PROIECTU II SISTEME CU ROBOŢI INDUSTRIALI DESTINAŢI

8/8/2019 PROIECTU II SISTEME CU ROBOI INDUSTRIALI DESTINAI

1/12

II. SISTEME CU ROBOI INDUSTRIALI DESTINAISUDRII CARCASELOR

Executarea carcaselor n construcia sudat conduce la uurarea considerabil aacestora. Deci la economie de material. Faptul c aceste carcase se asambleaz prin sudare din laminate - plci - tuburi conduce la o mai bun utilizare a metalului,la creterea coeficientului de scoatere.

Executarea prin sudare a carcaselor permite evitarea dezavantajelor care rezult dinexecuia prin turnare: acest lucru este deosebit de important mai ales dac carcasele serealizeaz ca unicate sau n serie mic.

Dezavantajele execuiei n construcia sudat a carcaselor constau n volumul marede manoper de sudura necesar, apariia unor deformaii respectiv tensiuni

interioare, n cazul n care procesul de sudare este executat fr respectarea riguroas aprevederilor procesului tehnologic, poziii incomode pentru sudori manuali i uneoriaccesul dificil al capului de sudare n anumite zone.

Se utilizeaz construcii sudate pentru carcasele urmtoarelor categorii de maini itransmisii:

- reductoare- cutii de vitez pentru maini unelte- maini unelte (batiuri)- maini electrice- maini hidraulice i pneumatice

- maini termice (n special motoare cu aprindere prin compresie)- containere pentru transport feroviar i naval.n figura 1. se prezint cteva exemple de carcase din categoriile enumerate mai sus.

n TABELUL 1. sunt expuse date cu privire la prognoza sudarii carcaselor n ansamblulconstruciilor sudate care fi executate n Romnia Rusia i RDG pna n anul 2010.

Carcasele se asambleaz prin sudare din componente de tip plac (P), buc (B), inele (I),nervuri (N), capace (C), care se execut separat, prin debitare, prelucrare prin achiere,deformare plastic, pregtire (lctuerie, ajustare) etc. n figura 1. sunt indicatecomponentele care se nglobeaz n diferite tipuri de carcase.

1


2/12

Figura 1.

1. Ponderea structurilor sudate de tip carcas nansamblul

construciilor sudate (n %)

2


3/12

Tipul construcieisudate

ara 1986 1990PROGNOZA

1993 2000 2010

Carcasa

Romnia 20 20 19 18 18

Rusia 15 15 16 16 16

RDG 5 5 5 5 5Tabelul 1.

Asamblarea componentelor cu carcase se realizeaz prin suduri de col (n majoritateacazurilor) i suduri cap la cap drepte sau circulare. n vedere evitrii deformaiilor de peurma construciilor i a tensiunilor interne care apar dup rcirea subansamblului sudat,se recomand execuia sudurilor n secvene distanate n spaiu i n timp.

Pentru sudurile n linie dreapta se pot folosi variantele de mparire pe secveneprezentate n figura 2. Pentru sudurile circulare se recomand o mparire pe secvene nconformitete cu figura 2. Se recomand de asemenea executarea custurilor respectiv asecvenelor de custuri prin mai multe treceri, sudarea facndu-se cu intensitatea itensiunea curentului de sudare reduse.

b)Figura 2.

Asamblarea prin sudare a carcaselor se realizeaz n doua etape. n prima etapcomponentele care urmeaz a fi asamblate se instaleaz fiecare separat n cadrul unuidispozitiv de lucru, dup care se prind prin sudur cu custuri scurte succesive idistanele ntre ele. Dimensiunile custurilor scurte ( hefturi ) respectiv distanele dintreacestea se coreleaz cu lungimea total a custurii finale din care face parte.

n a doua etap, carcasa prins cu sudur fiind un corp rigid, se instaleaz ca atare ntr-unal doilea dispozitiv de lucru , n care se execut sudarea final.

Modul de realizare a asamblrii prin sudare din componente a carcaselor descrise maisus, argument pentru executarea sudurilor cu robot industrial, care este folosit avantajosla sudarea unor custuri scurte, drepte sau n arc de cerc, cu pstrarea riguroas asecvenelor traiectoriei i vitezei de sudare programate.

Asamblareaprin sudura cu roboi industriali a componentelor n vederea realizrii

unor carcase de dimensiuni mari i medii se organizeaz n linii de fabricaie flexibil cunivel de automatizare redus. O asemenea linie const dintr-o celul de fabricaie flexibilpentru prinderea provizorie prin sudare a componentelor i una pentru sudarea definitiva carcasei. Ambele celule sunt constituite din cte un robot industrial n coordonate plane,

3


4/12

cilindrice sau carteziene, cu program de traiectorie continu, cte o mas de poziionareorientare cu doua-trei grade de mobilitate cu micare continu, comandate de ctresistemele de conducere ale roboilor, dispozitive de lucru i roboi industriali ncoordonate polare, cilindrice sau sferice.

Dispozitivul de lucru al celulei de fabricaie flexibil pentru prinderea prin sudur acomponentelor carcaselor se compune dintr-o ram tridimensional, pe care suntmontateelemente de bazare de tip plci de sprijin i opritoare i elemente de fixare cuacionare pneumatic, dispuse astfel nct s poziioneze fiecare component n parte.

Rama tridimensional care constituie batiul dispozitivului de lucru se fixeaz peplatforma mesei de poziionare orientare.

Dispozitivul de lucru al celulei de sudare definitiv a carcasei are la rndul ei un batiuformat dintr-o ram tridimensionnal. Elementele de bazare i cele de fixare de genulcelor folosite pentru dispozitivul de lucru din celula pentru prinderea provizorie prinsudur asidur de data asta rabaterea carcasei cu componente asambalte provizoriu prinprinderea provizorie prin sudur ca un obiect de lucru rigid. i n acest caz elementele defixare cu acionare pneumatic sunt comandate de ctre sistemul de conducere alrobotului industrial.

Executarea de ctre robot a custurilor din interiorul corpului carcasei impune uneori

rezolvarea unor probleme dificile de acces al capului de sudare. n vederea soluionriiunor asemenea probleme, unele componente cere mpiedic accesul facil al capului desudare n interiorul carcasei sunt prinse prin sudare n prima celul i se prind prin sudarei se sudeaz definitiv n celula a doua doar dup ce custurile greu accesibile au fostexecutate n prealabil. Spre exemplu sudarea definitiv a carcasei din figura 3.a. n ceade-a doua celul se realizeaz n secvenele notate cu 1 ( figura 3.b.), 2 ( figura 3.c.) i 3 (figura 3.d.). n secvena 1 se execut custurile care asambleaz pereii laterali P aicarcasei cu talpa T respectiv buca B cu pereii laterali P. Aceste elementeau fostasamblate prealabil provizoriu prin prindere prin sudur n prima celul. n secvena 2,peretele interior I asamblat prealabilprin sudura cu buca B1 n afara celulei sepoziioneaz n interiorul carcasei, se prinde prin sudur i se sudeaz definitiv. n

secvena 3 se poziioneaz, se prinde prin sudur i se sudeaz definitiv capacul C.Pregtirea componentelor carcasei se face cu abateri de ordinul 1 - 3 mm de ladimensiunile nominale. Ca urmare, poziiile reale ale rosturilor sunt deplasate cu acelaiordin de mrime n raport cu poziia teoretic.

n vederea executrii automate a acestor suduri cu ajutorul unui robot industrial, acestatrebuie echipat cu un senzor pentru identificarea poziiei reale a rostului.

4


5/12

Figura 3.

Timpul de lucru pentru executarea prinderii prin sudare, respectiv de sudare definitiv acarcaselor de dimensiuni mari i mijlocii fiind mult mai mare n raport cu timpii demanipulare a componentelor, respectiv a carcasei, instalaiile aductoare de evacuare ale

liniei de fabricaie flexibil prin sudare conin n afara meselor de poziionare-orientare,dou aparate de ridicat uzinale sau bimanipulatoare care asist operatorii umani saudescarc dispozitivele de lucru.

Aducerea componentelor pregtite n prealabil n zona celulei de prindere prin sudarerespectiv evacuarea carcasei sudate definitiv din zona celulei de sudare definitiv se facecu mijloace de transport uzinal obinuite.

Asamblarea prin sudur cu roboi industriali a componentelor n vederea realizrii unorcarcase de dimensiuni mici se execut cu nivel de automatizare avansat n linii defabricaie flexibil cu dou celule, una pentru prinderea prin sudur a componentelor icea de-a doua pentru sudarea definitiv a carcasei organizate ca i sistemele de fabricaieflexibil prin sudare a organelor de maini.

Se prezint n continuare pentru exemplificare, o linie de fabricaie flexibil prin sudare aunor semicarcase inferioare pentru reductoare de vitez unghiularcu dou trepte.

Desenul semicarcasei inferioare este redat n figura 4.a., iar n figura 4.b. estereprezentat linia de fabricaie flexibil.

Celula de prindere prin sudur a componentelor carcasei este constituit din masa depoziionare - orientare MPO, dispozitivul de lucru DL cu elemente de bazare i fixare cu

5


6/12

poziii reglabile i robotul industrial RI n coordonate cilindrice cu program de traiectoriecontinu i prevzut cu senzor de rost cu laser.

ncrcarea componentelor n dispozitivul de lucru DL se face de ctre operatorul umanOU manual, cu asistena aparatului de ridicat AR.

Componentele care sunt introduse n dispozitivul de lucru DL sunt aduse n zona celuleide ctre mijloacele de transport uzinal i depozitate n stive.

Elementele de fixare ale dispozitivului sunt acionate pneumatic i intr n funcie

comandate de sistemul de conducere al robotului industrial RI.Masa de poziionare - orientare MPO are o micare continu, comandat servo de ctresistemul de conducere al robotului al robotului industrial RI.

Aceste micri aduc custurile scurte ( hefturile ) care se execut n planul orizontal.

Plcile i nervurile interioare ale carcasei nu sunt prinse prin sudur n cadrul acesteicelule pentru a permite accesul capului de sudare la custurile din interiorul carcasei.

Semicarcase asamblate provizoriu prin prinderea prin sudur se transfer din dispozitivulde lucru DL n dispozitivul de lucru DL al celulei de sudare definitiv.

Dispozitivul de lucru DL este fixat pe platforma masei de poziionare MPO, care

poziioneaz succesiv custurile de executat n planul orizontal.Robotul RI sudeaz definitiv custurile prinse prin sudur n prima celul.

6


7/12

Figura 4.

innd seama de accesul dificil al capului de sudare n sistemul semicarcasei, unelecusturi interioare se realizeaz miscarea continu a robotului i a mesei de poziionare.

Dup terminarea sudrii, custurile prinse prin sudur n celula 1, operatorul umanintroduce n dispozitivul DL plci interioare i nervuri pregtite n locuri de muncexterioare liniei de fabricaie flexibil, apoi robotul industrial RI prinde prin sudur, dup

care sudeaz definitiv n mod succesiv componentele introduse ulterior.Dup terminarea sudrii definitive a semicarcasei ea este eliberat din dispozitiv ioperatorul uman extrage cu ajutorul aparatului de ridicat AR, din dispozitivulde lucru DLi n depune lng celula de unde obiectivul este evacuat cu ajutorul unui electrostivuitor.

Se prezint n continuare alte dou sisteme de fabricaie flexibil prin sudare a unorcarcase.

n figura 5.b. un robot T Cincinati Milacron sudeaz o carcas din componena uneimaini de frezat. n figura 5.a. se prezint schema de organizare a celulei de fabricaie[ 57 ].

7


8/12

Mas de poziionareFigura 5.a.

Fig 5.b.Figura 6.a. reprezint un robot industrial KUKA, prevzut cu senzor de rost prin arcsudeaz o carcas care intr n componena structurii mecanice ale roboilor KUKA.

n figura 6.b. se indic schema de oraganizare a liniei de fabricaie constituit dintr-ocelul de prindere prin sudur i o celul de sudare definitiv.

8


9/12

Figura 6.

n figura 7.a. se prezint desenul schematic al unei celule flexibile de fabricaie prinsudur cu arc a unei carcase pentru un cuptor. n figura 7.b. este redat desenul explodatal carcasei cu evidenierea componentelor care se asambleaz, iar n figura 7.c. schemade organizare a celulei de fabricaie.

Masa de poziionare - orientare din cadrul celulei are o parte cu dou grade de mobilitatecu micare continu i o parte cu un grad de mobilitate cu micare de rotaie discretindexat. Dispozitivul de lucru are ca element de bazare plci suport distaniere i caelemente de fixare clema.

Programul de sudare este optimizat urmrind minimizarea timpilor de trecere de la ocustur la alta i a numrului de micri ale masei de poziionare - orientare.

9


10/12

10


11/12

2. SISTEM PENTRU SUDAREA REPERELOR

TIP CARCASA

Executarea n construcie sudat din laminate: benzi, table, profile, a carcaselor pentru:reductoare, cutii de vitez, batiuri de maini unelte, maini electrice, maini hidraulice ipneumatice, maini termice, containere pentru transport feroviar i naval (figura 1 i 2).

Figura 1 Figura 2

Caracteristici tehnice principale ale sistemului robotizat:

- Dimensiunile reperelor- Productivitate- Precizia de pregtire a reperelor

Numrul operatori Componena sistemului robotizat:- RI - Robot industrial

- MPR - Mas poziionare-orientare- SA - Suport avans srm- SR - Surs de sudare- DA - Dulap de acionare a RI- DC - Dulap comand RI- SGS - Baterie gaz sudur

11


12/12

Caracteristicile modulelor i subansamblelor componente:

Robotul ROPOS - 50

- numarul gradelor de mobilitate 6- capacitatea portant 100 N- spaiul de lucru 4000/3500/1150mm- viteza maxim unghiular 0,5 rad/s- viteza maxim liniar 0,6 m/s- capacitatea memoriei (standard) 32 KO EPROM

20 KO RAM

- numrul de pai ai programului 999- numr intrri/ieiri 60/60- numr programe distincte 4

repetabilitate +/-0,5 mm Masa de poziionare -orientare MPR 320 - MPR 3000- sarcina maxim 3200N-30 000N- diametrul platoului 600-1200mm- viteza de rotaie 0,12-1,2 rot/min- viteza de basculare 1 rot/min- unghiul de basculare 135

Sursa de sudare SR - 630- curent maxim de sudare 630A/60%, resp. 500 A/100%- tensiunea (reglabil continuu) 14-40V- dimensiuni 653/170/885 mm

12

PROIECTU II SISTEME CU ROBOŢI INDUSTRIALI DESTINAŢI

Documents

Transcript of PROIECTU II SISTEME CU ROBOŢI INDUSTRIALI DESTINAŢI