Роботизированные комплексы в металлургии реферат

Обновлено: 02.07.2024

На сегодняшний день 19% от всех промышленных роботов работают на металлургических предприятиях. Вроде бы это и неплохо – каждый пятый промышленный робот. Но сколько это в количественном выражение. В абсолютных цифрах это всего лишь около 120 роботов. 120 промышленных роботов задействованы на всех металлургических заводах нашей необъятной страны. Это, безусловно, крайне низкий уровень внедрения роботов в металлургии.

Металлургические предприятия открывают перед промышленными роботами огромные перспективы. Это легко объяснимо, если мы примем во внимание условия металлургического производства: высокую температуры, вес каждой единицы продукции и т.п. Безусловно, роботы в металлургии не только могут, но и должны заменять людей.

Рассмотрим одну из наиболее часто встречающихся операций практически на всех металлургических заводах – паллетирование чушек готовой продукции. Если эту операцию выполнять вручную потребуется не менее 10-12 человек в смену на одну линию. При этом работать они будут в опасных для здоровья условиях. Правильно организованная конвейерная линия и промышленный робот могут заменить их всех. Именно такую роботизированную линию мы внедрили на одном из заводов компании РУСАЛ.

В данном случае при движении по конвейеру каждая вторая чушка переворачивается, образуя замок с соседними, после чего формируется слой и этой слой укладывается роботом на поддон. Таким образом, кратно повышается не только производительность линии, которая в автоматическом режиме работает круглые сутки, но и качество готовой продукции за счет автоматической выбраковки некачественных чушек.

Как еще могут использоваться промышленные роботы в металлургии?

Промышленные роботы в металлургии могут использоваться для отбора проб жидкой стали из конвертера, замере температуры, уровня металла в конвертере, а также задержке шлака при выпуски плавки. Промышленные роботы-манипуляторы могут широко применяться для маркировки отлитых заготовок, при выпуске металла из печи, при скачивании шлака. Как вы видите потенциал применения промышленных роботов в металлургии огромен. При этом на ряде операций возможно применение обычных промышленных роботов с соответствующим классов защиты, например, в операциях паллетирования и маркировки, в других операциях, в частности, при разливке расплавленного металла применяются специализированные роботы. Зачастую такие роботы имею дублирующие системы управления: для автоматической работы и для дистанционного управления оператором с пульта управления. Применение роботов при разливке металла повышает скорость данного процесса в среднем в 2-3 раза.

Кроме операций разливки металла промышленные роботы могут также применяться для снятия огнеупорного покрытия разливочных ковшей. Применение роботов позволяет не дожидаться полного остывания ковшей, а значит уменьшается их количество и возрастает оборачиваемость. Второе преимущество – это скорость выполнения работы. Роботы справляются с этой работой в несколько раз быстрее. Кроме того, использование роботов для очистки футеровки ковшей безопасно, так как исключает наличие человека. При этом для робота одинаково простоя является очистка любой поверхности ковша.

Это лишь некоторые варианты применения промышленных роботов в металлургии. Если вы хотите внедрить на ваше производство промышленного робота, свяжитесь с нашей компанией, и мы подберем для вас наиболее эффективное решение.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Промышленные роботы в роботизированных технологических комплексах (РТК) механообработки

Общая характеристика промышленных роботов для обслуживания металлорежущих станков

Промышленные роботы по конструктивному исполнению подразделяются на подвесные, устанавливаемые на портале; напольные, устанавливаемые на полу цеха; встраиваемые, устанавливаемые непосредственно на обслуживающем оборудовании (например, на станке).

Подвесные роботы , применяемые для обслуживания металлорежущих станков, как правило, работают в прямоугольной системе координат, т.е. имеют два основных движения – вдоль оси (осей) портала (движение каретки) и в направлении, перпендикулярном оси портала (выдвижение руки по вертикали или под углом к вертикали); в цилиндрической полярной системе координат, т.е. имеют три основных движения – вдоль вертикальной оси портала, поворот руки вокруг горизонтальной оси (качание руки) и выдвижение руки; в цилиндрической угловой системе координат, т.е. имеют три основных движения – вдоль оси портала и качание каждого из звеньев шарнирной руки.

Подвесные промышленные роботы бывают различных исполнений. Кроме основных движений, определяющих систему координат, подвесной робот может выполнять следующие ориентирующие движения: вращение кисти с захватным устройством вокруг оси руки; поворот кисти вокруг оси (одной или двух), перпендикулярной оси руки.

Напольные роботы , применяемые для обслуживания станков, работают, как правило, в цилиндрической системе координат, т.е. имеют три основных движения – подъем руки, поворот руки вокруг вертикальной оси и радиальное выдвижение руки в горизонтальной плоскости. Они выполняют движения, характерные для подвесных роботов, и, кроме того, сдвиг захватного устройства.

Промышленные роботы, встраиваемые в станки , могут иметь компоновку, аналогичную подвесным промышленным роботам, работающим в плоской прямоугольной и полярной цилиндрической системах координат (с тем отличием, что монорельс, по которому движется каретка, крепится непосредственно на станке), а также компоновку, предусматривающую крепление робота спереди к станку и обеспечивающую возможность поворота руки вокруг вертикальной и горизонтальной осей.

Промышленные роботы типа М40П

Роботы выпускаются в двух модификациях: М40.П. 05.02 и М40.П. 05.03.

Промышленный робот с ЧПУ модели М40.П. 05.02 (Рис. 1) предназначен для выполнения операций загрузки-разгрузки металлорежущих станков и другого оборудования. Устройство с ЧПУ позиционного типа позволяет осуществлять различные циклы работы. Промышленный робот может обслуживать группу станков. Наибольшая масса загружаемых деталей 40 кг. Он может быть оснащен двухместными захватными устройствами. Число степеней подвижности пять (без учета движения губок), в том числе три – управляемые от ЧПУ. Имеются устройства для автоматического закрепления и замены рабочего органа в головке робота.

Промышленный робот модели М40.П. 05.03 не имеет механизма привода качания головки. Число степеней подвижности – четыре (без учета движения губок захвата), в том числе три – управляемые от ЧПУ.

Промышленный робот имеет портальную конструкцию. Каретка перемещается по монорельсу и приводится в действие электрогидравлическим шаговым двигателем, который через редуктор и зубчатое колесо соединен с рейкой.

На каретке закреплен корпус ползуна, по которому перемещается на опорах качания ползун. На конце ползуна, на его оси закреплена рука в виде двуплечего рычага. Рука совершает качательные движения вокруг этой оси с помощью линейного электрогидравлического привода, размещенного на кронштейне, закрепленном на корпусе. На конце руки закреплена головка, в которой устанавливается захватное устройство. Внутри головки размещаются привод поворота шпинделя, в котором устанавливается захватное устройство, и привод перемещения его губок.

Опорная система разбита на ряд небольших узлов, что позволяет создавать различные модификации робота, отличающиеся друг от друга общей длиной (одно-, двух- и трехпролетные).

Захватные устройства и другие механизмы устанавливаемые в шпинделе, оснащены хвостовиком, опорным фланцем, имеющим клиновое гнездо под ролик фиксатора, а также центрирующим фланцем для базирования устройства в магазине. На опорном фланце может закрепляться кронштейн с элементами пневмо- и электроразъемов. Через хвостовик проходит тяга, передающая движение захватному устройству.

Промышленные роботы типа М20Ц

Роботы типа М20Ц (рис. 2) построены на агрегатной основе и предназначены для выполнения операций загрузки-разгрузки металлорежущих станков и другого оборудования, в том числе с ЧПУ.

Роботы выпускаются восьми модификаций, отличающихся компоновкой обслуживаемого оборудования, характером (серийность) производства, в котором это оборудование используется, а также числом рук (одна или две), наличием движении наклона руки и кантователя. Все движения исполнительных элементов роботов могут осуществляться в любой последовательности и независимо друг от друга. Очередность их выполнения устанавливается кнопочным набором программы на пульте системы управления промышленного робота. Максимальная масса загружаемой детали 10 кг. Типовые детали: фланцы 40 – 200 мм и высотой до 100 мм; валы 20 – 60 мм и длиной свыше 150 мм.

Для работы с деталями типа фланцев применяют роботы с двумя руками и одноместными захватными устройствами для работы с деталями типа валов – роботы с одной рукой и двухместным захватным устройством. Промышленный робот приспособлен для работы с накопителем при укладке фланцев стопками переменной высоты.

Рис. 1 – Промышленный робот М40.П. 05.03

Рис. 2 – промышленный робот М20Ц.1 – монорельс, 2,3 – руки, 4 – каретка

Рис. 3 – Мостовой промышленный робот

Промышленные роботы восьми модификаций имеют портальную конструкцию. Каретка 1 перемещается по монорельсу 2. Привод каретки осуществляется от электродвигателя 4 через зубчатый редуктор 5. Выходной вал редуктора несет реечную шестерню, которая зацепляется с зубчатой рейкой 3. С другим концом вала связан электромагнитный тормоз 6.

На каретке закреплены (в зависимости от исполнения может и отсутствовать) одна или две одинаковые поворотным плиты, к которым крепятся корпуса выдвижных рук (также одинаковых). На основании поворотной плиты шарнирно закреплен пневматический цилиндр, при срабатывании которого плита вместе с рукой отклоняется от вертикали.

Рука перемещается в корпусе на роликах. В нижней части руки установлен шпиндель, в котором закрепляется захватное устройство.

Мостовые и портальные электромеханические агрегатно-модульные промышленные роботы

Мостовые и портальные электромеханические агрегатно-модульные роботы предназначены для автоматизации обслуживания, включая элементы переналадки, металлорежущего оборудования, входящего в гибкие производственные модули и роботизированные технологические комплексы, в условиях мелкосерийного и серийного многономенклатурного производства. Они могут применяться и для других технологических операций, например для переналадки штабелирования.

Модификации мостовых и портальных промышленных роботов отличаются друг от друга: количеством рук (одно- и двурукие); степенями подвижности кисти (1, 2, 3); наличием устройств автоматической смены захватов; длиной ходов переносных степеней подвижности. Модификации промышленных роботов образуются набором унифицированных единиц (модулей и узлов), к которым относятся: эстакада, мост и др.

Модули этих промышленных роботов, в свою очередь, образованы набором унифицированных агрегатных узлов: колонны, балки с направляющими, каретки, руки, кисти, механизм смены захватов и т.д. Мостовой электромеханический агрегатно-модульный промышленный робот представлен на рис. 3. На колоннах 1, закрепленных на полу, установлены два ряда балок 2 с направляющими продольного перемещения, зубчатыми рейками, целью энергоподвода и т.д. По направляющим движутся две каретки, соединенные между собой траверсой 3, на которой установлены направляющий поперечного перемещения со своими зубчатыми рейками, приводом, цепью энергоподвода и т.д.

По направляющим траверсы перемещается каретка 4 с закрепленной на ней рукой 5 с реечным механизмом вертикального перемещения, приводом каретки и цепью энергоподвода. К нижней части руки крепится кисть, приводы которой закреплены на верхнем фланце руки. На выходном фланце кисти смонтирован механизм автоматической смены захватов со всеми коммуникационными розетками.

Промышленные роботы данных моделей сконструированы по агрегатно-модульному принципу, в результате чего возможно создание модификаций роботов с требуемыми функциональными возможностями и оптимальным уровнем автоматизации.

Применение высокоэффективных электроприводов с транзисторными преобразователями в сочетании с позиционно-контурной системой управления обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики промышленных роботов, а также надежность работы при применении их в автоматизированных производственных системах.

Промышленный робот модели М10П.62.01

Промышленный робот с числовым программным управлением модели М10П.62.01 предназначен для автоматизации загрузки-выгрузки деталей и смены инструмента на металлорежущих станках с ЧПУ.

Промышленный робот устанавливается на станок, образуя с ним комплекс (станок – промышленный робот), который может являться базой для создания гибких производственных модулей, предназначенных для продолжительной работы без участия оператора. Управление роботом и станком осуществляется от автономной системы управления.

Координаты перемещений захвата робота приведены на рис. 4. На основании робота установлен электродвигатель постоянного тока со встроенным датчиком обратной связи. Через приводной ремень вращение передается на червячный вал и червячное колесо. Червячный вал установлен в конических роликовых подшипниках, а червячное колесо – в шариковом сдвоенном радиально-упорном подшипнике и шариковом радиальном подшипнике.

Рис. 4. Координаты перемещения захвата робота мод М10П62.01: а – движение руки вперед и вниз; б – центральное положение; в-движение руки вниз и в сторону

Компоновки РТК зависят от конструкции и кинематической схемы ПР, определяющих размеры и форму его рабочей зоны.

На базе одних и тех же моделей станков можно создавать РТК различных компоновок, комплектуемые ПР с различными техническими и технологическими возможностями. В основном используют три вида компоновок РТК: 1) однопозиционный РТК, состоящий из одного станка, обслуживаемого одним ПР (напольным, портальным или встроенным в станок); 2) многопозиционный РТК круговой компоновки, состоящий из двух-трех станков, обслуживаемых ПР напольного типа; 3) многопозиционный РТК линейной и линейно-параллельной компоновок, состоящий из двух и более станков, обслуживаемых портальным ПР.

При одинаковых составе оборудования, производственной программе и номенклатуре обрабатываемых деталей, линейные компоновки по сравнению с круговыми имеют следующие преимущества: требуемая для размещения РТК производственная площадь в 1,4 раза меньше; большие удобство и безопасность обслуживания (переналадка и ремонт оборудования не требуют остановки всего РТК, более благоприятные условия для визуального наблюдения за работой оборудования); увеличивается число обслуживаемых станков (до 5–6 против 2–3 при круговой компоновке); сокращается время передачи заготовки от станка к станку.

Комплексы типа РТК – 1 создаются на базе ПР, работающих в плоской прямоугольной системе координат, из одного или двух однотипных станков с применением линейной компоновки. Комплексы должны комплектоваться вспомогательным оборудованием для автоматической подачи ориентированной заготовки на загрузочную позицию (тактовыми столами, шаговыми транспортерами, приводными магазинами – накопителями), расположенными в плоскости работы ПР.

Комплексы типа РТК- 2 создаются на базе портальных ПР, работающих в ангулярной цилиндрической системе координат, из однотипных и разнотипных станков в количестве от двух до шести единиц технологического оборудования с использованием линейной и линейно-параллельной компоновки. Комплексы оснащаются входными, выходными и промежуточными (между станками) накопителями. Поскольку ПР могут брать заготовки из разных точек и укладывать изделия в тару, возможно использование вспомогательного оборудования, не имеющего приводных механизмов.

Комплексы типа РТК- 3 формируются на базе ПР, работающих в цилиндрической системе координат, из одного станка с горизонтальной осью шпинделя и ПР. В качестве вспомогательного устройства используется сменная тара, обеспечивающая хранение деталей в ориентированном виде с заданным шагом расположения.

Комплексы типов РТК-4 и РТК- 5 строятся на основе ПР, работающих в цилиндрической и сферической системах координат. Комплексы имеют преимущественно круговую либо линейно – параллельную двухрядную компоновку и могут состоять из одной – трех единиц технологического оборудования.

15с. В реферате рассмотрено современное состояние развития электрофизических методов обработки и показана возможность их роботизации.
Имеются разделы:
Современное состояние развития электрофизических методов обработки и возможность их роботизации.
Роботизированные установки для напыления тонкослойных покрытий на поверхность листового материала.
Список литературы. 3 ист.

Аншин С.С., Бабич А.В. Проектирование и разработка промышленных роботов

формат djvu
размер 3.07 МБ
добавлен 09 октября 2008 г.

С. С. Аншин, А. В. Бабич, А. Г. Баранов и др.; Под общ. ред. Я. А. Шифрина, П. Н. Белянина. — М.: Машиностроение, 1989г. —272 с. — (Автоматические манипуляторы и робототехнические системы). В книге отражен опыт проектирования и разработки серийно выпускаемых в СССР промышленных роботов (ПР). Изложены принципы построения ПР, методы их расчета, конструирования и проектирования. Описано устройство ряда отечественных ПР и даны их характеристики. Рас.

Бансявичюс Р.Ю., Иванов А.А. Промышленные роботы для миниатюрных изделий

формат djvu
размер 2.99 МБ
добавлен 05 апреля 2009 г.

Р. Ю. Бансявичюс, А. А. Иванов, Н. И. Камышный и др.; Под ред. В. Ф. Шаньгина. —М,: Машиностроение, 1985г. — 264 с. — (Автоматические манипуляторы и робототехнические системы). В книге освещен опыт создания и применения сверхлегких промышленных роботов для манипулирования миниатюрными объектами. Рассмотрены управляемые роботы, функционирующие в составе технологического оборудования и исследовательских комплексов. Описаны варианты их структурной.

Бурдаков С.Ф., Дьяченко В.А., Тимофеев А.Н. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов

формат djvu
размер 2.74 МБ
добавлен 04 мая 2009 г.

Воротников С.А. Информационные устройства робототехнических систем

формат djvu
размер 22.36 МБ
добавлен 27 сентября 2010 г.

Малахов М.В., Нейбергер Н.А., Сидорин Г.Н. Монтаж, наладка, эксплуатация и ремонт промышленных роботов

формат djvu
размер 4.35 МБ
добавлен 21 сентября 2011 г.

М.: Металлургия, 1989. - 224 с.: ил. Промышленные роботы и роботизированные комплексы: общие сведения; подготовка производства к использованию; порядок и правила монтажа, наладки и эксплуатации и ремонта механических,информационных систем, электро-, пневмо- и гидрооборудования, устройств управления. Практические примеры.

Малахов М.В., Нейбергер Н.А., Сидорин Г.Н. Монтаж, наладка, эксплуатация и ремонт промышленных роботов

формат pdf
размер 23.1 МБ
добавлен 21 сентября 2011 г.

Мачульский И.И., Запятой В.П., Майоров Ю.П. и др. Робототехнические системы и комплексы

формат djvu
размер 4.03 МБ
добавлен 21 августа 2009 г.

Учеб. пособие для вузов/ И. И. Мачульский, В. П. Запятой, Ю, П. Майоров и др.; Под ред. И. И. Мачульского. М.: Транспорт, 1999г. — 446 с. Приведены теоретические основы робототехники и общие сведения о манипуляторах и роботах, основы создания систем автоматизированного проектирования манипуляционных систем, приводов, передаточных механизмов, захватных устройств и несущих конструкций манипуляторов и робототехнических комплексов больший грузоподъе.

Назаров Х.Н. Робототехнические системы и комплексы

формат pdf
размер 2.03 МБ
добавлен 12 июля 2011 г.

Т.: ТГТУ, 2004 Учебное пособие, 102 стр. Роботы и их применение в робототехнических и гибких производственных системах Математическое описание роботов Робототехнические системы и комплексы Робототехнические комплексы сборочных операций Робототехнические комплексы механической обработки Робототехнические комплексы кузнечно - прессовых операций Робототехнические комплексы литейного производства и гальванопокрытий Роботизированные сварочные комплекс.

Реферат - Использование планетарных передач и мехатронных моделей в робототехнике

формат doc
размер 25.06 МБ
добавлен 05 ноября 2010 г.

МГТУ им. Н. Э. Баумана, 16 стр. Факультет "Робототехника и Комплексная автоматизация (РК)" Специальность "Робототехнические системы (РК-10)" Дисциплина "Проектирование и Конструирование Мобильных Роботов (ПКМР)", 4 курс Содержание: Мехатронный модуль Преимущества мехатронных модулей Обобщенная структура мехатронной системы Методика расчета универсального мехатронного модуля Планетарные передачи Распространённые передачи КПД планетарных передач.

Тимофеев А.В. Адаптивные робототехнические комплексы

формат djvu
размер 2.68 МБ
добавлен 16 сентября 2008 г.

Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988г. — 332 с. В книге изложены принципы, методы и средства конструирования адаптивных робототехнических комплексов (РТК). Рассмотрены вопросы гибкого программирования и адаптивного управления РТК. Описаны различные типы манипуляционных и транспортных роботов, станков и обрабатывающих центров с микропроцессорными системами адаптивного управления. Рассмотрены особенности систем адаптивного контроля и перспе.

В качестве примера можно привести робот-манипулятор для разливки цветного металла. Традиционно разливка металла считается тяжёлой работой, которая помимо больших физических нагрузок требует постоянной концентрации внимания, предельной аккуратности и точности.

Как правило, подобные механизмы оснащаются сенсорными датчиками, позволяющими контролировать наличие и местоположение форм для отливки (на тот случай, если по каким-то причинам произошёл сбой на линии). Помимо этого, робот может получать в режиме реального времени информацию о температуре расплавленного металла, что даёт возможность соблюсти технологические нормы и избежать получения некачественного продукта из-за перегретого (или, наоборот, слишком холодного) металла.

Очистка ковша от застывших остатков также происходит автоматически, что позволяет сделать процесс разливки полностью автономным и независимым от человека. Остаётся лишь добавить, что роботизация повышает скорость разливки металла в среднем в 2-3 раза.

Помимо операций, предусматривающих в том или ином виде контакт с металлом, большое распространение получили роботы, предназначенные для снятия огнеупорного покрытия. В частности, для снятия огнеупорного покрытия разливочных ковшей. Обычно эта процедура выполняется вручную с помощью отбойных молотков, поэтому, прежде чем приступить к работе, необходимо дать ковшу остыть до приемлемой температуры. При этом сам процесс остывания может занять несколько часов, что в конечном итоге приводит к необходимости увеличения общего количества используемых ковшей, а также к увеличению площадей, предназначенных для их хранения и очистки.

По большому счёту, робот манипулятор для снятия огнеупорного покрытия (футеровки) представляет собой тот же самый отбойный молоток, но с той только разницей, что ни о каком ручном труде здесь говорить не приходится, а управление осуществляется человеком с безопасного расстояния. Первое преимущество, которое даёт роботизация процесса очистки ковша – это возможность работы при значительно более высоких температурах, что позволяет уменьшить в разы время между последней разливкой металла и началом очистки. Второе преимущество – скорость.

К роботизированной же очистке вышеперечисленные трудности не имеют никакого отношения. Более того, долото, которым оснащён робот, имеет значительно большую ударную мощь по сравнению с обычным отбойным молотком, что также позволяет сократить время очистки.

Если процесс остывания разливочного ковша длится несколько часов, то остывание внутренней поверхности доменных печей может занять несколько дней. Учитывая замкнутость пространства и невозможность создать надлежащую приточную вентиляцию, становится понятным, почему промышленные роботы манипуляторы используются и для снятия огнеупорного покрытия доменных печей. Однако по своим характеристикам они значительно отличаются от моделей, предназначенных для очистки ковшей.

Во-вторых, для контроля и управления используются телекамеры.

Читайте также: