641bb ciobanualexandru.docx

8/14/2019 641bb CiobanuAlexandru.docx

1/33

Universitatea POLITEHNICA Bucuresti

Facultatea Ingineria si Managementul Sistemelor Tehnologice

CONCEPTIA SI EXPLOATAREA SISTEMELOR DE PRODUCTIE

ROBOTIZATE

Titular curs: Student:

Prof. Dr. Ing. Adrian Nicolescu Ciobanu Alexandru

Coordonator Proiect: Grupa:As. Dr. Ing. Cezara Avram 641BB


2/33

CUPRINS

Capitolul 1: Prezentarea celuleiCapitolul 2: Prezentarea robotului folosit in aplicatie

Capitolul 3: Prezentarea generala a structure

robotizate

Capitolul 4: Prezentarea celulei asamblate


3/33

Capitolul 1: Prezentarea celulei

Necesitatea implementrii roboilor industriali n aplicaii de prelucrare prinachiere:

- automatizarea unor operatii efectuate traditional manual- acoperirea unor domenii de activitate cu risc crescut de accidente- cost mai redus fata de masinile-unelte cu comanda numerica- posibilitatea reconfigurarii aplicatiei si extinderii spatiului de lucru- manevrabilitate foarte buna pentru pozitionarea si orientarea efectorului,- posibitatate de programare on-line / off-line,- capacitate ridicata de implementare a sistemelor senzoriale pentrumonitorizarea functionarii / comanda adaptiva

Clasificarea operaiilor de prelucrare robotizat cu scule cu antrenare proprie nfuncie de puterea de achiere necesar a fi dezvoltat

- Prima condiie pentru ca un sistem tehnologic s fie capabil de a realizaaplicaiile pentru care este conceput este ca acesta s se ncadreze n

parametrii funcionali caracteristici pe ntreaga perioad n care este supusobiectului activitii sale. n acest sens, lund n considerare specificulaplicaiilor de prelucrare prin achiere cu scule cu antrenare proprie, rezultc att structura ct i caracteristicile funcionale ale sistemelor robotizatetrebuie analizate n concordan cu ansamblul factorilor de influen cecondiioneaz exploatarea specific a acestora.

- Din acest punct de vedere specificul aplicaiilor robotizate de realizare aoperaiilor de prelucrare prin achiere permite identificarea ca prim factormajor de influen a nivelului solicitrilor induse de procesul tehnologic(sistemul de fore ce apare n zona de contact scul-pies), un rol deosebit deimportant n analiza corect a comportrii in exploatare a sistemelor robotice

reprezentandu-l identificarea modului in care aceste solicitari condiioneazintegrarea eficient exploatarea optimala a roboilor industriali integrati nastfel de aplicaii.

- Avand astfel in vedere faptul ca principalul factori de influena nconfigurarea optim a aplicaiilor robotizate de prelucrare prin achiere lreprezinta specificul operatiilor tehnologice de prelucrare prin achiere

posibil a fi realizate n cadrul unei anumite aplicaii robotizate si nivelul


4/33

puterii de aschiere necesare realizarii acestora. Din acest punct de vedere

procesele de prelucrare prin achiere posibil a fi realizate n cadrulaplicaiilor robotizatepot fi mprite n trei categorii majore:

Operaii de prelucrare ce necesit puteri mici de achiere Operaii de prelucrare ce necesit puteri medii de achiere Operaii de prelucrare ce necesit puteri mari de achiere

Operaii de prelucrare ce necesit puteri mici de achiere

Caracterizare

- puteri de aschiere < 800W

- tipurile de operaii tehnologice din aceast categorie includ n mod uzualsemifinisari (teiri de muchii active ale suprafeelorprelucrate anterior pe pies),debavurri (n special n cazul reperelor obinute prin injecie de mas plastic nmatri), tieri i guriri (pn la un diametru de 4 mm n cazul oelurilor slabaliate i 6 mm n cazul aliajelor de aluminiu, materialelor plastice sau lemnoase,textolit, etc.) i n general materiale cu duritate sczut, cu valori limit superioaren jur de 100 HB

- tipologia RI utilizati:

cu arhitectura generala de tip brat articulat, preponderent custructura cinematica de ansamblu de tip lant cinematic deschis

avnd n vedere att masa echiprii tehnologice specificerealizrii unor astfel de operaii tehnologice, ct i necesitateade a prelua eforturile de achiere caracteristice (generate ntimpul realizrii procesului de achiere), valorile superioarereferitoare la sarcina portant limit a roboilor utilizabili pentruastfel de aplicaii sunt uzual de pn la 20kg;

- echiparea tehnologica poate fi de tip:

efector individual de tip scula cu antrenare proprie +sistem de cuplare decuplare automata a efectorilor

(ambele cu actionare pneumatica),

efector multiplu (25 efectori) + sistem de indexare aefectorilor in pozitia de lucru (ambele cu actionarepneumatica)


5/33

- efectorii cu care se echipeaza RI pot fi din categoria:

scule cu antrenare proprie (pneumatica) cu complianta radiala,pentru realizarea operatiilor de frezare / debavurare;

scule cu antrenare proprie (pneumatica)cu complianta axiala pentru realizarea operatiilor de gaurire, largire, tesire muchii

alezaje;

pentru realizarea operatiilor de finisare de tip slefuire, polizare,lustruire etc.;

- scule cu antrenare proprie (electrica) fara complianta, monoax sau

multiaxe;

Observatii:

Pentru situatiile in care se utilizeaza sisteme de cuplare decuplare automata aefectorilor / sisteme de indexare a efectorilor in diferite pozitii de lucru, cu

actionare pneumatica, se recomanda alegerea unor efectori cu actionare de acelasi

tip. Exista si posibilitate selectarii unor variante de efectori cu actionare electrica in

asociere cu sisteme de cuplare decuplare automata a efectorilor cu actionare

pneumatica, dar acest lucru necesita adoptarea unor solutii de conectori cu

posibilitate de transmitere a ambelor tipuri de fluxuri energetice / informationale

(electric + pneumatic).

Celula de prezentat este similara celei din figura 1, fiind dedicataprelucrarilor prin aschiere efectuate de catre scule cu antrenare proprie de putere

mica / medie, manipulate de roboi industriali cu structura de tip brat articulat,reperul fiind fixat pe un sistem perirobotic

Piesa ce urmeaz a fi prelucrat este fixat pe un post de lucru dotat cu unsistem perirobotic de poziionare-orientare suplimentar a reperului de prelucrat (ngeneral fiind necesare doar micri de orientare de tip roll i pitch). Poate fi utilizatun singur post de lucru sau pot fi montate dou posturi de lucru pe un acelai

sistem de poziionare pentru a fi redus timpul auxiliar de ncrcare / descrcare areperului de prelucrat n postul de lucru n care opereaz robotul i respectiv a fisuprapui timpii de lucru i timpii auxiliari necesari ncrcrii / descrcrii,centrrii i fixrii reperului de prelucrat n dispozitivul de prindere-fixare aacestuia.


6/33

Capitolul II: Prezentarea robotului folosit in

aplicati

Fig.1 Fig.2

Caracteristici:

-Intinderea maxima a bratului : 1611 mm;

- Sarcina portanta maxima : 16 kg;

- Incarcatura maxima : 46 kg;

- Grade de libertate : 6

- Mod de montare: la sol, pe perete;

- Greutate: 235 kg;


7/33

- Nivel zgomot :


8/33

Fig.


9/33

Fig.

Fig.

Fig.

Fig.


10/33

Fig.

Fig. Fig.


11/33

Fig. Fig.

Fig.

Capitolul 3: Prezentarea generala a structurerobotizate

Acest sistem perirobotic este prevazut cu doua posture de lucru. Pe o parterobotul realizeaza operatiile de prelucrare in acelasi timp ce pe cealalta parte

operatorul uman realizeaza incarcarea/descarcarea piselor. Piesele de prelucrat

se rotesc in jurul unei axe, aceasta reorientare putandu-se realuza si in timpul

operatiilor de prelucreare. Un panou este montat intre cele doua statii care are

rolul de a proteja operatorul uman.


12/33

Specificatii:

- Sarcina portanta : 300 kg;

- Sarcina maxima intre parti : 200 kg;

- Cuplu maxim continuu : 350 Nm;

- Moment maxim : 650 Nm;

- Timp de indexare: 3.4-3.8 s;

-Acuratete: +/- 0.05 mm;

Fig.


13/33

Fig.

Fig.


14/33

Fig.


15/33

Efector ATI RC-660

Generalitati:

Sculele cu complianta radiala sunt unitati robuste actionate de o

turbina,utilizate pentru debavurarea unei mari varietati de materiale cu ajutorul

unui robot industrial sau a unei masini CNC; sunt destinate pentru indepartarea

bavurilor provenind din planul de separare sau ale bucatilor de material;urmaresc

profilul piesei si compenseaza neregularitatile suprafetei,mentionand o forta

reglabila constanta;de obicei; aceste scule nu necesita ungere;complianta este

realizata prin presiunea aerului aplicata pe axul unitatii;pot fi folosite freze

industriale standard pentru debavurare; in multe cazuri pot atinge puncte mai

adanci sau pot lucra in spatii mai restranse decat unitatile cu compliantaaxiala;design-ul permite atingerea unei game mai mari de puncte de accest pentru

programarea robotului.

RC-660 este o scula robusta, de mare vitez,cu complianta radiala utilizatapentru operatii de debavurare,finisare,semifinisare materiale precum aluminiu,

plastic, otel, etc n comparaie cu sculele cu complianta axiala, sculele cucomplianta radiala sunt special concepute pentru indepartarea adaosurilor de

prelucrare,tehnologice etc.

Caracteristici:

Conceputa special pentru indepartarea liniilor de pe conturul piesei si aadaosurilor

Motor silentios cu turbina(cu actionare pneumatica) Scula debavureaza si tesiturile,reducandu-se semnificativ timpul de lucru


16/33

O varietate de viteze a arborelui principal Se monteaz pe braul robotului in spate sau in lateralul unitii de

debavurare

Un foarte bun inlocuitor pentru debavurarea manualaGreutate 2.22 kg

Cursa de complianta radiala maxima 8.9 mm

Cursa de complianta radiala recomandata 4.4 mm

Forta 12 N- 42 N

Viteza in gol 40000 rpm

Consumul de aer(in gol) 5.4 1/s

Consumul de aer(in lucru) 18 1/s

Putere 660 W

Conexiuni penumatice(pentru actionareaarborelui principal) Conducta de1/4

Posibilitati de montaj Prindere pe lateral sau pe partea din spate

Fig.


17/33

Fig.

Fig.

Fig.


18/33

Fig.

Fig.


19/33

Sistemul de schimbare automata a sculelor

Sistemul automat de schimbare a sculelor permite unui robot sa dispuna de

multiple functii. Acestea asigura schimbarea rapida a factorului pentru a se putea

efectua diverse operatii. Un sistem de schimbare a sculei trebuie sa asigure oconexiune ferma si separare sistemica care trebuie sa compenseze uzura

mecanismelor de blocare si sa nu aibe jocuri pentru o perioada lunga de timp. De

asemenea, siguranta este importanta,sistemul trebuind sa mentina prinderea chiar

daca sistemul pneumatic si defecteaza. Greutatea portanta a unui sistem de

schimbare poate varia de la cateva kilograme la cateva sute de kilograme,ceea ce

este util atunci cand apar puteri mari de aschiere.Aceste sisteme opereaza cu aer la

o presiune intre 4 si 9 kg/cm2

Fig.20

Sistemul de schimbare automata este format din doua parti: flansa master siflansa slave.De obicei,flansa master este atasata robotului,in timp ce endeffectorul este atasat flansei slave.De obicei,flansa master este montata pe robot

printr-o flansa intermediara.

Pentru a se detecta conditia de inchidere completa si/sau prezenta flansei

slave,poate fi utilizata o flansa o flansa optionala cu interfata senzoriala.Esterecomandat sa se foloseasca aceasta flansa pentru asigurarea unui grad maxim de

siguranta si precizie.


20/33

Caracteristici;e tehnice:

-sarcina maxima : 25 kg

-forta de blocare: 2300 N

-capacitatea momentului static: 56 Nm

-capacitatea momentului: 78 Nm

-repetabilitatea in pozitie: 0.0152 mm

-greutatea(cuplat): 0.816 kg

-distanta intre flansa Master si placa sculei

inainte de blocare:3.05 mm

-dimensiunea pneumatica de trecere: 1/8 NPT

Avantajele produsului:

- numar mare de cai de trecere a aerului- diametru mare al pistoanului

- durata lunga de viata pentru caile de trecere a aerului

- Piesele de blocare din otel inoxidabil

Fig. Fig.


21/33

Fig.

Fig.


22/33

Fig.

Fig. Fig.


23/33

Fig.

Fig.


24/33

Fig.

Fig.


25/33

Fig.

Fig.


26/33

Fig.

Fig.


27/33

Fig.

Fig.


28/33

1. Flansa adaptare1;

2. Flansa Master;

3. FLansa Slave;

4. Flansa schimbare efector;

5. Flansa intermediara;

6. Flansa efector;

7. Efector ATI RC-660

Magazinul de scule:

Magazinul de scule este alcatuit din mai multe posturi de stocare unde suntdepozitate sculele care nu sunt folosite in momentul respectiv. Magazinul de

scule se afla in cadrul spatiului de lucru al robotului, astfel incat end-effectorul

poate fi schimbat rapid pentru a executa alte categorii de operatii. Magazinul de

scule are rolul de a creste productivitatea si flexibilitatea celulei robotizate si de

a asigura un loc sigur de depozitare pentru scule.

In cadrul celulei proiectate, magazinul este dotat cu 3 scule cu antrenare

proprie.


29/33

Fig.37 Magazin de scule SMALL STAND

Fig.38


30/33

Magazinul de scule utilizat in cadrul celulei este modelul ATi Medium Tss

fiind destinat pentru sustinerea unor sarcini medii.Standul este proiectat pentru

flexibilitate maxima, pentru a se potrivi aplicatiilor clientilor.Sistemul Modular

permite crearea unui sistem propriu de stocare, bazat pe numarul de scule cu

pozitionarea dorita si modalitatile de montaj corespunzatoare.Are 3 posturi destocare , pe care robotul aseaza flansa slave, prin intermediul unei flanse

intermediare intre aceasta si scula.

Capitolul IV: Prezentarea celulei asamblate

Fig.


31/33

Fig.

Fig.

Fig.


32/33

Fig.

Fig.

1. Compresor;

2. Controler;

3. Robot KUKA KR16-2;

4. Efector ATI RC 660;

5. Spatiu de lucru sistem perirobotic;

6. Sistem perirobotic;


33/33

Bibliografie

www.ati-ia.com

www.google.com

www.kuka.com

www.Abb.com
http://www.ati-ia.com/http://www.ati-ia.com/http://www.google.com/http://www.google.com/http://www.kuka.com/http://www.kuka.com/http://www.abb.com/http://www.abb.com/http://www.abb.com/http://www.kuka.com/http://www.google.com/http://www.ati-ia.com/

641bb ciobanualexandru.docx

Documents