ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ПРОМЫШЛЕННЫЙ РОБОТ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ из "Промышленные работы для сварки " Цикл контактной точечной сварки делится на две группы процессов собственно сварка, производимая во время сжатия электродов, и вспомогательные операции, заключающиеся в транспортировании клещей или объекта обработки. Промышленный робот предназначен для автоматизации вспомогательных операций. [c.96] Можно выделить три случая использования промышленного робота при контактной точечной сварке. [c.97] Первый случай является тривиальным и требует применения позиционного транспортирующего робота обычного типа. Второй и третий соответствуют замене промышленным роботом квалифицированного сварщика. Остановимся детально на последнем случае. [c.97] Роль промышленного робота, производящего контактную точечную сварку, заключается в транспортировании сварочных клещей и размещении их в заданных пространственных точках при соответствующей ориентации электродов. Перемещение клещей осуществляется по позиционному методу от точки к точке. В большинстве случаев работа ведется на стационарных объектах, не двигающихся в течение цикла сварки. [c.97] Тем не менее применение универсального позиционного промышленного робота, кисть которого оснащена сварочными клещами вместо схвата, не является оптимальным решением. Так, опыт применения наиболее подходящего для этой цели универсального робота Юнимейт показал сравнительно невысокий предел допустимой скорости точечной сварки [14]. Задача состоит в создании специализированной высокоскоростной машины, в конструкции которой учтены требования технологии сварки. [c.97] Особенностью промышленного робота, выполняющего контактную точечную сварку, является напряженный режим его работы. Контактная сварка точки представляет собой довольно быструю операцию, измеряемую долями секунды. Соображения производительности требуют, чтобы время перемещения не было большим по сравнению с временем сварки. Это означает высокую скорость перемещения, которая приводит к появлению вибраций сварочных клещей при выходе в очередную позицию. Вибрации увеличивают износ механизма и обусловливают динамическую составляющую ошибки позиционирования. Поэтому, чтобы повысить скорость сварки, следует принять специальные меры по подавлению этих вибраций. [c.97] Последняя величина выбрана из расчета, что за один цикл промышленный робот варит от 20 до 100 сварных точек. Однако он должен иметь возможность варить поочередно несколько различных моделей, поступающих в произвольной последовательности. Для этого при обучении в запоминающее устройство робота вводится требуемое количество подпрограмм, а фиксирующее устройство оборудуется специальными датчиками. Последние информируют промышленный робот о том, какая подходит модель, а соответственно с этим меняется и программа сварки. [c.98] Особого внимания заслуживает помехоустойчивость системы управления роботом, так как работа его происходит в тяжелых условиях сильных импульсных помех, вызванных коммутацией сварочного тока клещей, имеющего порядок нескольких тысяч ампер. [c.98] Возможно осуществить несколько вариантов оснащения робота. В первом используется стандартное сварочное оборудование сварочные клещи монтируются на кисть робота, сварочный трансформатор размещается в рабочей зоне сварки и управление технологическими параметрами процесса сварки осуществляется традиционной автоматической аппаратурой. Для синхронизации действий во времени предусматривают каналы внешних связей робота с аппаратурой управления клещами и устройством фиксации заготовки. Основной недостаток этого варианта заключается в том, что толстые силовые кабели вторичного контура, соединяющие сварочные клещи с трансформатором, размещаемым вне машины, оказывают значительную механическую нагрузку на кисть робота, а также ограничивают рабочую зону и выбор позиций для сварки. [c.98] Во втором варианте токоподводящие шины вторичного контура вводят в механическую конструкцию робота, а сварочный трансформатор встраивают в сварочную головку [93] или укрепляют на траверсе руки робота [107]. При этом целесообразно совместить устройство управления технологическими параметрами сварки с устройством управления робота. Здесь появляются проблемы, связанные с увеличением инерции и габаритов нагрузки, а также самого манипулятора. [c.98] Если доступ в рабочую зону затруднен, практикуют иное размещение робота. Например, для сварки внутри кузова автомобиля робот устанавливают на портале в вертикальном положении [116]. [c.98] Динамическая связь между координатами обусловливает вариацию нагрузки на привод и должна быть учтена при разработке системы приводов [27, 81]. Заметим, что изменение взаимного расположения звеньев приводит также к изменению собственных частот нормальных колебаний манипулятора. [c.99] Структурная схема манипулятора с приводом для одной из координат в самом общем случае может быть представлена двумя звеньями звеном привода и промежуточным звеном, связывающим привод с рабочим органом (рис. 43). Специфика конструкции промышленного робота состоит в том, что ни при разомкнутой шаговой, ни при замкнутой следящей (указана на рисунке штриховыми линиями) системе привода рабочий орган манипулятора не охватывается обратной связью. Задаваемое управляющим сигналом и перемещение отрабатывается приводом на выходе силового элемента, а не рабочего органа. Отличие исполнительного движения X от отрабатываемого приводом ф определяется динамическими свойствами механической конструкции промежуточного звена. [c.99] ГГЗ — промежуточное звено РО — рабочий орган. [c.99] Подобная механическая конструкция представляет собой низкочастотную колебательную систему с невысоким демпфированием, переходной процесс которой при остановке привода проявляется в виде низкочастотных затухающих колебаний. Колебания рабочего органа при подходе к позиции для сварки вносят динамическую составляющую ошибки позиционирования и оказываются существенной помехой при быстром темпе смены позиций. Именно они ограничивают скорость обработки при ведении роботом контактной точечной сварки. [c.100] Кривая амплитуды колебаний, вызванных остановкой движения. [c.100] Таким образом, управление движением путем простого включения и выключения скорости привода вызывает появление затухающих колебаний, начальная амплитуда которых при заданном режиме сварки однозначно определяется частотой собственных колебаний 0р и коэффициентом потерь с . [c.101] Для оценки примем следующие значения рассматриваемых величин расстояние между сварными точками Ь = 50 мм] время сварки одной точки т = 0,35 сек круговая частота собственных колебаний промежуточной механической конструкции сОр = = 40 рад/сек коэффициент потерь д, = 0,2. [c.101] Результат расчета по формуле (111.3) графически представлен на рис. 44. Как следует из рисунка, амплитуда колебаний, а значит, и динамическая ошибка возрастают с увеличением скорости сварки. Уже при сравнительно умеренной скорости сварки п = = 50 4- 60 точек в минуту вибрации сварочных клещей становятся недопустимо большими. [c.101] Вернуться к основной статье