proiect licentza

8/8/2019 proiect licentza

1/78

UTCN PROIECT DE DIPLOMA 2009

INTRODUCERE

Dorina omului de mai bine este veche,poate tot att de veche ca si existenta sa .

Evolutia in timp a mecanismelor si a mijloacelor de automatizare lasa sa se inteleaga bine

aceasat dorinta .Pe plan istoric robotul nu constituie o descoperire a timpurilor noastre

,descoperire ca ide. Omul si-a dorit intotdeauna ca muncasa sa fie usurata sau daca se poate

spune preluata de o masina in totalitate

Utilizarea robotului in domeniul montajului a prezentat o provocare inca dela aparitia pe

piata a primului robot .Acest lucru se explica prin faptul ca montajul reprezinta in tehnologioa

conventionala ,o mare concentrare de manopera ,in raport cu celelalte domenii , ale productiei

industriale.In acest domeniu s-au mentinut ,multa vreme, metode de lucru preponderent

manuale ,fara sa existe o baza teoretica solida ,strict necesara pentru progresul ingineriei

tehnologice de specialitate .Abordarea tehnologieie ca system ,precum si dezvoltarea

informatizarii ,sunt factorii care au influentat gandirea tehnologica a ultimelor decenii si au

contribuit la crearea tehnologiilor flexibile de montaj .Astazi ,can d seriile mari nu maiconstituie o conditie pentru a ne gandii la automatizarea montajului sic and cerintele de

flexibilitate au devenit preponderente ,se poate afirma ca monatjul reprezinta aplicatoa cea mai

complexa si totodata ,cea mai variata a robotilor .

Diferenta dintre notiunea de robot industrial si cea de manipulator este aceea ca un

manipulator este o instalatie automata care executa actiuni repetitive ,miscarile lui realizandu-

se dupa un program fix,rigid ,in timp ce robotul industrial executa ,miscari dupa un program

flexibil ,modificabil in functie de sarcinile de productie si de conditiile de mediu.

Trebuie specificat insa ca oricat de fixa si de rigida ar fi programarea unui

manipulator ,acesta trebuie sa posede elemente de reglaj care sa permita reglarea in limite

restranse sau mai largi

Flexibiulitatea in programarea robotilor se refera la usurinta cu care pot fi schimbate

programele de functionare ,la limitele intre care se pot comanda valorile parametrilor

1


2/78


cinematici, laniumarul si modul de desfasurare a secventelor de miscare , la posibilitatea

dozarii miscarilor in vederea generarii unor traiectori complexe ,precum si la modul de

introducere al programelor .

Patrunderea robotului in domeniul montajului a avut loc mai tarziu decat in alte domenii

ale productiei industriale .Realizarea sistemelor complexe de montaj robotizate a fost

conditionata de atingerea unui nivel superior de performanta in tehnica roboticii,dupa care

robotizarea montajului a progresat extreme de repede fiind considerat astazi cel mai activ

domeniu al roboticii . Mediul tehnologic in montaj se reprezinta ca un mediu de variabilitate

ridicata ,in special datorita variabilitatii operationale .Acest lucru recomanda utilizarea

robotilor inacest domeniu .Inainte de implementare ,se impune o analiza atenta si amanuntita

a produsului ce va fi montat cu ajutorul robotilor ,mergand pana la masuri de reproiectare a

acestuia .

In procesele de montaj sau mentinut metode de lucru preponderent manuale ,cu o

echipare a locurilor de munca cu scule si dispozitive relative reduse si slab diferentiate .

Aceasata situatie se explica in primul rand ,prin complexitatea si diversitatea produselor care

trebuie montate ,ceea ce conduce la o mare varietate de procedee de asamblare din care o

buna parte nu se preteaza pentru mecanizare si automatizare .

2


3/78


CAPITOLUL I

1.1 Conditii generale cu privire la automatizarea sistemului de

montaj

Prin montaj se intelege acea paret a procesului de fabricatie in care ia nastere produsul

finit sau un subansamblu al acestuia prin imbinarea ,intr-o ordine stabilita , a anumitor piese

si subansamble componente .

In cadrul procesului de fabricatie montajul ocupa locul final (fig. 1.1 ).Modulul de

desfasurare al montajului influenteaza intr-o mare masura eficienta economica si calitatea

productiei.

Fig.1.1

Pentru automatizarea ,in general ,a oricarui montaj este necesar sa se cunoasca

functiunile tehnologice de baza ale acestuia .Asa cum rezulta din fig. 1.2 , acestea se compun

din urmatoarele:

Aprovizionare

PlanificareProgramare -Urmarire

Proiectarea

produselor

Proiectarea

tehnologiei

Proiectarea

fabricatiei

Materiale sisemifabricate

Piese brute

Asmble sudate

Cooperari

Prelucra

rim

ecanice

MONTA

J

3


4/78


- functiuni principale care cuprind operatiile tehnologice de asamblare ,care se efectueaza

asupra reperelor si subansamblelor in vederea realizarii subansamblelor de rang superior si a

produsului finit ;

- manipiularea ,incluzand toate operatiile de deplasare si asezare a pieselor ,subansamblelor siproduselor finite pe parcursul intregului proces de montaj;

- Controlul ,constand in esenta in operatii de verificare dimensionaa si functionala care au loc

dupa una sau mai multe operatii de montare si manipulare pe tot parcursul procesului de

montaj;

- Functiuni speciale ce cuprind anumite operatii conexe. Executate incadrul procesului d

emontaj (curatire ,lacuire , etc ) ;

- Ajustarea si reglarea ,constand din operatii prin care se corecteaza dimensional su functional

ansamblu realizat , in comformitate cu rezultatul operatiilor de control .

Fig. 1.2

Operatii tehnologice de

-insurubare-presareelastica-nituire

-deformare

plastica-deformare-sudare-lipire

Manipulare

-inmagazinare-transport-orientare

-pozitionare-fixare

Control

-control-existenta piesei-masurarea masinilor fizice

Functiuni speciale

-curatire-lacuire-marcare-incalzire

Ajustaje

-reglarea jocului- echilibrare-calibrare

FUNCTIUNILEMONTAJULUI

4


5/78


Numarul si dificultatea functiunilor necesare a fi realizate in cadrul unui montaj sunt

direct proportionale cu volumul cheltuielilor pentru automatizarea lor . Rezulta ca ,pentru

realizarea unei automatizari rentabile a monatjului se impune reducerea numarului de jinctiuni

principale si secundare .In figura 1.3 sunt redate conditiile necesare unui montaj automat rentabil , din analiza

acesteia reiese pe de o parte ca numarul functiunilor se reduce in masura in care este posibila

reducerea numarului obiectelor functionale ,adica elementelor de constructie ,elemente de

legatura ,sculele de montaj , iar pe de alta parte ,o reducere a timpilor necesari pentru

efectuarea functiunilor se poate obtine printro configuratie corespunzatoare a produsului ,adica

,printr-o constructie cat mai tehnologica din punct de vedere al montajului.

Fig 1.3

5


6/78


Un alt aspect care trebuie analizat atunci cand se trece la automatizarea montajului este

organizarea tehnologica a acetuia . Ca in orice proces de fabricatie ,organizarea tehnologica a

montajului rezulta din imbinarea a dou aprincipii tehnologice de baza : diviziunea si

concentrarea operatiilor .In cazul montajului, diviunela operatiilor se realizeaza prin fractionarea procesului de

montaj in operatii simple care pot fi de asamblare ,control ajustare reglaj sau combinatii ale

acestora .diviziunea operatiilor pana la un anumit nivel redus de divizare a procesului indica in

general o tehnologie sumar elaborata ,cu nivel redus de divizare a procesulu indica in general

o tehnologie sumar elaborate ,cu nivel redus de productivitate a operatiilor de asamblare .

Concentrarea operatiilor de montaj conduce la reducerea timpului necesar manipularii ,precum

si la crestera productivitatii prin supunerea in timp a exexutiei unor operatii.

Introducerea robotilor in sistemele de montaj ,constituie o etapa de rationalizare a

montajului ,caracterizata prin flexibilitate si nivel inalt de automatizare . In principal

,schimabrile provenite din mediul exterior decurg din variabilitatea sarcinii de productie ,iar

cele provenite din interiorul sistemului sunt cauzate de defectiuni sau sunt din ratiuni de

utilizare eficienta a componentelor sistemului . In marea majoritate a cazurilor ,flexibilitatea

este inregistrata ca o masura a efortului sistemului de atrece de lao stare la alta ,in raport cu

variatia sarcinii de productie.

Roboii si manipulatoarele reprezint elementele constituvie de baz ale sistemelor

flexibile de montaj ,datorit propriei lor flexibiliti ,a calitii pe care o au de aefectua o mare

varietate de micri de lucru. Se tie c la baya concepiei roboilor industriali st posibilitatea

de a compune orice micare de lucru ,orict de complicat .dintr-o succesiune de trei tipuri de

funciuni elementare rotaie , translaie ,si ,, apuc d drumul .

Modelul cel mai general de robot industrial sau manipulartor poate fi imaginat ca o

combinatie spatiala de module de rotatie ,respectiv translaie , la capul creia este dispus un

dispoyitiv de apucare .ntreg ansamblul este condos de de un echipament de comanda

program.Diferitele tipuri de manipulatoare si roboti industriali se nscriu pe o scar de

6


7/78


niveluri de automatizare ,ale crei trepte sunt determinate de numrul gradelor de libertate ,

(rotaii i translaii) .modul de control al miscrilor de lucru ,mrimea memoriei si

programabilitate.

Noiunea de flexibilitate constituie o caracteristic important a unui system defabricatie si se consider c nivelul de automatizare a unui echipament tehnologic este cu att

mai nalt cu ct prezint mai puin dependen fa de muncitor ,att pentru executarea

repetaat a unei sarcini ,ct si pentru adaptarea sa de la o sarcin la alta. Aa de exemplu un

automat de montalj se afla pe o treapta superioar de eutomatizare fa de un conveyor de

montaj pe care operaiile de asamblare se execut de muncitor . n schim un automat de montaj

al crui program poate fi schimbat prin intermediul unei cartele perforate este mai

flexibil .n ultimul timp ,prin crearea sistemelor de fabricaie comandate de calculatoare

electronice de proces s-au realizat sisteme automate cu flexibilitate total ,aplicabile deci in

producia de unicate .

2.Bazele proiectrii tehnologiei de montaj

2.1 Funciunile montajului i clasificarea lor

Funciunile sistemului de montaj repreyinta o prezen deosebit pentru concepiatehnologiei de montaj .funciunile de baza ale montajului considerat ca sistem sunt

urmtoarele:- montarea propriu zis , cuprinde toate operaiile tehnologice care se efectueaz

asupra reperelor i subansamblelor de rang superior ale produsului finit ;

-manipularea , incluznd toate operatiile de deplasare i asezare a pieselor

,subansamblelor si produselor finite pe parcursul ntregului proces de montaj ;

- controlul ,constnd in esen dinoperaii de verificare dimensional i funcional

care au loc dupa unasau mai multe operaii de montare i manipulare pe tot parcursulprocesului de montaj .

7


8/78


Acestor funciuni le corespund sistemele tehnologic de manipulare ,respective de

control ale sistemului de montaj. Relatiile ntre aceste subsisiteme se stabilesc de ctre un

system de comand .

n cadrul funciunii tehnologice ( de montare) se deosebesc :- asamblarea ,care cuprinde toate operaiile de mbinare si solidarizare a pieselor pe

subansamblele de rang inferior ;

- reglarea i ajustarea constnd din operaii prin care se corecteaz dimensional sau

funcional ansamblul realizat, in comformitate cu rezultatul operaiilor de control;

- operaii speciale conexe care se execut n cadrul sistemului de montaj.

Analiza procesului tehnologioc de proiectat se desfasoar ordonat dac se utilizeaz

catalogul de simboluri . Din acest cauz repreyentarea prin simboluri a operaiilor unui sistem

este foarte avantajoas.

n fig .2.1 a) sunt reprezentate operaiile de asamblare prin semen convenionale dupa

prescripiile VDI 3239 .n fig.2.1b) sunt reprezentate operaiile uyuale de manipulare ,folosind

de asemenea simboluri adoptate de VDI ; n fig .2.1 c) sunt redate simbolurile principalelor

operaii de control ,iar in fig .2.1.d ) cele ale operaiilor de ajustare i reglaj .

8


9/78


Fig. 2.1 Operaii uzuale de asamblare , manipulare control si ajustare reglare .

Pentru reprezentarea unor operaii care se execut simzultan mn acelasi loc de munc

simbolurile se deseneaz adiacente ; succesiunea n timp a operaiilor eset marcat printr-o

sgeat.

2.2 Formele de organizare ale montajului

9


10/78


Alegerea formei optime

Organizarea tehnologica a montajului ,la fel ca sic ea a oriucarui al t process de

fabricanti edin industria constructoare de masini ,rezulta din imbinarea aplicarii a doua

principii tehnologice de baza : diviziunea si concentrarea operatiilor . prin diviziune s

eurmareste descompunerea operatilor tehnologice complexe in operatii simple a caror

executare cu randament maxim se poate face cu mijloace relative simple . Prin concentrare se

tinde sa se organizeze executia simultana a cat mai multe astfel de operatii simple ,pe locuri de

munca situate cat mai aproape unul de altul .Diviziunea operatiilor pana la un anumit nivel

permite cresterea productivitatii muncii ,in timp ce concentrarea diminueaza timpul

neproductiv afferent manipularilor ai altor faze auxiliare de lucru .

In cazul mon tajului ,diviziunea operatiilor se realizeaza prin fractionare aprocessului

de montaj in operatiile simple ,care pot fi operatii de asamblare control ,ajustare-reglaj sau

combinati ale acestora .

Nivelul de diviziune a operatiilor ,realizat in cadrul unei operatii de montaj ,da o

indicatie asupra nivelului de rationalizare a muncii ,in sensul ca un nivel relativ redus de

diviziune a procesului indica in general o tehnologie sumar elaborata ,cu nivel redus de

productivitate a operatiilor ,de asamblare. Concentrarea operatiilor se realizeaza prin

inlaturarea operatiilor de montaj in cadrul sistemelor de montaj cu grad inalt de mecanizare si

automatizare. Concentrarea operatiilor de montaj conduce la reducerea timpului necesar

manipularilor ,precum si la cresterea productivitatii ,prin suprarpunerea in timp a executiei

unor operatii .Aplicarea diviziunii si concentrarii operatiilor sta la baza elaborarii tehnologiei

de montaj .

10


11/78


CAPITOLUL II

2.Reguli de proiectare pentru asamblarea robotizata

Ca si in proiectarea produselor pentru asmblarea automat de mare vitez ,unul dintre

obiective este acela de a da proiectantului o cale de estimare a costului asamblrii produsului.

In acest caz ,folosind robotii ,multe aspecte importante ale proiectarii vor fi afectate de

alegerea sistemului robotizat de asamblare,alegere care ,la randul ei ,este afectata de diversi

parametrii ai productiei si numarul de piese din ansamblu .

Multe din regulile de proiectare a produselor pentru asamblare amanuala si asamblarea

automata de mare viteza sunt valabile in asamblarea robotizata. Cand luam in considerare un

proiect propus pentru asamblarea robotizata ar trebui sa luam in considerare cu mai mare

atentie necesitatea unui echipament special cumar fi alimentatoare speciale ,s.a . Costul

acestor echipamente trebuie sa amortizeze in timpul vietii volumului total de produse si

,pentru volume mijlocii la care asamblarea robotizata poate fi aplicata ,acesta se poate adauga

considerabil la costul asamblarii.

In continuare sunt prezentate cateva din regulile specifice de automatizare in timpul

procesului de proiectare :

1. Producerea numarului de piese care este o strategie majora pentru reducerea

costurilor asamblarii ,realizarii si a cheltuielilor generale ,indifferent de sistemul de asamblare

folosit .

2. Includerea unor forme cum ar fi : canale , taisuri , tesituri pentru a face ca piesele sa

fie autocentrate in ansamble .Datorita slabei relativitati a multor manipulatori robotizati

comparative cu a capetelor de lucru mecanice dedicate ,aceasta este o masura de importanta

vitala pentru a asigura inserarii consecvente a pieselor fara defecte .

3. Asigurarea ca piesele nu sunt fixate imediat dupa inserare sunt autocentrate in

ansamblu .Pentru sisteme robotizate de asmblare cu mai multe statii de lucru sau sisteme cu un

11


12/78


singur post de lucru si un brat ,acesta este o regula esentiala de proiectare .Retinerea pieselor

care nu sunt fixate ,nu poate fi realizata de catre un robot cu un singur brat ,deci este necesar

un dispozitiv de fixare special ,care trebuie activate de controlerul robotului .Acestfapt se

adauga semnificativ la pretul de cost al sculelor speciale si al ansamblului cu un singur post sidoua brate ,ce nu poate in principiu sa retina piesa care nu este fixate,celalalt continuand

asamblarea. In prcatica acest lucru necesita schimbarea sculei din capul bratului cu un

dispozitiv de retinere ; sistemul dupa aceea lucreaza cu o eficienta de 50% ,in timp ce cu un

brat ramane imobil.

4. Piesele trebuie proiectate astfel incat toate sa poata fi prinse si inserate folosind

acelasi grai far al robotului .Una din cauzele majore ale ineficientei sistemelor robotizate apare

din nevoia schimbarii graifarului sau a sculei .Chiar si cu un system rapid de schimbare a

graifarului sau a sculei ,timpul fiecarei schimbari cu un graifar special si apoi schimbarea cu un

grai far standar este aproximativ egal cu doua operatii de asamblare . De remarcat este faptul

ca utilizarea suruburilor de fixare rezulta intotdeuna din nevoia schimbarii sculelor atata vreme

cat extremitatea robotului poate rareori face mai mult de o rotaie de revolutie .

5. Proiectarea produselor trebuie astfel facuta incat asamblarea sa se realizeze pe

directia Oz .Aceasta asigura ca cel mai simplu ,putin costisitor si fiabil robot cu patri grade de

liberatet si un brat poate realize asamblarea .Simplifica de asemenea proiectarea dispozitivelor

de fixare speciale .

6. Evitarea nevoii de reorientare partiala a asamblarii sau manipularii pieselor anterior

asamblate .Aceste operatii cresc ciclul de timp al asamblarii robotizate fara a adauga valoarea

ansamblului .Mai mult ,subansamblut trebuie rotit in diferite feluri in timpul procesului de

asamblare ,acesta se va vedea in marirea costurilor dispozitivelor de fixare si nevoia de afolosii

un brat de robot mai scump cu 6 grade de libertate .

7. Proiectrarea produselor astfel incat sa fie usor manuite ,si pentru realizarea acestui

lucru trebuie evitate piesele care :

- se incalzesc in gramada;

12


13/78


- sunt flexibile;

- au colturi subtiri sau conice care se suprapun cand se misca in lungul jgheabului sau a

canalului de alimentare ;

- sunt delicate sau fragile astfel incat recircularea in alimentator poate cauza anumitestricaciuni ;

- lipicioase sau magnetice astfel incat sunt necesare pentru separarea lor forte

comparabile cu greutatea pieselor ;

- sunt abrazive si se vor uza suprafetele in cazul sistemelor automate de manuire ;

-sunt prea usoare astfel incat rezistenta aerului va crea probleme de transport (mai putin

de 1,5N/mm2).

8. Daca piesele trebuie depuse folosind un alimentator automat ,trebuie s ane asiguram

ca vor putea fi orientate folosind scule simple .trebuie urmate regulile pentru cazurilede orintre

pentru piese discutate mai devreme.Se remarca faptul ca alimentarea si orientarea de mare

viteza este rareori necesara in asmblarea robotizata si principala problema este aceea ca

portiunile care definesc orientarea pieselor sunt usor detectate .

9. Daca piesele trebuiesc dispuse folosind alimentatoare automate ,trebuie san e

asiguram ca pot fi duse intr-o orientare din care apucarea si inserarea lor sa poata fi facuta

fara alte manipulari .De exemplu ,se evita situatiile in care piesele pot fi alimentate intr-o

singura orienatre din care trebuie rotite sau rasturnate pentru inseare . Aceasat situatie va

necesiata un robot cu 6 grade de liberatate si un graifar special . Aceasta solutie duce la

cresterea costului care nu este necesar .

10. Daca piesele trebuie depuse in magazii sau in cuve speciale pentru piese trebuie

asiguarata o pozitie stabile a asigurarii lor , din care pot fi apucate si inserate fara manipulari

facute de robot . Trebuie notat ca , daca conditiile productiei sunt potrivite ,folosirea robotilor

are avantaje fata de folosirea corpurilor de lucru speciale ,si astfel anumite reguli de proiectarepot fi mai lejere.De exemplu ,un robot poate fi programat sa primesaca piesele asezate in

13


14/78


retea ,cum ar fi placi sau in cuve pentru piese care au fost incarcate manual ,evitand astfel

multe din problemele aducerii pieselor cu un alimentator automat din stiva.Cand se realizeaza

compararea economica ,trebuie luat in considerare si costul incarcarii manuale a magaziilor..

2.1 Studiul de fezabilitate al asmblarii robotizate

Decizia de a construi sau cumpara un system de asamblare automata este in general

bazata pe rezultatele studiilor de fezabilitate .obiectul acestui studio este de a prezice

performantele si economicitatea sistemului propus .In asamblarea automata aceset preziceri

dau posibilitatea unor erori mai mari decat la majoritaea altor tipuri de echipamente de

productie ,mai ales datorita faptuli ca sistemul este probabil de un anumit tip ,iar

performantele depind mult de calitatea pieselor care trebuie asamblate .De asemenea

,sistemele similare nu vor fi valabile pentru studiu . Totusi ,un system de fezabiliate trebuie

facut si trebuie aplicate toate cunostiintele si experienta ,accumulate in trecut din proiectarea

sistemelor automate de asamblare ,la problema data pentru a realize o productie cat mai bunaposibil .

Inainte ca studiul sa fie facut sunt necesare anumite informatii .De exemplu ,trebuie

cunoscut aviteza maxima si minima de productie in timpul probabil de vaita a masinii. Limita

de variatie intre aceste cifre este importanat deoarece o singura masina de asmblare este

relativ inflexibila . Personalul necesar la masina ,care trebuie sa fie present in timp ce masina

lucreaza sau daca masian este oprita datorita scaderiicererii de produse ,ei trebuie angajatiin

alte locuri . Deci masinile de asamblare automata sunt in general corespunzatoare doar cand

volumul productiei este cunoscut ca fiind stabil .Mai mult , pot in general fi aplicate probabil

dor cand volumul este mare .In afara de necesitatea unui volum mare ,costul muncii umane la

procesul existent de asamblare trebuie sa fie mare daca dorim ca asamblarea sa aiba success .

Subiectul acestui capitol reuneste rezultatele muncii in toate aspectrele variate ale

asamblarii . Drept o analiza atenta a proiectului produsului ,proiectantul unei masini de

14


15/78


asamblare trebuie sa produca un proiect care sa combine multe necesitati . Unele din aceste

necesitati ,cum ar fi :durabilitatea si fiabilitatea ,sunt similare cu cele cerute oricarei masini

unelte . exista anumite cerinte aplicabile doar masinilor de asamblat si sunt in special

rezultatul variatiei de calitate a pieselor componente c ear trebui asamblate . Se poatepresupune in mod rezonabil ca o masina de asamblat poate fi proiectata astfel incat daca este

alimentata doar cu piese atent inspectate ,vor realize in mod repetat si satisfacator operatiile

necesare asamblarii . Cateodata , din pacate , problemele reale ale asamblarii automate apar

doar cand amsina este instalata in fabrica si alimentatoarele sunt incarcate cu loturi de piese

continand proportia manuala de piese cu defect . Efecteleposibile ale alimentarii cu piese

defecte ale masinii de asmblatsunt :

1. capul de lucru poate fi serios afectat ,stricat ,rezultand astfel multe ore sau zile in care nu

se lucreaza .

2. Piesele cu defect pot sa se blocheze in alimentator sau la capul de lucru si rezulta

timpi de intrerupere ai masinii sau a capului de lucru in timp ce defectul este inlaturat.

3. Piesele pot sa treaca prin alimentator sau capul de luru si defecteaza ansamblul ,cauzand

astfel un timp de intrerupere egal cu un ciclu al masinii si produce un ansamblu ce trebuie

reparat.

De multe ori ,multe modele ale pieselor ce trebuie asamblate sunt disponibile cand s

eproiecteaza masina de asamblat si , in mod cert ,proiectantii trebuie sa ia in considerare ,in

faza de proiectare ,nivelul de calitate al pieselor si posibilele dificultati rezultate din aceasta

.Chiar si alegerea unui system simplu de transfer poate fi semnificativ afectata de gradul de

dificultate cauzat de piesele cu defect si , din aceasta cauza ,majoritatea deciziilor importante

vor fi luate de proiectantul masinii inainte de luarea in considerare a proiectului detaliat . In

primul rand obiectul proiectului trebuie obtinut cu minimum de timp si deintrerupere al

presiunii ,rezultat din plasarea pieselor cu defect in dispozitive de eliminare corespunzatoare .

15


16/78


2.2 Factorii proiectarii care reduce timpii de intrerupere ai masinii cauzati

de piesele cu defect

Principalul obiectiv in proiectarea alimentatoarele si a mecanismelor utilizate in

asmblarea automata este de a asigura faptul ca prezenta pieselor cu defect nu va genera

deteriorari masinii.Aceasta posibilitate nu necesita in general ,acolo unde exista piese in

miscare sub actiunea propriei greutati sau trnsportate intr-un transportor vibrator . Daca piesele

sunt uitate sau plasate in sens pozitiv ,este necesara aranjarea astfel incat miscarea dorita sa fie

data de un sistem elastic.In acest caz daca o piesa se blocheaza miscarea poate fi preluata de

elementele arcului .De exemplu ,daca avem un piston pentru pozitionarea unei piese inansamblu ,nu este recomandabila conducerea pistonului direct de o cama . Este mai bine sa se

realizeze un arc care da forta necesara pentru conducerea pistonului si folosirea camei pentru

retragerea pistonului .Cu acest arnjament o piesa blocata nu poate defecta mecanismul

Urmatorul obiectiv in proiectare ar trebui sa fie asigurarea ca piesele blocate pot fi

indepartate repede de pe masa .Aceasta poate fi facilitata prin mai multe moduri ,dintre care se

prezinta cateva :

1.Toate alimentatoarele , jgheaburilesi mecanismele trebuie sa fie usor accesibile .

Plafoanele si acoperitoarele trebuie evitate peste tot unde este posibil .

2. Alimentatoarele ,traseele de alimentare si mecanismele inchise nu ar trebui sa fie

folosite. In mod cert ,una din cele mai ieftine cai de alimentare este tubul coborator prin care

piesele aluneca libere spre capul de lucru .Totusi un blocaj aparut intr-un tub inchis poate fi

dificil de indepartat .Chiar daca sunt mai scumpe ,caile deschise sunt preferabile in aceset

cazuri astfel incat defectiunea sa poata fi detectata si remediata rapid .

3.este d edorit o indicare rapida a localizarii defectului.Asta se poate obtine facand in

asa fel incat sa apara o lumina de avertizare sui un sunet in momentul in care operatia da gres .

Daca lumina de avertizare este pozitionata la un anumit cap de lucru , tehnicianul va fi

capabil sa localizeze defectiune rapid .

16


17/78


Este necesar ca proiectantul masinii sa decida daca sa faca in asafel incat masina sa se

opresaca incazulunei defectiuni sau sa continue procesul de asamblare degradat pe masina. In

acest scop,poate fi realizat un system de memorare cu bolt ,unde fiecare transportor este

prevazut cu un bolt care ,in eventualitatea unui defect este deplasat de o parghie amplasata incapul de lucru.Fiecare cap d elucru este de asemena prevazut cu un sensor care sesizeaza

pozitia boltului inainte de operatia de transport .Daca boltul a fost deplasat ,operatia nu va fi

realizata . Un microprocessor poate realize acelasi effect cu un softwear si un circuit electronic

adecvat .

Dificultatea cu sistemul de memorare cu bolt este aceea ca nu este posibil pentru capul

de lucru sa detecteze imediat daca o anumita defectiune va fi repetata.O posibilitate este aceea

de a face astfel incat ,initial ,orice tip de defectiune va deplasa boltul dar cand doua sau trei

defectiuni s-au produs succesiv ,masina este oprita automat .Sau ,poate fi lasat pe seama

tehnicianului sa observa succesiunea defectelor care apar si apoi sa opreasca masina.

Discutia de mai sus sa ocupat cu metodele de reducere atimpului de stationare al

masinii ,cauzate de piesele cu defect .Ideal ,desigur ,piesele cu defect sunt detectate si

eliminate de dispozitivele de alimentare .Totusi in general nu este posibila realizarea unei

prportii mari de piese eronate .

2.3 Manipularea in montaj

O automatizare efectiva a montajului este accesibila numai in ansanmblu prin

coordonare succesiva a dezvoltarii produselor ,a procesului si organizare a sistemului cat si prin automatizarea componentelor .Conceptele sunt pentru a dezvolta considerente in

amsamblu .

Exista cateva criterii pentru evaluarea complexitatii manipularii ,cum ar fi :

- numarul pieselor de ordonat

- numarul pieselor alimentate

- numarul pieselor asmblate

17


18/78


- accesibilitatea la alimentare

- accesibilitatea la asamblare

- numarul de miscari de pozitionare

- numarul de miscari de orientare- numarul posturilor paralelede asamblare

- ordinea dificultatilor

- capacitatea de prindere

Ca in nici un alt domeniu de fbricatie ,in automatizarea operatiilor de manipoulare de

monatj se faca pasi la o scara maxima. Aceasta prezinta componente de pretentii deosebit de

inalte in utilitate si siguranta ,daca trebuie s afie apte pentru corelarea in sistemele complexe .

Pentru realizarea sistemelor de monatj sunt posibile diferite sisteme de monatj .

Hotararea pentru alegerea lor depinde de complexitatea si dificultatea monatajului ,si inainte

de toate numarul de piese pe intervalul de timp .In sistemul de monatj flexibil ,robotii

industriuali joaca un rol important .Componentele modulare ale tehnicii de manipulare ofera

multe posibilitati.

18


19/78


CAPITOLUL III

3 . Tipuri de roboti - forme constructive

Prin forma constructive se intelege ordonarea grupelor constructive ale unei masini .

Formele constructive sunt rezultatul adaptarii din industria robotilor la misiuni de manipularea

specifice conditiilor de utilizare si altor restrictii prin considerarea unui mod constructiv de

baza .

Succesiunea de unitati de rotatie si translatie precum si pozitia respective directia in

mrcanismul de comanda al unui robot industrial oglindeste constructia cinematica pentru

axele principale si sunt esentiale in existenta finalizata a unitatilor mobile pe sol sau portal.

La un manipulator se genereaza forme ale spatiului de lucru si volumul spatiului delucru ,care depinde de structura cinematica ,de succesiunea axelor ,de directia lor , precum si

de marimea cursei de deplasare pe fiecare axa.

19


20/78


Fig 3.1 Schema cinematica a robotilor

3.1 Clasificarea robotilor

3.1.1. Clasificarea geometrica

Exista doua metode majore de clasificare a robotilor .unulo este in raport cu atributele

fizice sau geometrice ,iar cel de al doilea este in raport cu felul in care sunt controlate .

In industrie se folosesc diferite modele de roboti ca reau atat avantaje cat si dezavantaje

. in principiu un robot trebuie sa aiba trei grade de libertate pentru a atinge un punct

in spatiu.Exista cinci clase de geometrice de roboti . Acestea sunt :

(1) Geometria carteziana(dreptunghiulara) (x,y.z)

(2) Geometria cilindrica(r , , z )

(3) Geometria sferica (de tip polar)( r ,, )

(4)Geometria articulate(

1

, 2

, 3

)

20


21/78


(5)SCARA (alegerea unui brat al robotului de asamblare ) (

1

, 2

, 3

).

Fiecare din aceasta clasa este descrisa comform primelor trei puncte ,excluzand gradele de

libertate ale incheieturii .Fiecare poate fi descries mathematic in propriile coordinate care pot

fi reprezentate in sistemul cartezian de coordonate .iata caracterizarea matematica a acestorconfiguratii robotice :

(1)geometria carteziana :robotul cartezian(figura3.2),are componente care se misca in

directii rectangular-ortogonal.Este cel mai usor de fabricat si manuit mathematic,atat timp cat

coordonatele corespund sistemului cartezian de coordinate ,dupa cum se arat in figura 3.2

.Acest robot se foloseste atunci cand se cere o pozitionare de o foarte inalta acuratete .Oricum

are un spatiu limitat de operare.

Fig.3.2 Robot dreptunghiular:cu trei axe

2)Geometria cilindrica :acest robot are o componenta de rotatie si doua componente de

translatie . Primele trei componente ale robotului cilindric corespund principalelor trei variabile

ale sistemului de coordonate cilindric dupa cum se arata in figura 3.3.

Rotatie ==

Inaltime == h

Atingere == r

21


22/78


Fig 3.3 robot cilindric :cu doua axe liniare si cu o axa de rotatie

Daca pozitia de referinta a mainii (clestelui )este specificata in ( ,h r ) , atunci pozitia

va fi usor de cunoscut in orice moment ,dar im cazul in care pozitia a specificata in (x , y , z )

atunci este cazul obisnuit ,cand unele transformari sunt necesare pentru a inrudi cele doua

coordonate .Utilizand o riguroasa apropiere ,si rezolvand primele trei componente axele z vor

fi aceleasi cu axele verticale ale robotului :

z = h

Planul xy este perpendicular pe axele z si este deci paralel la planul in care se roteste si r se

extinde .Se fac urmatoarele transformari cinematice :

X = r cos

Y = sin

Acest robot este maiuniversal decat robotul cartezian.Oricum are o acuratete scazuta.

(3) Geometria sferica :acest robot are o componenta de translatie si doua componente

de rotatie .Primele trei componente ale robotului sferic geometric corespund direct

principalelor trei variabile ale sisitemului sferic de coordonate ( fig 3.4 )

Rotatia = 1

Rotatia perpendicular ape planul lui (rotate ain jurul axei z ) =

Raza de atingere = r

22


23/78


Pentru a cunoaste pozitia mainii robotului ,trebuie mentinut in ( , , r ). Oricum daca avem

pozitia maini specificta in (x,y,z) atunci trebuie sa facem cateva transformari cinematice :

x = r cos (1)

y = r` sin (2)z = r sin (3)

r = r cos (4)

Fig 3.4 Robot sferic cu trei axe de rotatieIntr-o maniera non riguroasa ,asemanatoare cu cazul cilindric ,se poate determina unde

pot fi punctele de coordonate (r, ,) ,pentru a plasa inmana intr-un punct cartezian particular.

Cu ajutorul ecuatiilor (1) pana la (4) se obtine:

,tan

,tan

1

1

=

=

r

z

x

y

cos

sincos`

`

rr

yxr

=

==

Este d eretinut faptul ca tangenta inversa nu exista in sectoarele de 3600.O solutie a fost

gasita folosind TAN2 care incadreaza valoarea tangenta in sectorul potrivit ,dupa

PAUL(1981).Adaugarea unei a doua componente rotative mareste versatilitatea robotului ,dar

scade acuratetea.

(4)Articulatia sau geometria articulata : acest robot are trei componente rationale

.Transformarea acestei geometrii dupa cum se vede in fig 3,5 in system cartezian de

coordonate ,este un lucru mult mai complex decat in celelalte cazuri .Acest tip de geometrie

23


24/78


este foarte buna pentru cazurile in care robotul trebuie sa depaseasca unele obstacole .

Acuratetea este mai scazuta decat la celelalte tipuri .

Fig 3.5 Robot articulat

(5) SCARA Asamblarea selectiva in accord cu bratul robotului. SCARA este una

dintre cele mai noi geometrii introduce pentru modelarea robotilor .Afost prima oara dezvoltatin 1979 la Universitatea Yamanashi din Japonia pentru operatii de asamblare .Miscarile

componentelor principale ale robotului sunt planare in natura . Articulatia robotului are ca si

componente atat umar cat si cot ce se rotesc dupa axe verticale.Configuratia confera o

substantiala rigiditate robotului in directia verticala in timp ce permite o complianta in planul

orizontal ,dupa cum se vede in figura 3.6 . Miscarile tuturor componentelor principale sunt

rotorii si din acest motiv relatiile matematice nu sunt niste relatii banale.

Fig 3.6 Asamblarea selectiva in accord cu bratul robotului(SCARA)

3.1.2 Clasificarea dupa control

24


25/78


Sunt doua metode de a controla un robot . Acestea inclu tehnici non servo si servo de

control .Tehnicile non servo folosesc stopuirle mechanic epentru a furniza miscarea randurilor

extreme ,iar atunci cand comande de miscare este folosiat ,componenta est5et condusa pana se

ajunge la stopul mecanic. .Aceasta tehnica este acum invechita .Tehnica de control servo presupune utilizarea unei arhitecturi feedback pentru a raspunde la schimbarile locale in

componentele robotului.

Sunt doau tipuri de tehnici de control servo:punct la punct si pista continua.Tehnica

punct - la - punct presupune specificarea punctului de inceput si de sfarsit ( uneori si a

punctelor intermediare ) a miscarilor robotului,necesitand un system de control care ofera

cativa pasi inapoi .Aceasta tehnica este folosita pentru petele de sudura ,s.a .

Pista continua cere robotului si efectorului sa urmareasca o pista stabilita de la punctual

de inceput pana la punctual final . Aceasta tehnica este solicitata in multe aplicatii care

necesita trasarea actuala a unui contur , de exemplu sudura in arc sau pictura in spray.

Robotii de pista continua ,de obicei urmaresc o serie de puncte stabilite pe pista si

aceste puncte sunt definite mai de graba de unitatea de control decat de programator .In multe

cazuri pistele dintre puncte sunt linii drepte.

3.2 Senzorii

Ultimele decenii in evolutia societaii au cunoscut,fara indoiala mutaii

considerabile calitative cantitative rod unor spectaculoase evolutii in ramurile de stiinta

traditionale dar si ca urmare a aparitiei unor domenii noi care s-au impus in mod firesc

prin rezultatele de exceptie care le-au jalonat evolutia.

Am asistat in ultimii ani la o generalizare a automatizarii proceselor de productie,urmare

fireasca a integrarii robotilor industriali in procesele de fabricatie, a aparitiei celulelor

flexibile de productie, utilizarii robotilor autonomi cu capacitai senzoriale sporite, a

inlocuirii aproape complete a omului in anumite procese tehnologice ce necesita un efort

fizic mare sau condiii periculoase de munca si a dezvoltarii inteligentei artificiale ca

25


26/78


premiza teoretica dar si asociata cu un puternic suport tehnologic. In acest context a

aparut Mecatronica considerata de unii ca o

stiinta aparte dar care de fapt reprezinta un domeniu al cercetarii obtinut prin

interferena unor domenii tradittionale: Mecanica, Electronica, Calculatoare si

Automatica. Ea este o MECA a celor mai noi realizari stiintifice si tehnologice in

domenii de mare performanta si care au avut un impact deosebit in societatea

tehnologica a ultimelor decenii.

Astfel, mecatronica a avut si are un impact major intr-o larga varietate de ramuri

industriale: industria automobilismului, cea a produselor de larg consum, in industria

aparaturii casnice, in biomedicina, robotica si sisteme de control si de telecomunicatii,

etc. De asemenea ea a deservit o stiinta extrem de populara in universitati atat sub

aspectul ponderii de cercetare stiintifica cat si n ceea ce priveste aspectul educationa

Topica noului domeniu include unele din cele mai diverse: micro si nanotehnologii,

senzori, sisteme de actionare, materiale compozite si inteligente, sisteme de conducere,

interfete om-masina, structuri evoluate de procesare, sisteme de proiectare integrata, etc.

Aflata la intersectia unor domenii ale stiintei cu performante de varf in implementarea

noilor tehnologii, mecatronica abordeaza concepte si sisteme noi in ingineria micro si

nano senzorilor si sistemelor de actionare, materiale si compozite pretabile pentru

implementari la scara celulara sau atomica, structuri celulare ai retele neuronale, sisteme

ce prefigureaza conceptele de nanoelectronica capabile sa produca viitoarele nano-

procesoare, noi concepte ale inteligentei artificiale privind adaptibilitatea, capacitatea de

a rationa, capacitatea de instruire, noi sisteme de conducere axandu-se in special pe

controlul robust, tolerant la defecte, adaptiv, inteligent, sisteme expert si neuro-fuzzy. .

Un rol aparte il joac aplicatiile in medicina si biologie prin studiul interactiunii

diferitelor sisteme moleculare, dezvoltarea microstructurilor robotice pentru investigare

si analiza, precum si proiectarea si implementarea unor sisteme cu structuri complexe

26


27/78


coninand componente ale lumii vii i lumii artificiale.

Este evident c mecatronica, fie ca domeniu autonom, fie ca o arie de interferen

extrem de clasice ale stiinei, acoper o tematic extrem de vast i extrem de actual

prin impactul pe care l exercit asupra lumii socio-tehnologice.Sistemele mecatronice presupun perceperea schimbrilor din mediul n care evolueaz

aplicaia pentru a putea aciona corect n vederea atingerii scopului propus.

Culegerea informaiilor relative la starea sistemului se bazeaz pe utilizarea

senzorilor.n sistemele mecatronice, datorit prezenei micrii, trebuie detectate i sau

msurate proximitatea (contactul, prezena), poziia i viteza, forta i presiunea, vibraia

i acceleraia. n paragrafele care urmeaz n acest capitol sunt prezentate i analizate

soluii constructive pentru diferite tipuri de senzori care permit msurarea mimilor de

tipul celor enumerate mai sus.

Pentru acionrile electrice se deduc modelele matematice ale unui element cu micare

de translaie, pentru micromotoarele de curent continuu i asincrone i se discut

problemele acionrii, devenit deja clasic, utilizndmotorul pas cu pas.

n cazul acionrilor fluidice se deduc modelele matematice pentru un actuator hidraulic,

pentru electrovalv i, n final, pentru bucla de reglare i acionare n circuit nchis. n

funcie de magnetizare acestor magnei peliculari de-a lungul axei de simetrie sau

perpendicular pe axa de simetrie, se deduc componentele forei i cuplului de acionare

ntr-un sistem de axe solidar cu pelicula magnetic.

Subsistemul de conducere al unui sistem mecatronic poate fiimplementat n moduri diferite n funcie de performanele asteptate i de costurile

impuse. Microcontrolerul este definit ca funcionalitate i structura general prin

comparaie cu microprocesoarele i procesoarele de semnal.Structura detaliat a unui

microcontroler este analizat din punct de vedere al sarcinilor i caracteristicilor

componentelor care l alctuiesc

27


28/78


Particularitatile operatiilor de asamblare ,diversitatea acestora si implict a parametrilor

care conditioneaza executia corecta a imbinarilor impune controlul procesului print-o gama

variata de senzori .

Informatiile senzoriale necesare se refera la reperele montate ,procesul de asamblare,produsul final asamblat utilajele folosite si mediul industrial in care se face asamblarea .

Pe baza in formatiei senzoriale si acomparatiei cu conditii de referinta ,se emite o

diagnoza ,care se refera la continuarea procesului de asamblare si eventual ,la remedieri ,lucrari

de intrtetinere si operatii conexe. Preluarea informatiilor si diagnoza se face de catre sisteme

de control ale robotilor sau de system de calcul supervizor .

Senzorii permit robotilor sa interactioneze cu mediul inconjurator intr-o maniera

adaptabila si inteligenta .sunt numerosi tranzistori tactili de apropiere ,senzori vizuali si alti

tranzistori .In schema de mai jos se face o clasi fiacre a senzorilor

Senzori pentru dispozitive de manipulare

Senzori interiori Senzori exteriori

Senzori de

atingere

Partea de atingere

a senzorilor

Senzori de forte si

momente

28


29/78


Contact electric si

pneumatic

microintrerupator

Piezorezistivitate

senzoriala la finetea

simtului de pipait

(suportul suprafetei

ordonate pentru

recunoasterea

obiectului)

Senzori

electrici

,magnetici

acustici optici

fluizi indeosebi

pneumatici

(senzori ci

fasscicole de raze)

Electrici (lama de

masurat dilatarea si

altele mai ales

apucare si articulatii

spre directia de

impingere a

fortei)pneumatice

mai ales in

dispozitiv de

amplificarespre

stabilirea greutatilor

si fortelor

combinate.

Fig. 3.6

Senzorii primesc informatiile iar prelucrarile de semnal se transforma in comenzi .

Interiorul senzorilor serveste la masurari de spatii unghiulare si forte in articulatii si noduri la

dispozitive de manipulare .Exteriorul senzorilor este necesar pentru intelegerea semnelor pe

obiecte si este necesar la stabilirea situatiei de mediu la un dispozitiv de manipulare .

3.2.1. Clasificarea senzorilor

1. Senzorii pneumatici

Senzori fluizi sunt simpli ,fara probleme de contact si soloicita spatiuni.Ei lucreaza cu

liber contact .Raportul de comutare este lent fata de elementele electronice .Elementele active(diuzele)se curata singure .In fig 3.7 se arata cateva tipuri de senzori pneumatici .

29


30/78


a) controlul fibrelor b) cercetarea piesei

1 fibra 1- piesa

2 - diuza de jet 2- presinue de alimentare

3 - ajustaj de amestec 3 - presiune

y semnal de iesire

c) masurarea diametrelor pieselor si controlul filetelor

1 ajustaj de masurat

2- piesa

ps

presiune da alimentare

p - presiune de masurat

30


31/78


1-graifar

2- palpatorul manipulatorului

3- piesaW

1

-rezistenta

W2

rezistenta variabila

p- presiune de masurat

pc

- presiune de alimentare

2.Senzori de forta

Sunt in mod normal folositi pentru a masura forta sistemului robotic atunci cand

realizeaza anumite operatii . fortele pe care robotul se foloseste in manipularea si asamblare

sunt de obicei de mare importanta.O alta metoda de a masura presiunea exercitata la fiecare

articulatie si aceasta se poate efectua masurand curentul motor la fiecare motor al articulatiei.

3.Senzorii infrarosii

Un sensor infrarosu poate fi folosit pentru a masura prezenta sau absenta unui obiect

intre degete si sistemul de prindere .Cand un obiect este localizat intre senzori , lumina

infrarosie emisa de transmitator va fi reflectata la receptorii sistemelor de transmitere .In cazul

in care suprafata obiectului este paralela cu sistemul de transmitere ,ambii receptori vor detecta

o cantitate egala de lumina reflectata.Daca obiectul deviaza dela linia paralela ,in ceea ce

31


32/78


priveste sistemul de prindere ,semnalele de intensitate diferite vor fi receptate .Va devenii

posibil pentru robot sa-si pozitioneze bratul . .Senzorul infrarosu este de asemenea folosit

pentru a afla apropierea unui obiect evaluand intensitatea celor doaua semnale reflectate.

4. Senzorii de apropiere

Acesti senzori sunt folositi pentru a detecta proprietatile suprafetei unui obiect fara a-l

atinge .Strategia tipica este de a detecta prezenta sau absenta unei suprafete.Sunt diferite tipuri

de senzori de apropiere .Ei includ :

1. Detectorii optici ,care proiecteaza razele de lumina si folosesc reflectivitatea

oricarei suprafete intalnite pentru a detecta prezenta unui obiect .

2. un sir de senzori optici ,care proiecteaza o sursa calibrata de lumina pana la

suprafata obiectului si apoi masoara intensitatea reflectata.

3. senzorii de apropriere triunghiulari proiecteaza lumina de la un unghi la obiect ,apoi

,folosind triunghiul creat de protectia luminii ,obiectul si detectorii detecteaza

distanta obiectului .

5.Senzorii tactili

Senzorii tactili utilizati curent in present sunt dispozitive care transforma acctiunea

fizica de contact in semnale electrice ,cu informatii asupra formei suprafetei obiectului

apucat ,e3xistentei si pozitiei obiectului in dispozitivul de prindere.Aceasta informatie

reprezinta numai o parte din infirmatia tactila senzoriala antropomorfa.

Senzorii tactili utilizati in dispozitive de prindere pentru roboti reproduce modelulu

uman, in sensul ca au forma unei matrici de elemente sensibile amplasate pe suprafetele de

contact dintre dispozitiv si obiect.

In principiu senzorii tactili se folosesc fie pentru controlul prinderii corecte in

dispozitivul de apucare ,prin determinarea variatiilor de forta aplicata asupra obiectului la

miscarea acestuia fie prin recunaosterea formai sau pozitiei corecte a obiectului .

32


33/78


De obicei ,daca obiectele care urmeaza a fi manipulate delicate sau cu probleme de

pozitie care nu pot fi gasite cu ajutorul tehnicilor vizuale , atunci simtul tactil poat efi utilizat

pentru a intelege caracteristicile piesei . Exista doua deficiente principale in sistemul visual

care face ca sistemul tacti; sa fie preferabil in unele aplicatii. Aceste deficiente sunt :acuratetea

scazuta si imposibilitatea de a vedea obiectele ascunse . Din cauza lipsei de acuratete, piesele

pot fi pozitionate in afar unei rate d etolerantza acceptabila .Cand se intampla aceset lucru

,pozitia precisa trebuie sesizata folosind o apropriere adaptive si aceasta se poate face folosind

un sensor tactil .

Senzorii sofisticati incearca sa depasesca simtul tactil uman .Simtul tactil

umanfiziologic are doau aspecte distincte : simtul cutanat ,care denota abilitatea de a percepe

modelele textuale intalnite de suprafata pielii care denota abilitate uman de a detecta fortesi

momente .

Senzorul tactil are ,de obicei ,capacitatea de a detecta :

- prezenta obiectelor

- forma piesei ,orientarea ei ,

- suprafata de contact ,presiunea si distributia presiunii,

- forta ,locatia si directia acesteia ,

- momentul , planul si directia.

Sunt doua tipuri principale de senzori tactili de atingere si de forta .Senzorii tactili sunt

in general folositi pentru a detecta prezenta sau absenta unui obiect fara a se lua in considerare

forta de contact.In aceasat categorie sunt inclusi comutatorii de limita , microcomutatori s.a .

Dispozitivele simple au o utilizare frecventa in dezvoltarea dispozitivelor de oprire interna ale

unui robot . Senzorii de forta masoara fortele locale de atingere .In cazul unei matrici sensor

,computerul evalueaza modelele atinse cu ajutorul unor algoritmi simiari celor folosite de

masinile vizuale .

33


34/78


Senzorii tactili se folosesc atunci cand au intrebuintari unice de numai doua situatii de

indicare da sau nu . Prezenta de verificarea este controlata la fel ca si siguranta de baza

fiind neschimbate domeniile actuale de intrebuintare .

In fig 3.8 se arata intrebuintarea senzorilor tactili ca : masurator de grosime cu contact laurmarirea cusaturii sudate ,control cu masurator de grosime cu contact la masina cu comutare

rotativa ,apucator de aspiratie cu masurator de grosime aproximativ si supravegherea unui

dispozitiv de alimentare cu banda .

6.Senzori de vizualizare

Pentru a se putea cercet ao secventa de intrebuintare a senzorilor de vizualizare ,pentru

recunoasterea obiectului nu este nevoie de o lumina vecina .Este de obicei necesar o izolare de

lumina a obiectului .Sunt luate in considerare intensitatea d elumina ,distributia de lumina

transparentade lumina ,lungimea de unda ,suprafata obiectelor ,distante de obiecte sursa de lumina

si videocamera .

34


35/78


36/78


pretentii de folosire si programare ,datorita vitezelor mari de transport si restransele

comunicatii cu procesul tehnologic .

In comanda robotilor de montaj este deosebit de imporatnata optimizarea vitezei si

acceleratiei cu care se efectueaza diferitele miscari de lucru precum si determinareapunctului de traiectorie la care trebiuie sa inceapa deceleratia ,pentru a obtine timpul minim

de efectuare a deplasarii intre doua puncte ,in conditiiile realizarii preciziei dorite de oprire

la punctual fixat .Intrucat atat precizia de oprire la punct fix cat si masa ansamblului in

miscare (produsul si dispozitivulde apucare )pot varia de la un pas la celalalt ,echipamentul

de comanda trebuie sa dea posibilitatea programarii parametrilor mentionati .

36


37/78


Intregul program de montaj este monitorizat si controlat d eun numar mare de

senzori de tip analogici sau numerici.Inainte de a fi utilizate in comanda program

,semnalele culese de senzori necesita o anumita prelucrare .Asa ,de exemplu la un traductor

de forta inductive ,tensiunea electrica indusa trebuie comparata cu o tensiune de referinta

,urmand a fi utilizata diferenta dintre ele.La o masina de insurubat se determina simultancuplul de insurubare si deplasare unghiulara a capului ,comparandu-se inscrierea ambilor

37


38/78


parametrii intr-o retea de marimi limitata .Imaginea conturului unei piese ,preluate de o

camera d eluat vederi trebuie discretizata(prin determinarea coordonatelor diferitelor puncte

),filtrate si comparat cu diferite imagini de referinta .Aceste prelucrari se pot face intr-un

echipament electronic propriu al traducatorului sau trebuie preluate de echip[amentul decomanda al sistemului .

Pentru alegerea unui sistem se controleaza oferta si pretentiile impreuna ,ceea ce

conteaza forte mult pentru comenzi .Se diferentiaza 6 grupe de indici : prelucrari in

coordonate , functiuni cinematice ,programare ,transmiterea datelor specifica folosirii

functiunii speciale si functiunii de siguranta.

3.4 Flexibilitatea la dispozitive fabricate prin adaptare automata

Termenul de flexibilitate cuprinde capacitate a producatorului pentru a putea

modifica conditiile de fabricatie in scurt timp cu costuri mici si neintreruperea lucrului

.Flexibilitatea find principala calitate a robotilor industruiali , rezulta posibilitate

afolosiriilor pentru automatizarea manipularii la operatii tehnologice foarte diferite .Desi

aceasta flexibilitate se recomanda in mod special pentru sisteme care trebuie reglate relative

des pentru a trece de la un program la altul .Utilizarea robotilor in automatizarea rigida cu

ajutorul unor mecanisme speciale pentru a putea fi mai productiva acolo unde tacturile sunt

foarte scurte si cer viteze de lucru foaret mari . De asemenea utilizarea robotilor se exclude

in zona pieselor foaret scurte si cer viteze de lucru foarte mari .De asemenea utilizarea

robotilor se exclude in zona pieselor foare grele .Masinile universale sunt cele care dinpunct de vedere tehnic ,servesc mai mult la flexibilitate .

Flexibilitatea poate sa cuprinda aspecte tehnice ,organizatorice si sociale .

Exista 4 tipuri d e flexibilitate :

Tip de flexibilitate 1: La aceset dispozitive de manipulare se pot proba automat

comenzi de manipulare automatizate .

38


39/78


Tip de flexibilitate 2: Flexibilitatea devine adoptata la aceste dispozitive de

manipulare inainte de realizarea mai multor comenzi de manipulare .Aranjarea se face prin

semnal extern .

Tip de flexibilitate 3 : Comanda manipularii devine asezata la o programare dechemare manuala a dispozitivului de manipulare .

Tip de flexibilitate 4 : Flexibilitatea va schimba un element manual al dispozitivului

de manipulare si locul schimbarii va fi pregatit ( imaginea )

Crearea tehnologiilor flexibile de montaj valorifica rezultatele a doua directii de

cercetare care au in fluentat radical gandirea tehnologica a ultimelor decenii .Prima

consta in abordarea tehnologiei de system ,prin trecerea efortului principal de creatie de la

conceptia izolata a fiecarei operatii in care este descompus procesul ,conceptia integrate a

sistemului tehnologic , la sinteza dintre metodele si echipamentele necesare acestei munci

.In cadrul acestei abordari ,un rol insemnat revine tipizarii ,sub doau aspecte

paralele:gruparea morfologica a pieselor si ansamblelor pe de o parte ,tipizarea elementelor

componente ale echipamentelor tehnologice pe de alta parte . Pieselesi ansamblele car efac

obiectul procesului nu mai reprezinta forme individuale ci se integreaza in familii de

produse ,avand caracteristici tehnologice commune .Sistemul tehnologic nu se proiecteaza

Flexibilitatetip

Automatizareflexibila

Dezvoltareaflexibilitatii

Flexibilitate

dereglata

Flexibilitati

pentru capacitati

Variante de

flexibilitate

Flexibilitate

succesiva

39


40/78


pentru un caz izolat ,ci pentru o familie de piese sau ansamble inrudite .In mod similar

,structura echipamentelor care formeaza sistemul tehnologic nu mai reprezinta o conceptie

izolata ,strict specifica ci este constituita dintr-un numar de asamble functionale ,care la

randul lor ,fac parte din sisteme de module tipizate .A doua directie de process care a contribuit essential la crearea tehnologiilor si

sistemelor flexibile de montaj a fost informatizarea . Comanda sistemului tehnologic a fost

trecuta din grija operatorului uman , pe seama echipamentelor de comanda ,care a

beneficiat de aportul posibilitatilornoi pe care le ofera microeectronica si tehnica de

calcul .Aceste posibilitati au crescut performantele echipamentelor de comanda in patru

directii ,in mare marura interdependente.Astfel s-a dezvoltat mult complexitatea ,exprimata

prin dimensiunile programelor care pot fi desfasurate automat ,ca numar de pasi ai

procesului si numar de elementet componente ale sistemului precum si numarul

parametrilor controlti in timpulprocesului .A crescut flexibilitatea , prin trecerea de la

programe fixe ,realizate prin scheme logice cablate ,la memorii electronice

programabile .A crescut considerabil fiabilitatea echipamentelor ca urmare a renuntarii la

relee de comutatieelectromecanica si treceriila componente electronice .In aceste timp

,gabaritul echipamentelor s-a redus la o fractiune din dimensiunile echivalente anterioare.

Analiza de amanunt a flexibilitatii sistemului tehnologic necesita examinarea

mijloacelor prin care sistemul se adapteaza la factorii independenti de system ,care sunt

produsul,programul (sau cadenta) de productie si omul ca participant la system.

Nivelul cel mai inalt de flexibilitate este acela la care structura sistemului nu necesitaadaptari cu character mechanic ,pentru intreaga varietate de produse prevazute ,ceea ce se

realizeaza in principal prin introducerea robotilor industriali .Acestia preiau atat operatiile

de manipulare (transfer ,schimbari d epozitie ,alimentare ) cat si unele operatii de

asamblare.In ultimul caz ,flexibilitatea creste prin introducerea in system a magaziilor de

produse si scule ,atat accesul robotului la diferitele pozitii ale magaziei cat si schimbarea

sculei fiind comandate de program . Prevederea dispozitivelor de apucare ale robotilor cu

senzori tactili contribuie de asemenea la sporirea versalitatii unor structuri mecanice

40


41/78


unice .O subliniere speciala necesita posibilitatile de trecere de la o treapta superioara de

flexibilitate a sistemelor de montaj prin utilizarea robotilor cu vedere atificiala pentru

orientarea pieselor . Se stie ca operatia de orientare efectuata prin mijloace mecanice

prezinta mari dificultati necesita in general solutii specifice fiecarui tip de piesa .Reglarea

dispozitivelor mecanice de orientare de la o piesa la alta chiar si din aceeasi familie ,este o

operatie complicate si de durata ,in mai multe cazuri imposibila fara sa recurga la om .

41


42/78


CAPITOLUL IV

4. Graifare

Graifarele sunt dispozitive pentru prinderea ,fixarea temporara si depunerea

obiectelor prin intermediul elementelor de amplificarea sau inchidere/fixare a formei .

La prindere exista urmatoarele miscari de baza :prindere ,conducere ,montare

(incarcare),eliberare , incarcare .

Fig.4.1

In figura 4.2 se arata cateva tipuri de graifare :

1. ridicator aderent (aspirator ,magnet)

2. ridicator de prindere (jgheab)

3. ridicator cu cleme

4. ridicator cu cleme( bacuri )

5. ridicator cu forme ( bacuri )

Asociere de forma

Graifar

O suprafata de contact Mai multe suprafete de contact

Asociere de forta/forma

42

Asociere de forta


43/78


Fig. 4.2 Tipuri de graifare

Fiecare graifar poate fi divizat in subsisteme . Nivelul ethnic al subsistemului

determina treapta de nivel al sistemului total .Nu fiecare graifar trebuie sa contina toate

functiile partiale dupa cum se vede in schema de mai jos .

Fig 4.3

Alegerea graifarului este o decizie luata de catre inginerul in automatizari

.Decizia poate fi importanta atat pentru succesul aplicatiei cat si pentru selectarea

robotului .Inginerul trebuie sa fie atent la conditiile in care lucreaza graifarul robotului

43


44/78


sis a tina minte ca mediul de lucru diferit de mediu laboratorului in care a fost testa

robotul . Caldura de exemplu poate produce dilatarea ,arderea sau topirea clestelui ,

depinzand de materialul folosit .Piesele abrasive pot cauza uzura ,in special in miile

de miscari cre se repeat ale robotului pe care ar trebui sa le execute .

Graifarele au omare verietate de configuratii si sunt deseori proiectate de catre

client pentru a servi unei aplicatii particulare .Cele mai multe graifare inched pies ape

care o ridica ,dar un numar mare de roboti isi introduce degetele in interiorul piesei ,si

apoi deschid pentru a prinde piesa . Multe graifare sunt proiectate sa lucreze efectiv

in ambele moduri , deci decizia apartine programatorului . Figura 4.2 Rata o varietate

de graifare.

Fig 4.4 Capatul bratului unui robot industrial

a) graifarul dublu ; b)contact in doua puncte in interiorul piesei ; c) contact in

doua puncte in exteriorul piesei ; d) blocarea diametrului interior ; e) graifar

44


45/78


tip captiv ; f) blocare pe diametru exterior ; g) contact in patru puncte cu

blocuri V ; h )mecanism cu parghii.

Unele aplicatii cer o varietate de graifare in aceiasi operatie ,de3ci este nevoie

unele facilitate pentru a da posibilitatea robotului de a schimba graifarele ,sau de aschimba bratul cu un altul special folosit in scopuri speciale . Multi roboti sunt

echipati cu acest fel de unelte iar figura 4.4 ilustreaza un schimbator de unelte

proiectat de ctare Keith H Clark de la Centrul pentru Zboruri Speciale Marshal al

NASA . De notat este faptul ca cei care lucreaza pentru scopuri generale si scopuri

speciale sunt clestii. Oricum capul care lucreaza pentru scopuri generale are degete

pentru a apuca parte adin spate a capului pentru scopuri speciale .Sonda alungita din

partea de sus a capului pentru scopuri speciale este pentru multiple conexiuni electrice

care sunt facute in contactorul de forma conica din capul pentru scopuri generale .

O mica greseala de aliniere a unei piese sau scule a robotului poate duce la

esuarea intregului prtoces si poate la stricarea produsului sau a bratului robotului.

Pentru a evita sau a micsora efectul greselii de aliniere este inserarea graifarului cu o

conexiune flexibila care permite uneltei robotului sa se alinieze cand intalneste obiectul

pe care trebuie sa-l ridice . In industrie aceasta apropriere este denumita legatura

dintre piesa si unealta . Un tip sofisticat de legatura dintre piesa si unealta este

asa numita compatibilitatea cu centrarea relocabila (RCC) Acest concept este

ilustrat in figura 4.5

45


46/78


Fig .4.5 RCC folosit pentru a rezolva problema greselii de aliniere

In figura 4.5 a) robotul incearca sa introduca un stift intr-un alezaj ,dar are o

greseala de aliniere laterala . Tesirile ajuta ,dar cu o conducere rigida a stiftului

,acesta nu reuseste sa intre in gaura . O unealta mai putin rigida nu reuseste sa aduca

rezultatul asteptat deoarece componentele laterale ale fortei in tesire tind sa roteascastiftul in jurul centrului flexibil . Asamblarea din figura 4.5 b) proiecteaza un centru de

compatibilitatea la capatul conducator al cozii ,care este un centru conducator al

punctului de comptibilitate .O consecinta importanta a acestei proiectii este faptul ca

stiftul s einclina lateral in loc sa se rotesca capatul sau de sus .

Figura4.5 c) prezinta a aliniere laterala corecta ,dar cu o eroare unghiulara in

aliniere .In acest caz caz stiftul are contact cu alezajul in doua locuri . Componentelelaterale ale fortelor din pin sunt paralele si opuse ,dar aceste forte paralele si opuse nu

actioneaza pe aceeasi linie deoarece forta laterala din stanga actioneaza intr-un punct

mai inalt pe stift decat forta laterala dreapta . Aceasta produce un moment care

actioneaza asupra stiftului si dispozitivul de asmblare RCC arata in figura 4.5 d) permite

ca intrarea sa aiba loc . Ilustrarea fizica a dispozitivelor RCC este data in figura 4.6

46


47/78


Fig 4.6 Dispozitive RCC variate din comert pentru a facilita o toleranta apropiata la

operatia de asamblare folosind roboti industriali

Pe graifar actioneaa mai multe forte s iinvestigarea lor are loc dupa mai multe

puncte de vedere .Vectoru; forta poate primi diferite unghiuri si marimi dup miscarea in

spatiu .Miscarile pot fi suprapuse sis a contina componente de forte centrifuge . Fortele

din deplasari pot sa fie primate ca perechi de forme sau perechi de forte .Marimea

perechii de forta determina forta de prindere .Ea este deseori ,datorita situatiilor mult

mai mare .

Pentru calculul aproximativ al fortei necesare de ridicare , pe baz ainfluentei

acestei forte centrifuge de greutate s epoate utilize o nomograma .Acesta nomograma

,care eset data in figura 4.7 este utilizabila pentru mai multe decade . Pentru forta de

actionare trebuie se se ia in considerare factorul de transformare .

47


48/78


Fig .4.7 Nomograma pentru stabilirea fortei de ridicare pe axa verticala a

fraficului este reprezentata FGforta de greutate a graifarului in [N]

2*

242 grmFR

+=

RG

FF =

unde : m- masa piesei

r raza

g- acceleratia graviationala

Fg-forta

de greutate (N)

Fr-forta de frecare (N)

- coeficientul de frecare

-viteza unghiulara

Pentru cel de-al doilea grafic :

- se determina in partea de jos punctual de intersectie dintre si r ,

- de la punctual d eintersectie s etraseaza o dreapta ajutatoar espre origine;

-se trasaza o orizontala dela valoarea mesei pana la dreapta ajutatoare ;

- din punctual de intersectie ,perpendicular ,se duce vertical pana la valoarea

corespunzatoare frecarii ;

-orzontala din punctual de intersectie extrage forta de ridicare F

G.

48


49/78


4.1Clasificarea graifarelor

Pentru alegerea unei constructii de graifar sunt interesante referintele proprietatile

geometrice si fizice ale piesei ,referinte la parametric procesului (aranjare

.manipulare ,montaj ) si ceilalti parametrii (vibratii ,strangere ,etc ) Un graifar poate fi

constituit multiplu (graifar revolver ) si sa posede elemente definite pentru flexibilitate

(bacuri formate sau de schimb ).

Graifarele pot fi utilizate pentru diferite tipuri de piese cum ar fi : piese

prismatice ,piese rotunde , piese din material sintetic , din material expandat ,folii

sticla ceramica ,table de otel ,piese cu suprafete exterioare sensibile , piese calde ,

piese de lemn ,etc .

Graifarele cleste deplasseaza bacurile sale sub forma de arc de cerc si sunt de

acea inainte de toate potrivite pentru piese de rotatie simetrice .Se dau doau forme

constructive :

-graifar foarfeca;

- graifar oscilant .

Graifarul foarfeca deplaseaza ambele bacuri in jurul unui punct de rotatie ,iar la

graifarul oscilant fiecare bac se deplaseaza in jurul propriilor puncte de rotatie .

In figura 4.8 sunt prezentate schemele cinematice ale graifarului tip cleste si

oscilant . Schemele cinematice sunt reprezentari structurale ale graifarelor si permit

recunoasterea elementelor , articulatiilor ,organelor si ordonarea lor in ansamblu.Reprezentarea lor are loc cu simboluri . Forma abstracta a reprezentarii est elantul

cinematic

49


50/78


1,2,3 graifare foarfeca 7,8 graifare oscilante

Fig 4.8 Scheme cinematice

La graifarele paralele miscarea este generate prin mecanisme cu parghii

,mecanismele pinion cremaliera si mecanisme surub piulita . Caracteristica miscarii

este corespunzator diferita la fiecare tip de graifar .

Grai farele paralele deplaseaza bacurile lor in linie dreapta si sunt ,de

aceea,potrivite ,inainte de toate pentru piese prismatice . Se dau doua forme de deplasare

circulara si deplasare rectilinie .In figura 4.9 (1) deplasarea bacutilor este dupa un

ghidaj circular .Printr-un mechanism paralelogram , ia nastere ,cu taoate acestea ,o

miscare de alunecare paralela ; in fig 4.9-(26),bacurile se deplaseaza dealungul unui

ghidaj liniar .

Fig 4.9 Schema cinematica a graifareleor paralele

Graifarele pot fi dispozitive mechanice de prindere ce tin obiecte atasandule

magneti ,adezivi ,carlige cupe .Unele graifare prind obiectele legandule de suprafata

exterioara altele sunt legate de suprafata interioara a obiectului . Acestora li se spun

50


51/78


graifare externe respective interne . Un graifar are un mechanism cu centratori care nu

se considera a fi parte din robot din moment ce nu se modifica pozitia si orientarea

sistemului robotic .Graifarele opereaza in mod obisnuit intr-un anumit fel ,avand

degete care sunt fixe ,atasate de graifar ,sau poate fi constructie inchisa sau deschisa .Degetele atasate pot fi inlocuite cu degete noi sau diferite ,favorizand flexibilitatea

.Graifarele pot opera cu doua sau mai multe degete .Cucat sunt mai multe degete ,cu

atat este mai dificil sa controlezi graifarele .

51


52/78


CAPITOLUL V

5.Implementarea robotilor in celule si sisteme

Sistemul de manevrare al materialului are un rol cheie in fabricarea flexibila si

face conexiuni intre procese variate de fabricare ,scule si masini roboti pe carele pune

intr-o unitate functionala . Materialul si piesel trebuiesc aduse la timp la postul d

elucru corespunzator pentru a ajunge la utilizarea resurselor de productie .Datorita

tendintei prezente spre produse comandate sis pre productie restransa ,profilarea

modelelor si a pieselor cere noi strategii si metod ede distyributie a materialelor . In

ultimii 15 ani ,numarul pieslor manevrate si procesate de industria auto s-au dublat .O

problema particulara este creata de varietatea optiunilor pentru numeroasele modele de

produs si conduce la o situatie in care un numar mare de tipuri de piese eset folosit de

un numar mic de masini .Se ajunge frecvent la situatia in care o singur apiesa trebuieadusa la o statie de lucru ca sa fie pregatita atunci cand masina ajunge ,fiind configurata

de cerintele clientului .

5.1 Celule flexibile de montaj

Celulele flexibile d emontaj sunt echipamente alcatuite din sisteme automate .Ele

pot efectua operatii de monatj pentru diferite produse fara sa impuna transformari

importante . De aceea pot fi folosite rentabil pentru montajul unor serii mici de

produse .

Nucleul unei cellule flexibile de monatj este robotul industrial .Utilizarea cea mai

larga o au robotii tip coloana care asigura spatiu de lucru mare .Capacitatea de

incarcare a robotului se alege pornind de la masapiesei si a dispozitivului de montaj

necesar .Se poate intampla ca pentru piese mici sa fie totusi necesar un robot cu

52


53/78


portanta mare datorita mesei dispozitivului .De aceea se acorda o atentie speciala

eforturilor de miniaturizare a dispozitivului de apucare .

In unele aplicatii se constata ca sarcinile de manipulare ale robotului sunt

neuniforme ,valoriule mari intervenind in fazele finale ale monatjului care reprezinta

circa 10% din timp .

Sistemul fabricatelor flexibile prevede schimbari in sistemul de control astfel ca

subansamblele sa poata produce configuratii diferite in aceeasi masina .Acestor

compartimente d esine statatoare ,li se pot atasa numeroase masini care sunt controlate

de microcomputere si pot sa functioneze nesupravegheate un timp . compartimentele

pot contine dispozitive de control automat al sculeleor ,sau de manevrare a

materialului ,cum ar fi supravegherea cu palete automate sau robotizarea masinilor

.Sistemul poate opera aproape orice masina si include alte operatii de fabricare .In

cadrul acestor operatii se numara si matritarea , stantarea , modelarea , incovoierea ,

controlul cu laser , taioerea la viteze mari a formelor neobisnuite .

Compartimentele de fabricatie sunt grupuri d emasini variate si diferite

compartimente care primesc materiale sau piese pentru a realize o serie de operatii.

Controlul este realizat de o mare varietate de de senzori . Este nevoie de un computer

pentru tot compartimentul de fabricatie .

Un sistem de fabricatiei flexibil contine o serie de sectii de fabricatie .Acestea

din urma primesc des mici dispozitive automate e intr-o uzina de fabricatie .Din cauza

costului ,e posibil ca uzina sa le primesca doar pe o periaoda de timp .O sectie tipica de

fabricatie poate avea doau puncte de incredere si un robot industrial pentru

manevrarea automata .

5.2 Sisteme de montaj

5.2.1 Sistem de asamblare robotizat in montarea motorului de

automobile

Industria automobileleor este primul utilizator al sudurii in puncte al robotilor

vopsitori prin pulverizare .In industria automobilelor un rol foarte importanta il au

53


54/78


robotii care monteaza .Figura 5. arata o statie robotizatapilotatat dealungul unei linii de

asamblare pentru motoare de automobile ,care a fost dezvoltata in industria Fraunkofer

pentru Automatizarea Productiei din Germania .De notat este faptul ca principala

asamblare a blocului motor trece pe un mechanism de transfer cu palete .Robotii poy

accesa usoe subansamblele aduse de catre mici transportoare auxiliare .vasele

vibratoare alimenteaza si orienteaza piesel mici cum ar fi : suruburi si bolturi .

In cele mai complicate statii de motoare cum este aratat aimn figura 5. este

necesar ca robotii sa se echipeze automat cu o varietate de graifare ,fiecare proiectat

pentru o sarcina specifica .

Fig 5.1 Statie pilot robotizata pentru montarea motorului de automobil

Aceaasta operatie poate fi programaat in sistemul de memorie flexibila a robotului pentru diferite graifare aranjate in imediata apropiere pe un rastel sau intr-o magazie.O

asemenea unelta eset un dispozitiv de insurubat automat care poate fi de mai multe tipuri inaceeasi statie . robotul trebuie sa furnizeze pozitia automata si flexibilitatea orientariidispozitivului de insurubat automat .

5.22 Tipuri reprezentative de sisteme de asamblare robotizate .

Pentru un system cu un singur post de lucru ,piesele care necesita manuiri si asamblarimanuale si care trebuie montate in timpul ciclului de asmblare ,prezinta probleme speciale.din motive de siguranta ,de obicei este necesara transferarea ansamblului catre o pozitie sau oanexa in afara mediului de lucru al robotului.Aceste lucru se poate realize programand

robotul sa plaseze ansamblul pe un dispozitiv de transfer ce il va duce catre un post de lucrumanual .Dupa ce operatia manuala s-a terminat ,ansamblu se poate intoarce intr-o maniera

54


55/78


similara la postul de lucru cu robot .In figura 5.2 este redat un sistem robotizat cu un singurpost de lucru .

Fig 5.2 sistem cu o singura statie de lucru

In desenul anterior este prezentat un robot cu patru grade de libertate care

realizeaza un process de asmnblare ,un buncar vibrator , agazia de prezentare a pieselor

, conveior pentru piesele de baza ,senzori pentru orientarea robotului dealungul axei -

Z ,si punctual de lucru in care graifarul face asamblarea .

Folosirea posturilor de lucru speciale pentru monatrea sau asigurarea operatiilor

prezinta probleme similare cu cele ale asamblarii manuale . Pot aparea doua situatii

diferite .In prima situatie robotul monteaza sau aseaza piesa fara asigurarea ei

imediata .Acesta operatie este urmata de transferal ansamblului catre un post d elucru

extern ,unde este realizata operatia de asigurare ; un exemplu este fixarea prin presare

de mare forta.

In figura 5.3 este aratat un system de asamblare cu o singura statie si doi roboti in

care un robot ia piesele pe care conveiorul le adduce din cutii si celalalt realizeaza

asamblarea acestora .

55


56/78


57/78


Fig 5.3 Sistem cu mai multe posturi de lucru ,cu roboti cu scop special si posturi de asmblaremanuala

CAPITOLUL VI

MEMORIU JUSTIFICATIV DE CALCUL

57


58/78


1,Calculul fortei de strangere

58


59/78


[ ]

[ ]

[ ]

e_de_frecarcoeficient0.36

*2

sin*2

FF

2

sin*FF

2

cos*FF

2

FF

N37F

laforta_totaFGFF

12,5Fi

Nnertieforta_de_iFa*mF

ivconstrunct180

*120

5a

finaliefectoruluaascendentaverticaladeplasareainacc.maximaat

va

24,5G

pieseigreutatea_Gg*mG

kgimasa_piesem2,5kgm

smtationalaacc..gravig

sm9,8

Rs

13

12

s

1

R

RiR

imaxi

max

maxmax

22

=

=

=

=

=

=+=

==

=

==

===

=g

NFK

k

F

F

ss

s

R

s

01.89F*F

sigurantadecoeficient5.1

34.59Fs

2sin2

sfsf ==

=

=

=

FfT=FR

2.Calculul surubului trapezoidal principal

Alegerea materialului surubului

OL 60 STAS 500-80Rm-rezistenta la tractiuneRm=590710

F1

Fs

2:=

F1

29.669=

F2 F1 cos

2

:=

F2

14.835=

Ff

sin2

F

s

2:=

F3

F1

sin

2

:=

F3 25.694= Ff

9.25=

Fft 4 Ff:=

Fft

37=

59


60/78


Solicitarea la compresiune ac=160 [N/mm2]

ahm q

Fd

***2

=

Unde :F forta axiala [N]h=0,5 pentru fileet trapezoidale

2d

mm =

m-lungimea filetului piulitei

m = 1.22,5 (tabelar)qs-este rezistenta admisibila la rupere [N/mm ]Se allege forta din surub F=1500 NQa=79 N/mm2 [ 5.tab3.3,pag 50 ]

Se alege qa=9 N/mm2

41.99*2.1*5.0*14.3

15002 ==d mm

d2=9 mmDin tabelul 2.2 pag.18 ,se allege surubul cu diametrul d =10 mm

p-pasul filetuluip=2 mmH1=0,5*pH1=1H4=0,5*p+ac=1,25 mm

ac= 0.25 pentru surub trapezoidal

mmaR

mmH

pz

c 125,0*5.0

5.02

25.0

max1

1

==

==

Alegerea numarului de inceputuriN=1Verificarea autofranarii


61/78


2

*

4sc

satr

g DF

Ds

+=

F=2500 Nastr= 35 45 N/mm2 [5.tab 3.3 pag 50 ]Se alege Dcs=12 mm

mmDgs 95,141240*14.3

2500*4 2=+=

Dgs=14,95 mmCalculul numarului de spire in contact

p

dz m 2

*=

z-numarul de spire

spirez 92

9*2==

Calculul lungimii filetului piulitei

m=z*p =18mmm=18 mmCalculul lungimii filetuluiLf= h + m + 3pLf = 11 + 18 +3 *1,5 =33.5 mmVerificarea surubului6.6.1 Momentul de torsiuneMt1 = F*rsunde : -F forta din surub [ N]

-rs-este raza surubului

-F= 2500 N-rs=5 mmMt1=2500 * 5 =12500 NmMt1=12,5 Nmm

Verificarea tijei la solicitari compuseaccech += 4

2/160 mmNc = [tab.3.2,pag49]

2

2

22

1

/63,56

/62,565.7*14.3

2500*4

*

4

mmN

mmNd

F

c

c

=

===

2

2

22

1

3

/65.33

/65.335.7*14.3

5.12*1000*16

5,7*14.3

*10*16

mmN

mmNM

t

t

t

=

===

22222 /96,8765.33*463,56*4 mmNtcech =+=+=

acech mmN


62/78


12** Hdz

Fq

=

F = 2500 Nz =9 mm = 3.14d2 = 9 mmH1 = 1 mm

2

2

/83.9

/83,91*9*14.3*9

2500

mmNq

mmNq

=

==

8.2 Incovoiere

2

1

1

***

26

hdz

aH

Fc

i

+

= [tab. 4.3, pag 63]

F= 2500 NH1=1 mmac=jocul la fundac=0.25 mmh= grosimea spirei la bazah=0,634*2=1.268H1=1 mm

2

1

/13.4226.1*5.7*9*14.3

25.02

1*2500*6

mmN=

+

=

2/13,42 mmNi =

9.3 Forfecare

2

2

1

/36.9

/36.926.1*5.7*14.3*9

2500

***

mmN

mmNhdz

Ff

=

===

9. Piulita

Alegerea materialului

Fc= 250 STAS 568-82Rm=210320 N/mm2

Duritate HB 180240

Solicitarea la tractiune at = 25 38N/mm2

Solicitarea la compresiune ac = 63 95 N/mm2

Solicitarea la incovoiere ai = 42 65 N/mm2

Solicitarea la rasucire at = 36 46 N/mm2

proiect licentza

Documents