Предисловие............................
1. Механизация и автоматизация сварочных работ как этап, предшествующий гибкой автоматизации . . ..................
1.1. Набор унифицированных узлов машин для дуговой сварки ZIS 650
1.2. Набор унифицированных узлов установок для дуговой сварки системы MUSA 25 ................... 19
1.3. Дальнейшие этапы развития полностью автоматизированных установок для сварки крупногабаритных конструкций ..... 23
2. Промышленные роботы...................... 29
2.1. Значение сварочных роботов в автоматизации......... 29
2.1.1. Классификация промышленных роботов и область их применения ........................ 29
2.1.2. Развитие промышленной робототехники.......... .50
2.2. Производственные возможности промышленных роботов .... 33
2.2.1. Зона обслуживания.................. 34
2.2.2. Рабочая скорость................... 36
2.2.3. Точность позиционирования............... 36
2.2.4. Способность запоминать информацию и комфорт программирования управления.................. 37
3. Сварочные роботы........................ 41
3.1. Место сварочных роботов в производственном процессе..... 41
3.2. Структура и принцип действия системы унифицированных узлов
Z/S 995 сварочных роботов................. 74
3.2.1. Сортамент унифицированных узлов........... 74
3.2.2. Узлы главных осей................... 75
3.2.2.1. Узел линейного движения Т 400........... 77
3.2.2.2. Узел линейного движения Т 1000........... 77
3.2.2.3. Узлы линейного движения Т 2800 и Т 6300...... 77
3.2.2.4. Узел вращения R 360................ 77
3.2.2.5. Манипулятор DT 360................ 78
3.2.3. Узлы вспомогательных осей............... 78
3.2.3.1. Узлы линейного движения Т 100 и Т 250....... 79
3.2.3.2. Узел наклона S ISO................. 81
3.2.4. Возможные комбинации узлов.............. 83
3.2.4.1. Места сопряжений................. 83
3.2.4.2. Основные конструктивные типы........... 84
3.2.4.3. Сборочные варианты................ 85
4. Управление сварочными роботами................. 92
4.1. Аппаратное обеспечение системы управления позиционированием
Z1S 10-36 ..........'.............. 92
4.1.1. Технические данные.................. 94
4.1.2. Принцип действия................... t)5
4.1.2.1. Измерение линейных и угловых перемещений..... 95
4.1.2.2. Сравнение заданных и действительных величин..... %
4.1.2.3. Осевой привод................... 96
4.1.3. Структура системы управления............. ''6
4.1.3.1. Узел вспомогательных осей............. 97
4.1.3.2. Электропитание .................. 97
4.1.3.3. Центральный блок управления............ 97
4.1.3.4. Узел измерения перемещений............ 97
4.1.3.5. Узел приводов осей................. 98
4.1.3.6. Узел сенсоров................... 98
4.1.3.7. Узел коммутации.................. 98
4.1.3.8. Узел индикации.................. 98
4.1.3.9. Панель управления в двери шкафа.......... 99
4.1.4. Программный накопитель на диодных матрицах...... 100
4.1.5. Программируемый модуль ZIS 12-09 с полупроводниковыми накопителями ..................... 102
4.1.5.1. Питание .................... 104
4.1.5.2. Программирование ................. 105
4.2. Цифровое управление................... 107
4.2.1. Преимущества и недостатки............... 107
4.2.2. Аппаратура...................... 111
4.2.3. Математическое обеспечение.............. 124
4.2.4. Числовое управление и роботы.............. 130
5. Технологическое оборудование сварочных роботов.......... 132
5.1. Технологическое оборудование и аппаратура роботов для дуговой сварки.......................... 132
5.1.1. Сварочная горелка................... 133
5.1.2. Системы подачи сварочной проволоки.......... 136
5.1.3. Источники сварочного тока............... 139
5.1.4. Управление процессом дуговой сварки.......... 141
5.1.5. Компоновка технологической части сварочных роботов . . 152
5.2. Технологическое оборудование и аппаратура роботов для контактной сварки........................ 153
5.2.1. Клещи для точечной сварки ............. 154
5.2.1.1. Клещи с радиальным ходом электрода......... 154
5.2.1.2. Клещи с прямолинейным ходом электрода....... 157
5.2.1.3. Унифицированные узлы Z1S 10-80 клещей для точечной контактной сварки ................. 158
5.2.1.4. Защита от столкновений............... 159
5.2.2. Магистрали питания.................. 161
5.2.3. Трансформатор .................... 161
5.2.4. Мультипликатор.................... 162
5.2.5. Управление технологическим процессом......... 1ЬЗ
5.2.6. Особые виды компоновки робота, трансформатора и клещей
для точечной сварки.................. 165
6. Периферийные системы сварочных роботов............. 170
6.1. Периферийное оборудование................ 170
6.1.1. Манипуляторы для отдельных рабочих участков с преимущественно ручной загрузкой................. 170
6.1.1.1. Сварка малогабаритных узлов............ 172
6.1.1.2. Сварка крупногабаритных узлов........... 175
6.1.1.3. Сварка балочных конструкций............ 177
6.1.2. Рабочие участки с автоматической загрузкой....... 177
6.1.2.1. Примеры исполнения................ 178
6.1.2.2. Магазины заготовок и захваты............ 181
6.1.3. Распознавание объекта................. 182
6.1.4. Защитные и предохранительные устройства........ 182
6.2. Классификация рабочих участков.............. 183
7. Сенсоры ............................ 186
7.1. Технологическая необходимость применения сенсоров..... 186
7.1.1. Задачи, выполняемые сварочными сенсорами....... 186
7.1.2. Определение сенсоров................. 188
7.2. Принципы действия сенсором................ 189
7.2.1. Терминология..................... 189
7.2.2. Физико-технические принципы работы сенсоров...... 191
7.2.2.1. Контактные сенсоры................ 195
7.2.2.2. Индуктивные сенсоры................ 196
7.2.2.3. Оптические сенсоры ............... 196
7.2.2.4. Сенсоры изображения................. 197
7.2.2.5. Лазерный измерительный сенсор........... 198
7.2.2.6. Сенсоры инфракрасного излучения.......... 200
7.2.2.7. Дуговые сенсоры . ................ 200
7.2.2.8. Сенсоры, управляющие процессом.......... 201
7.3. Конструкция и принцип действия некоторых специальных сенсоров .......................... 202
7.3.1. Индуктивный сенсор дистанции............. 202
7.3.2. Оптический сенсор симметрии углового шва....... 204
7.3.3. Оптический сенсор стыкового шва............ 205
7.4. Универсализация специализированных сенсоров........ 206
7.4.1. Распознавание контура зондированием расстояния..... 206
7.4.2. Слежение за кромками листа с помощью сенсоров дистанции 207
7.4.3. Управление процессом с помощью сенсоров дистанции . . . 208
7.4.4. Применение сенсоров дистанции при многослойной сварке . . 208
7.5. Сенсорное управление ................. 209
7.5.1. Сопряжение сигналов сенсоров............. 209
7.5.2. Сенсорное управление без вычислительной машины..... 210
7.5.3. Контурное управление................. 211
7.6. Проблемы внедрения сенсоров............... 212
7.6.1. Опережение сенсором сварочной головки......... 212
7.6.2. Возможности и границы применения сенсоров....... 212
7.6.3. Предпосылки эффективного внедрения сенсоров...... 214
8. Технологическая подготовка внедрения сварочных роботов...... 216
8.1. Планирование внедрения сварочных роботов......... 217
8.2. Структура рабочего участка................. 219
8.2.1. Анализ узлов..................... 219
8.2.1.1. Анализ конструкции с точки зрения возможности ее автоматизированного производства ............ 219
8.2.1.2. Характеристика и систематизация узлов........ 224
8.2.2. Алгоритм выбора варианта робота для дуговой сварки системы
Z/.V 995 с прямоугольными пространственными координатами 228
8.2.3. Загрузка и коэффициент использования сварочных роботов 232
8.2.4. Технологическое время на роботизированных рабочих участках 234
8.2.4.1. Основное время.................. 235
8.2.4.2. Вспомогательное время............... 236
8.2.4.3. Операционное время................ 236
8.2.5. Варианты компоновки робота и периферийного оборудования 236
8.2.5.1. Дуговая сварка или сварка по контуру......... 238
8.2.5.2. Контактная точечная сварка............. 240
8.2.5.3. Многостаночное обслуживание............ 244
8.2.6. Определение технологии прихватки и сварки........ 251
8.2.6.1. Технология прихватки ............... 251
8.2.6.2. Технология сварки................. 251
8.2.6.3. Программирование перемещений и определение производственной мощности................. 252
8.2.7. Аспекты научной организации труда и надежности защиты персонала на роботизированных сварочных участках ....
9. Определение экономической эффективности внедрения сварочных роботов 257
4.1. Экономическая эффективность роботизированных участков . 257
4.2. Анализ экономической эффективности по постоянным и переменным затратам ...................... 261
9.3. Сравнение экономической эффективности путем расчета затрат на производственных участках ................. 263
9.4. Определение экономической эффективности путем сравнительного анализа затрат и прибыли................. 266
10. Определение расположения вспомогательного оборудования при выборе оптимального варианта планировки роботизированного участка 264
Список литературы ...... .................. 279
ПРЕДИСЛОВИЕ
Автоматизация производства на основе внедрения промышленных роботов находится на стадии интенсивного развития. Степень автоматизации повышается, и во всех развитых странах стремятся к минимальному участию человека в технологических процессах.
Доля сварочных роботов в общем числе промышленных роботов остается по-прежнему весьма значительной. Это обстоятельство привело редактора, авторов и издательство к попытке впервые объединить в одной книге накопленные в ГДР и других странах опыт и знания в области проектирования сварочных роботов, их экономичного и осмысленного применения.
Понятно, что такое намерение ограничено возможным объемом и глубиной изложения материала, но, несмотря на это, я надеюсь, что книга заинтересует читателей и будет полезна для их работы.
Благодарю авторов и издательство за их усилия, способствовавшие выпуску профессионально интересной и заслуживающей внимания книги.
Георг Герден
Цена: 150руб.
