Увеличение производительности линии кузовной сборки путём роботизации участка цеха

Введение
Исходные данные 7
1.1 Описание автодетали 7
1.2 Исходные данные для процесса сварки и нанесения клея 14
1.3 Описание промышленного робота 15
2 Транспортировка автодетали 18
2.1 Зажимное устройство для промышленного робота 18
2.2 Выбор типа робота 25
2.3 Типы движения робота 28
2.4 Конвейер 30
3. Стационарная сварка 35
3.1 Стандартное оборудование 35
3.2 Подбор местоположения сварочного оборудования 37
3.3 Заточка колпачков сварочного пистолета 41
4. Организация процесса нанесения клеевого шва 44
5. Станция передачи автодетали 51
6. Калибровка рабочего инструмента 55
7. Организация безопасности 61
8. Настройка и программирование робота 70
8.1 Настройка оборудования робота 70
8.2 Программирование робота 75
Заключение 80
Список используемых источников 81
Купить

Мир становится все более цифровым и прогрессивным. Об этом можно судить, например, по тому факту, что количество роботов, установленных в промышленности по всему миру, за последние десять лет увеличилось более чем втрое.
Робототехника является новым средством комплексной механизации и автоматизации производства, техникой последних поколений, дающей наивысшую эффективность.
Робототехника - это новое комплексное научно-техническое направление, включающее разработку, создание и использование манипуляторов, роботов и роботизированных технологических комплексов, а также связанные с этим организационные, социально-экономические и психологические аспекты, требующие нового научного подхода. Успешно работая в разных сферах, она постепенно доказывает свои преимущества [2, 6].
Автоматизация с помощью роботов обеспечивает производительность, гибкость и безопасность.
Идея замены человеческого труда машиной известна с древних времен. Промышленный робот стал еще одним шагом в развитии гибкой автоматизации для оптимизации производства с возможностью не только постоянно повторять одни и те же операции с гарантированной точностью, но и с возможностью простого перепрограммирования в случае изменения производственной программы пользователя.
Концепция начинается с простых рабочих мест, где робот оснащен позиционером для размещения приспособлений и позиционирования деталей на двух или более станциях, для всей роботизированной производственной линии, где функция приспособлений, включая загрузку и разгрузку деталей, решается роботами [8, 9].
Важными помощниками в мире современной автоматизации в настоящее время являются широко используемые вспомогательные системы, такие как системы визуализации или камеры, которые позволяют роботам удалять и манипулировать крупными деталями.
Однако надежность роботов, их программного обеспечения, высокая производительность и простота эксплуатации являются необходимыми предпосылками для правильного функционирования этих устройств и систем.
Уровень и способы автоматизации производства существенно зависят от его вида и масштабов, и если в массовом и крупносерийном производстве наиболее оправданным является использование автоматических линий, то в среднесерийном и мелкосерийном и единичном производстве комплексная автоматизация стала возможной с появлением ЭВМ, станков с ЧПУ и промышленных роботов.
На базе технологического оборудования с числовым программным управлением и промышленных роботов компонуются многономенклатурные линии, участки, цеха, получившие название гибкого автоматизированного производства.
Основным принципом построения таких гибких производств является модульность. Автоматизация гибкого производства развивается от простого к сложному - первоначально создаются и внедряются гибкие производственные модули (ГПМ), на их основе строятся гибкие производственные комплексы (ГПК) и, наконец, гибкие автоматизированные производства (ГАП).
Дальнейшим их развитием является создание практически безлюдного автоматического производства, где гибкие автоматизированные производства дополняется системами автоматизированного проектирования выпускаемых изделий (САПР) и технологической подготовки их производства, планирования и диспетчерского управления (АСУП).
Цель работы является проектирование роботизированного участка для обеспечения циклической сборки части кузова автомобиля. Объектом работы является кузовной элемент сборки автомобиля. Согласно требованиям технологического процесса, необходимо проектирование процесса сборки элементов кузова автомобиля, включающего точечную контактную сварку, нанесение клеевого шва и транспортировку промышленным роботом.
На основании цели работы можно сформулировать следующие задачи:
1. Анализ исходных данных для проектирования
2. Построение технологической схемы процесса
3. Формирование макета необходимого оборудования для построения технологического процесса (основного, вспомогательного, транспортирующего).
4. Проектирование основного и вспомогательного оборудования для осуществления процесса кузовной сборки
5. Анализ спроектированного оборудования. Расчёт нагрузочных характеристик на промышленный робот.
6. Расстановка оборудования и построение трехмерной модели сборочного участка цеха.
7. Написание программ движения для промышленного робота.
8. Обеспечение безопасности в производственном участке цеха путём программного ограничения рабочей области промышленного робота.
Объектом исследования является кузовная сборка автомобиля.
Предметом исследования является программная реализация технологической сборки кузовной части автомобиля.
Применяемы метод исследования - компьютерное моделирование в системах САПР.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Захватное устройство, спроектированное для транспортировки, стационарной сварки и нанесения клеевого шва на основную сборочную единицу автодетали;
2. Перекладная станция для позиционирования и фиксации захватного устройства с целью передачи автодетали на следующий этап сборки;
3. Компоновка рабочего оборудования и их взаимодействие для обеспечения бесперебойной работы промышленного робота;
4. Концепт безопасности, обеспечивающий защиту обслуживающего персонала в процессе работы сборочного участка;
5. Параметры программирования и траектории движения промышленного робота.
Научной новизной работы являются устройства, спроектированные для кузовной сборки модели автодеталей, а также взаимное расположение оборудования, обеспечивающее циклическую и безаварийную работу участка.
Практическая значимость проекта заключается в возможности использования полученных данных в виде компьютерной модели цеха для реализации сборочного участка на производстве. Использование координат расположения оборудования относительно цехового начала координат позволит расположить оборудование в пределах досягаемости промышленных роботов и сформировать беспрерывную линию сборки кузовной части автомобиля; изготовление оборудования по спроектированным компьютерным моделям позволит гарантирует совместимость взаимодействующего оборудования без коллизий и повреждений кузовной детали или подвижных частей оборудования; применяемое программное обеспечение позволяет симулировать движения промышленного робота и подготовить программные данные для реализации движения промышленного робота, это позволяет исключить программирование движений промышленных роботов «на месте» в цеху, что значительно снижает экономические затраты на реализацию проекта; разработка системы безопасности позволяет исключить несчастные случаи на производстве, что также снижает экономическую нагрузку.

Купить