на промышленном производстве ......П5
33.5.1. Конструкция органов управления ........115
33.5.2. Ограничения возможностей человека как производственной единицы......115
33.5.3. Возможности человека по обработке информации и принятию решений . . . . 119
33.5.4. Темп работы :.....123
33.6. Диспетчерское управление робо-тотехническими системами . . 125
33.6.1. Концепция управления . .125
33.6.2. Модели диспетчерского управления ..... . . 125
33.7. Влияние человеческого фактора на проектирование робототехни-ческих систем.......127
33.7.1. Цели исследования . . . 128
33.7.2. Метод исследования . . . 128
33.7.3. Результаты исследования . 129 Список литературы........ 130
Глава 34. Оценка экономической эффективности роботизации . 131
34.1. Введение ........131
34.1.1. Основание необходимости
роботизации ......132
34.2. Оценка экономической эффективности проекта роботизации и его экономическое обоснование • 132
34.2.1. Этап предварительного анализа .........132
34.2.2. Анализ затрат.....133
34.3. Предварительный анализ проекта ...........134
34.3.1. Шаг 1. Выбор альтернативных технологий производства .........134
34.3.2. Шаг 2. Анализ технической осуществимости .... 135
34.3.3. Шаг 3. Выбор объекта роботизации .......135
34.3.4. Шаг 4. Неэкономические соображения и неявные факторы .........135
34.4. Пример анализа: сборка тормозных барабанов.....136
34.4.1. Шаг 5. Сбор и анализ данных .........136
34.4.2. Шаг 6. Решения, касающиеся использования оборудования в будущем.....140
34.5. Этап анализа затрат.....140
34.5.1. Шаг 7. Определение продолжительности периода оценки, полной амортизации и налоговых выплат •......140
34.5.2. Шаг 8. Анализ стоимости проекта........140
34.5.3. Шаг 9. Методы оценки . . 142
34.5.4. Шаг 10. Дополнительные экономические соображения 147
34.5.5. Шаг 11. Рекомендации по результатам анализа . . . 149
Список литературы........149
Часть 7. ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ . . 151
Глава 35. Роботизация изготовления и
обработки деталей . . .151 35.1. Обзор использования промышленных роботов......151
35.1.1. Целесообразность использования роботов .....151
35.1.2. Функциональные возможности роботов.....-151
35.1.3. Классификация приложений роботов .......152
35.1.4. Роботизируемые отрасли промышленности .... 155
35.2. Использование роботов в производстве .........156
35.2.1. Определение понятия «производство» ......156
35.2.2. Литье в постоянные формы 156
ICT
35.2.3. Литейное производство
35.2.4. Кузнечное производство
35.2.5. Термическая обработка
35.2.6. Штамповка ....
35.2.7. Механообработка . .
35.2.8. Обработка пластмасс .
35.2.9. Другие области применения 35.3. Перспективы роботизации про
изводственных процессов
Список литературы.....
Глава 36. Роботы в автомобилестрое
157 158 159 159 159 159 160
160 160
НИИ .........161
36.1. Введение ........161
36.2. Технологические аспекты роботизации .........162
36.2.1. Общие соображения . . . 162
36.2.2. Особенности роботизации автомобилестроения . . 162
36.2.3. Точечная сварка
36.2.4. Дуговая сварка
36.2.5. Склеивание
164 164 166 166
36.2.6. Окраска ...
36.2.7. Нанесение антикоррозийных покрытий.....167
36.2.8. Герметизация швов . . . 167
36.2.9. Перемещение и сборка . . 168
36.2.10. Другие области применения 169
36.3. Перспективы развития .... 169
36.4. Приложения .......170
36.4.1. Правила внедрения роботов 170
36.4.2. Причины возможных ошибок и затруднений .... 170
Список литературы........171
Глава 37. Применение роботов в авиакосмической промышленности ........171
37.1. Роль роботов в производстве авиакосмических средств . . .171
37.2. Основные задачи и способы их решения.........174
37.2.1. Недостаточная точность повторного позиционирования . 174
37.2.2. Отсутствие возможности аналитического программирования .......176
37.2.3. Обеспечение экономической эффективности серийного производства .....177
37.3. Роботизированная сборка в фирме «Локхид».......178
37.3.1. Постановка задачи . . . 178
37.3.2. Требования к конструкции ячейки ........178
37.3.3. Конфигурация базовой роботизированной клепальной ячейки ........179
37.3.4. Работа ячейки.....180
37.3.5. Оценка преимуществ и ограничений системы . . . . 180
37.3.6. Перспективы развития роботизированной сборки 1
Ч"Ч---
Список литературы
фирме «Локхид»
Глава 38. Применение роботов в ли теином, формовочном и куз нечном производстве • . 38.1. Литье под давлением . . . . 38.1.1. Описание технологического
процесса
181 181
182 182
182
1шицс11.а .....
38.1.2. Практическое применение роботов для литья под да--влением .......182
38.1.3. Техническое обслуживание пресс-форм и контроль отливок .........184
38.1.4. Электрический интерфейс . 184
38.1.5. Выбор робота .....184
38.1.6. Преимущества автоматизированного обслуживания . 185
38.1.7. Экономический эффект автоматизации литья под давлением . ........185
38.1.8. Захватывание отливок . . 185 38.2. Гравитационное литье .... 186
38.2.1. Наиболее распространенные способы применения роботов ........186
38.2.2. Литье по выплавляемым моделям ........186
38.2.3. Требования к роботу . . .187
38.2.4. Оснастка робота .... 187
38.2.5. Построение системы . . . 187
38.3. Формование пластмассовых моделей ..........188
38.3.1. Инжекционное прессование . 188
38.3.2. Преимущества автоматизированного обслуживания . 189
38.3.3. Оснастка робота . . .
38.3.4. Прессование в формах .
38.4. Кузнечное производство . .
38.4.1. Кузнечные молоты
38.4.2. Высадка . . .
38.4.3. Свободная ковка
38.4.4. Вальцовка . . Список литературы ....
Глава 39. Применение роботов в литейном производстве . . . 193
39.1. Обрубка отливок......194
39.1.1. Преимущества роботизированной обрубки.....194
39.1.2. Сокращение цикла об- '' ----- .... 194
189 190 190 190 191 192 193 193
рубки ........
39.1.3. Стабильность качества
очистки........195
39.2. Плазменно-дуговая обрезка отливок из серого чугуна .... 195
39.3. Работа с огнеупорным кирпичом ..........195
Список литературы........196
Глава 40. Применение роботов в технологически гибких обрабатывающих ячейках . . . 196
40.1. Применение роботов в гибких обрабатывающих ячейках . . . 1%
40.2. Проектирование высокопроизводительной гибкой обрабатывающей ячейки........197
40.3. Пример гибкой обрабатывающей ячейки .........198
40.4. Захваты, применяемые в обрабатывающих ячейках .... 199
40.5. Устройства управления и программирование ......199
40.6. Эффективность системы . . . 200
Глава 41. Интегрированная роботизированная ячейка лазерной обработки ......200
41.1. Введение ........200
41.2. Выбор номенклатуры изделий . 201
41.3. Структура модуля.....202
41.4. Управляющая ЭВМ модуля . . 204
41.5. Последовательность выполнения операций.......204
41.6. Анализ результатов опытной эксплуатации ....... 205
41.7. Заключение .......205
, Список литературы........205
Глава 42. Роботы в деревообрабатывающей промышленности . 205 4-2.1. Деревообрабатывающая промышленность .......205
42.1.1. Обработка «в размер» . . 205
42.1.2. Сборка .......206
42.1.3. Отделка........206
42.2. Возможности роботизации . . 206
42.3. Выбор операций для роботизации ...........207
42.3.1. Операции обработки «в размер» .........207
42.3.2. Отделка (окраска) .... 208
42.3.3. Отделка (полировка) . . . 208
42.4. Заключение .......208
Список литературы........208
Глава 43. Применение роботов в странах СЭВ.........-209
Список литературы........209
Часть 8. СВАРКА ...... 217
Глава 44. Роботы для точечной сварки 217
44.1. Введение .........217
44.2. Операция точечной сварки . . 217 44.2.1. Последовательность выполнения сварки.......218
44.3. Обзор методов точечной сварки 218
44.4. Конструкция и состав роботизированного устройства для точечной сварки........219
44.4.1. Механическая система . . 219
44.4.2. Сварочный инструмент (головка) ........219
44.4.3. Система управления . . . 221
44.5. Проектирование роботизированных линий точечной сварки . . 221
44.5.1. Собираемые детали . . . 222
44.5.2. Соблюдение геометрической формы изделия.....222
44.5.3. Параметры сварки .... 224
44.5.4. Оценка производительности 225
44.5.5. Технологическая гибкость . 225
44.5.6. Позиционирование и перемещение деталей.....225
44.5.7. Организация рабочего пространства .......226
44.6. Выбор механической структуры робота .........226
44.6.1. Ячейки формообразования и предварительной сварки . . 226
44.6.2. Участки сварки основания кузова ........228
44.6.3. Участки сварки боковин и нижней части кузова . . . 228
44.6.4. Сварка с перемещением робота в вертикальном направлении ........228
44.6.5. Участки окончательной сварки ..........228
Список литературы........228
Глава 45. Роботы для дуговой сварки 228
45.1. Технология дуговой сварки . . 228
45.2. Выбор робота для дуговой сварки ...........229
45.3. Система роботизированной сварки ...........229
45.3.1. Сварочные позиционеры . . 229
45.3.2. Управление роботом . . . 231
45.4. Экономические показатели дуговой сварки........231
45.4.1. Сварочное положение и затраты ........232
45.4.2. Использование роботов и производственные площади . 232
45.4.3. Использование нескольких сварочных манипуляторов . 233
45.5. Расчет затрат на выполнение сварочных работ......233
45.5.1. Стоимость присадочных металлов ........233
45.5.2. Эффективность наплавления 234
45.5.3. Стоимость газа.....234
45.5.4. Затраты на оплату труда . 234
45.5.5. Общие затраты на выполнение сварки.......235
45.5.6. Экономия средств за счет изменения конструкции соединения .......236
45.6. Примеры роботизации дуговой сварки .........237
45.6.1. Опыт роботизации дуговой сварки . . ;.....237
45.6.2. Типы швов .......237
45.6.3. Изменение конструкции изделия ........239
45.6.4. Конструкция зажимных приспособлений ......239
45.6.5. Размеры и вес изделия . . 240
Список литературы........240
Список дополнительной литературы . . 24V Глава 46. Технология роботизированной сварки ......241
46.1. Введение ........241
46.2. Точечная сварка......241
46.2.1. Технические условия . . . 242
46.2.2. Последовательность выполнения сварки......244
46.3. Выполнение дуговой сварки плавящимся электродом в защитном газе.........245
46.3.1. Параметры сварки .... 247
46.3.2. Эксплуатация .....247
46.3.3. Замечания ......249
46.4. Заключение .......249
Список литературы......... 249
Глава 47. Дуговая сварка алюминиевых деталей......250
47.1. Введение ........250
47.2. Описание системы .....250
47.3. Описание задания .....250
47.4. Преимущества роботизированной сварки........251
47.5. Перспективы развития системы 252
Список литературы........252
Глава 48. Дуговая сварка двигателей
переменного тока .... 252
48.1. Сварка корпуса двигателя переменного тока.......252
48.2. Сварочная система ...... 252
48.3. Результаты внедрения .... 253 Глава 49. Применение роботов для дуговой и точечной сварки . .254
49.1. Роботизация дуговой сварки . 254
49.1.1. Дуговая сварка алюминиевых корпусов......254
49.1.2. Дуговая сварка стальных оснований ........ 254
49.2. Точечная сварка автомобильных
кузовов .........255
Ч а с т ь 9. СБОРКА ... 256
Глава 50. Проектирование программно-управляемых сборочных систем .......256
50.1. Введение........ 256
50.2. Разработка методологии проектирования сборочной системы . 257
50.2.1. Локальные и глобальные цели.........257
50.2.2. Методики восходящего и нисходящего проектирования 258
50.2.3. Восходящее проектирование 25J
50.2.4. Нисходящее' проектирование 26( 50.3. Примеры построения систем роботизированной сборки . . .27
271 273
50.3.1. Сборка детонатора . . .
50.3.2. Сборка привода бытового электроприбора . . . ... . 273
50.4. Проектирование роботизированных ячеек.......276-
50.5. Заключение .......277
писок литературы.......278
лава 51. Роботизация сборочных операций ........27ft
51.1. Введение ........27S
51.2. Программируемая сборочная система ..........279
51.3. Проектирование системы' . . . 279
51.3.1. Разработка технического предложения и его согласование ........280
51.3.2. Выбор изделий-кандидатов . 280
51.3.3. Предварительный анализ изделий-кандидатов .... 281
51.3.4. Присвоение приоритетов изделиям-кандидатам ' . . . 283
51.3.5. Подбор группы проектировщиков ........284
51.3.6. Сбор данных и описание выбранного изделия .... 285
51.3.7. Предварительное проектирование архитектуры системы параллельно с предварительной экономической оценкой . 286
51.3.8. Окончательное проектирование архитектуры системы параллельно с предварительной экономической оценкой . . 293
51.3.9. Разработка рабочего проекта системы.......294
51.4. Примеры сборочных систем . . 301
51.4.1. Система 1.......301
51.4.2. Система 2.....
51.4.3. Система 3.....
51.4.4. Система 4.....
Список литературы........
Глава 52. Соединение деталей при
сборке ........30!
52.1. Введение ........30!
52.2. Определения .......30
52.3. Геометрические аспекты соединения деталей.......30
52.3.1. Касание зенковки .... 30
52.3.2. Одноточечный контакт . . ЗС
52.3.3. Двухточечный контакт . . 3(
52.3.4. Обсуждение результатов . 31 52.4. Заедание, заклинивание и условия успешного выполнения сборки...........3
52.4.1. Заедание и заклинивание . 3
52.4.2. Условия успешного завершения сборки ....... 3
52.5. Силы, действующие при соединении деталей, предотвращение заклинивания и устройство податливости с удаленным цент-
302 303 303 304
Цена: 300руб.
