<<
>>

§ 29. Манипуляторы для вспомогательных работ (автооператоры)

  К рассматриваемой в данном параграфе категории оборудования относятся всевозможные механические укладчики, автопогрузчики и специальные транспортно-подъемные устройства для выполнения вспомогательных операций при сборке и сварке изделий.
В большинстве случаев они представляют собой автоматические многокоординатные механизмы (автооператоры) для перемещения свариваемого изделия или его деталей при выполнении сборочных и вспомогательных межоперационных работ. Применяются они главным образом в механизированных и автоматических поточных линиях сборочно-сварочного производства.
Сравнительно узкая специализация этих манипуляторов обусловливает большое разнообразие их кинематических схем и механизмов и поэтому лишает возможности их четкой классификации и исчерпывающего описания их конструкции по типам. Тем не менее, по своему функциональному назначению рассматриваемые манипуляторы можно разделить на три основные группы: сборочные манипуляторы для перемещения и укладки деталей при сборке изделия под сварку; транспортно-подъемные манипуляторы для выполнения транспортных и перегрузочных операций на механизированных или автоматических линиях; универсальные автооператоры общего назначения (промышленные роботы).
Типичным представителем сборочных манипуляторов является пневматический манипулятор, изображенный на рис. 149. Он смонтирован в станине кондуктора 8 для сборки тавровых балок, являющихся элементами рамы железнодорожного вагона. Манипулятор автоматически выполняет операцию захвата из стопки очередного листа (стенки балки) и укладки его в сборочный кондуктор. Эта операция производится тремя последовательными или частично совмещенными движениями манипулятора в следующем порядке.
Шток пневмоцилиндра 10 опускается вниз, и закрепленная на нем вакуумная присоска 4 захватывает верхний лист из стопки 3. Затем шток с захваченным листом поднимается вверх до отказа, точнее, до регулируемого упора. Для исключения возможности проворачивания штока вокруг своей оси на его конце закреплена круглая направляющая штанга 9, которая при подъеме и опускании штока перемещается в роликах 7, установленных на пневмоцилиндре 10. После подъема штока присоска с листом под действием пневмоцилиндра 6 поворачивается вокруг горизонтальной оси шарнира 5 на угол а lt; 90°. Затем весь главный пневмоцилиндр 10 с присоской и захваченным листом поворачивается под действием пневмоцилиндра 13 вокруг оси шарнира 11 на угол |5, пока транспортируемый лист не примет вертикальное положение и не

Рис. 149. Пневматический манипулятор.


будет прижат к упорам 14 кондуктора 15. Здесь лист захватывается специальными защелками кондуктора и освобождается от присоски, после чего все движения манипулятора повторяются в обратном порядке и он возвращается в исходное положение. Как видно из рис. 149, сумма углов поворота а и 6 должна быть равна 90°.
Очередная стопка листов-заготовок (стенок будущей балки) 3 заранее укладывается на рольганг 2 и после израсходования
дежурной стопки автоматически подается на освободившееся рабочее место с помощью толкателя 1 и пневмоцилиндра 16.

С целью сокращения рабочего цикла и, следовательно, повышения производительности сборочного кондуктора некоторые движения манипулятора могут быть совмещены во времени, например поворот и подъем изделия.
По принципу действия и характеру выполняемых операций рассматриваемый манипулятор можно было бы назвать промышленным роботом, от которого он отличается тем, что программа его движений задается не цифровым кодом или предварительно записанным в его памяти базовым маршрутом, а системой конечных выключателей, механических ограничителей — упоров (например, 12 и 14) и регулируемых демпферов, с помощью которых можно в достаточно широких пределах менять траекторию и скорость перемещения изделия.
На рис. 150 представлена группа манипуляторов, установленных в той же автоматической линии, что и описанный выше манипулятор, но на других позициях. В эту группу входят четыре механизма, установленные в следующей последовательности: съемочный манипулятор 16—20, промежуточный магазин-накопитель 15, разгрузчик магазина 1—4, сборочный манипулятор 5—14.
Манипуляторы разделены между собой промежуточным буферным магазином 15, создающим гибкую связь между соседними рабочими местами, что позволяет исключить необходимость в строгой синхронности работы соседних сборочно-сварочных мест.
Первый из манипуляторов (16—20) снимает изделие — тавровую балочку 21 — с предыдущей позиции 22 (сварочного станка), где балочка была сварена как подузел, и подает ее в буферный роторный магазин 15. Несущие рычаги манипулятора («механические руки») снабжены на своих концах захватами 20 типа зажимных клещей, приводимых в действие пневмоцилиндрами 19. Рычаги поворачиваются вокруг оси 16 (для подачи изделия в магазин) с помощью пневмоцилиндра 18 и реечной передачи 17. При этом рейка соединена со штоком цилиндра, а шестерня заклинена па валу, жестко связывающем оба рычага между собой.
Буферный магазин 15 выполняет не только функции накопителя и промежуточного склада изделий, но и осуществляет их поворот с одновременной подачей в зону действия следующего — второго манипулятора. Магазин поворачивается с угловым шагом 45° и соответственно снабжается восемью гнездами. Ротор магазина имеет привод шагового вращения с угловым шагом 45°. Механизм вращения снабжен датчиками заполнения гнезд магазина. При полной загрузке всех гнезд подача изделий автоматически прекращается до разгрузки магазина сварочным манипулятором.
Очередное изделие (балочка) извлекается из магазина специальным выталкивателем, состоящим из каретки 3 с захватными крюками 4. Каретка при своем движении вправо захватывает крюками полку балочки, а при обратном ходе (влево) вытаскивает





ее из магазинного гнезда на промежуточный столик, откуда она забирается вторым — сборочным манипулятором. Каретка приводится в движение пневмоцилиндром 1 через рычаги 2 и короткие шатуны, шарнирно соединенные с кареткой.
Второй манипулятор (4—14) снимает балочку-подузел с промежуточного столика и передает ее в следующий сборочно-сварочный кондуктор, где она в паре с другой такой же балочкой собирается и сваривается вместе с полосой, образуя таким образом готовый узел — поперечную двутавровую балку платформы вагона. Необходимо отметить, что для подачи второй балоч- ки — подузла в автоматической линии имеется второй комплект манипуляторов зеркального исполнения, который параллельно с первым и одновременно с ним выполняет те же операции со вторым подузлом, входящим в состав поперечной балки вагона.
Манипулятор 4—14 построен по тому же принципу, что и манипулятор, изображенный на рис. 149, поэтому он не нуждается в особом описании. Некоторые узлы этих двух манипуляторов унифицированы и идентичны по своей конструкции.
В сборочно-сварочных линиях непрерывного действия с прямолинейным или круговым движением изделий применяются манипуляторы (автооператоры) для подачи изделий на ходу. Один из таких манипуляторов, примененный в роторном автомате для сборки и сварки тракторных катков, изображен на рис. 151. Манипулятор действует следующим образом. Из загрузочного лотка- питателя i, снабженного системой отсекателей, обе заготовки катка одновременно поступают в приемную призму манипулятора 12. Затем под действием пневмоцилиндра 4 включается фиксатор 5, который при вращении ротора заскакивает в очередное отверстие ротора и входит с ним в зацепление. После этого весь кронштейн манипулятора начинает вращаться вместе с ротором вокруг их общей оси 6. При этом призма 12 находится под рабочим гнездом ротора (сварочным вращателем), в которое надо подать заготовки.
Во время совместного вращения ротора и манипулятора включается пневмоцилиндр 11, под действием которого происходит подъем призмы до уровня зажимных пинолей сварочного враща-


Рио. 152. Транспортно-подъемный манипулятор для кузовов вагонеток:
1 — привод рольганга; 2 — рольганг; з — кантователь-подъемник; 4 — вальцесварочный станок; 5 — рама; 6 — тележка манипулятора; 7 — гидроцилиндр поворота; 8 — гидроцилиндр передвижения тележки.


теля. Затем включается пневмоцилиндр зажимной пиноли вращателя, освобожденная призма манипулятора быстро возвращается вниз^ (под действием пневмоцилиндра 11), фиксатор 5 выходит из зацепления с ротором (под действием цилиндра 4) и после Зтого весь манипулятор иод действием иневмоцилиндра 9 быстро поворачивается вокруг оси ротора, возвращаясь в исходное положение для приема следующих заготовок.
Чтобы облегчить захват заготовок коническими пинолями сварочного вращателя, призма манипулятора 12 установлена на эластичных пружинах, благодаря чему может быть допущена значительная неточность в совпадении осей призмы и вращателя перед зажатием заготовок в конических пинолях.
Общий цикл работы манипулятора длится 12 с.
На рис. 152 изображен транспортно-подъемный манипулятор, установленный в поточной линии производства шахтных вагонеток. Он служит для снятия готового кузова вагонетки с вальцесварочного станка, поворота его на 90° и подачи на рольганг — конвейер поточной линии. Манипулятор представляет собой подвижный кантователь 3, установленный на тележке 6. При выгрузке кузова тележка подъезжает под кузов, находящийся в кондукторе вальцесварочного станка, захватывает его крючьями и отъезжает назад в исходное положение, как показано на рисунке. Дойдя до рольганга 2, кантователь поворачивается гидроцилиндром 7 на 90° и устанавливает кузов вагонетки на ролики приводного рольганга 2. Для предотвращения резкого падения кузова на

Рис. 153. Схемы применения универсальных манипуляторов (автооператоров).


ролики манипулятор снабжен демпфером. Тележка манипулятора передвигается по направляющей раме 5 под действием гидроцилиндра 8. Автоматичность и последовательность всех движений манипулятора (подачи тележки вперед и назад, поворота кантователя и возврата его в исходное положение) обеспечивается системой путевых и конечных выключателей.
Наряду с описанными выше специализированными манипуляторами в сборочно-сварочных линиях (механизированных и автоматических) применяются универсальные автоматические манипуляторы — автооператоры, которые могут выполнять следующие операции: а) захват заготовки с основного транспортера линии; б) перемещение ее в рабочую зону сборочного кондуктора или сварочного станка; в) после сварки или сборки съем изделия со сварочного станка или извлечение его из кондуктора и передача на основной транспортер линии; г) как вариант — перемещение изделия на следующую рабочую позицию линии для дальнейшей его обработки.
Универсальные автооператоры, применяемые в машиностроении, могут иметь до десяти различных движений, в основном прямолинейных и круговых. Практически они используют не более пяти движений. В сварочном производстве чаще всего применяют

автооператоры с тремя транспортно-кантовочными движениями, не считая захватных (на зажимах). Один из таких манипуляторов схематически представлен на рис. 153, а. Он состоит из вертикальной колонки 5, по которой передвигается вверх и вниз гильза с консольной штангой 2. Эта гильза со штангой может также поворачиваться вокруг оси колонки. Штанга несет на себе каретку 1 с захватом, которая передвигается по штанге. Таким образом, автооператор имеет три движения: два прямолинейных (по вертикали и по горизонтали) и одно круговое. Такие автооператоры обычно имеют сменные захваты различных видов: механические неприводные; самозахватывающие, т. е. зажимающие переносимое изделие с использованием его веса; механические приводные (типа клещей) с механизированными приводами; электромагнитные; вакуумные присоски и др.
Любой автоматический оператор состоит из задающей и исполнительной части. Задающая часть обеспечивает необходимую последовательность и продолжительность всех движений автооператора. Если задающее устройство выполнено в виде системы программного управления, то такой автооператор становится переналаживаемым автоматом и его можно применять в серийном и массовом производстве с часто меняющейся продукцией (взамен специализированных манипуляторов).
Различные схемы применения универсальных автооператоров в крупносерийном или массовом производстве сварных изделий приведены на рис. 153, б—-е. На рис. 153, б дана схема применительно к сборочно-сварочной линии для передачи изделия с одной иозиции на другую. На рис. 153, в—д в разных вариантах показано применение автооператоров в крупносерийном производстве сварных изделий в компоновке с линейным конвейером. Здесь автооператоры переносят собираемое или свариваемое изделие с конвейера на рабочую позицию и с рабочей позиции на конвейер со скоростью V. Конвейер перемещает изделия между рабочими позициями со скоростью ук. На рис. 153, е показано применение автооператоров в компоновке с круглым поворотным столом сборочно-сварочного агрегата.
Универсальные автоопера горы изготовляют либо^в виде отдельного устройства с автономным приводом и системой управления, либо встраивают в сборочно-сварочную машину и подключают их к общему приводу обслуживаемой машины. Некоторые современные универсальные автооператоры имеют систему цифрового программного управления и называются промышленными роботами.


<< | >>
Источник: Севбо П. И.. Конструирование и расчет механического сварочного оборудования. 1978

Еще по теме § 29. Манипуляторы для вспомогательных работ (автооператоры):

  1. Устройства для забортных работ и работ на высоте
  2. ВИДЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА
  3. Вспомогательные механизмы и оборудование
  4. § 5. Подрядные работы для государственных или муниципальных нужд Статья 763. Государственный или муниципальный контракт на выполнение подрядных работ для государственных или муниципальных нужд
  5. Выявление предпочтений ЛПР: вспомогательная процедура
  6. Лекция 2 ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ ЛИТЕРАТУРОВЕДЕНИЯ. ТЕКСТОЛОГИЯ
  7. ОБЩИЕ САНИТАРНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВСПОМОГАТЕЛЬНЫМ ПОМЕЩЕНИЯМ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
  8. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДЕЛИТЕЛЬНО-ГРАВЕРНЫХ РАБОТ
  9. Помещения для сварочных и газорезательных работ
  10. Вопросы и задания для самостоятельной работы
  11. Вопросы и задания для самостоятельной работы
  12. Вопросы и задания для самостоятельной работы
  13. Вопросы и задания для самостшггельной работы