Автоматизация на електронната промишленост с промишлени манипулатори и роботи

1.Увод
В електроннта промишленост има много работни места, защото работата е сапътствана от много спомагателни работи. Много голям процент от работниците са заети да зареждат и разтоварват различните видове технологично обзавеждане.
Нуждата пт автоматизация в тази насоченост се дължи на факта, че голяма част от процесите са силно стандартизирани и се характеризират с висока повторяемост и еднотипност, а отделните продукти се произвеждат в много големи серии.Автоматизирани решения при производството на електронни и електротехнически детайли, компоненти и продукти могат да бъдат внедрени на всеки етап от технологичния процес. Независимо дали става въпрос за манипулиране и сглобяване на детайли, взимане, поставяне, сортиране, високопрецизно струговане, фрезоване или повърхностна обработка на метали, автоматизирането и роботизирането на различните операции гарантира постигане на ниски производствени разходи, кратки цикли на обработка и максимална производителност при постоянно високо ниво на качество. Същевременно това е съчетано с изключително надеждност и гъвкавост, позволяващи динамична реакция на пазарните тенденции и изисквания.В модерното и високотехнологично производство голяма добавена стойност се генерира и от автоматизирането на края на производствената линия, и по-специално на процесите по опаковане, етикетиране, пакетиране и палетизиране. Ползите за бизнеса се изразяват в значително намаляване на разходите, повишаване на производителността, подобряване на условията на труд чрез елиминиране на изморителната ръчната работа.Индустриалните роботи, използвани в електрониката и електротехническата промишленост, използват най-съвременно оборудване за изпълнение на производствени задачи и задачи по контрол на качеството – интелигентни технологии за визуално разпознаване, сензорни системи, приложения за чиста среда и др. Това осигурява максимално високо ниво на прецизност и минимизиране на производствения брак, водещи до изключително качество на произведената продукция.

2. Схема на развитие, технология и изисквания
Първите роботи в електронната промишленост са създадени за използване при производство на кинескопи. Те са били със сравнително проста схема и били свързани с отделните машини чрез събиратели, магазини и роботи в транспортно-технологични участъци.
Спецификата на това производство определя до голяма степен и характера на конструкцията на първите промишлени манипулатора и роботи, като на тяхна основа са разработени и промишлени работи за други цели и изделия.
Ето някои специфични особености на производството на електровакуумни изделия:
Сложна конфигурация, различни размери, чъпловост и др.
Сложност на технлогичния процес, включващ в себе си физични, химични и други видове обработване.
Различни продължителности на отделните операции- от няколко секунди до няколко часа
Трудности при контрола на качество на изпълнените технологични операции и своевременно откриване на дефектна продукция.
Необходимост от включване в технологичния процес на операции по регенерация на бракувани полуфабрикати с рязко различаващи се по продължителност тактове на работа в различни участъци на технологичния прицес

Анализ на създадените промишлени роботи показва, че всеки от тях се състои от:
Хващач с 2-6 степени на свобода
Системата за управление работи на такъв принцип, че в поцеса на движение от една позиция до друга изминалото разтояние не се измерва, а се отчита от СУ.
При роботите с електрозадвижване зададената скорост се поддържа автоматично
Треакторията на движение се определя от програмата чрез датчици за оиложение и зададени скорости на движение.
Изграждането на роботите по този начин позволява проста и надеждна работа, гъвкава настройка за всяко работно място. Взаимодействието между робота и оператора се осъществява не само с помоща на органите за управление и сигнализация, но и посредством непосредствените коригиращи действия на оператора (т.е възможност за настройка, докато робота се движи). Така робота има възможност да работи в по-голям обхват и отмяна на работника в условията на тежък физчески труд.

3. Примери и анализ на съставните части
На Фиг. 1 е показа робот с неханична ръка, чието задвижване е пневматично. Тя е с вакуумен хващач, който се предвижва в 3 направления( х,у и завъртане). Предназначението му е за автоматично пренасяне на стъклобалони и кинескопи. При различните етапи на работа от окачен конвейр до позициите на технологичните машини и обратно.

Фиг.1

Схемата се състои от:
1-висящ конвейр х9-12 – датчици
2-робот х9- датчик за пускане на цикъла и хващане на изделието 4
3-каруселна машина х10- за контрол наличие на изделие
х11-пускане на цикъла за поставяне на изделието
х12 - контрол на наличието на свободна позиция, където трябва да бъде поставено изделието 4

Друг пример е показан на фиг.2. Представлява висяща на монорелса оневматична ръка с вакуумен хваща (4 степени на свобода).

Фиг.2
Схемата се състои от:
1-програмно управление 2-направляващи 3-блок за подготовка на въздух
4-управляващ блок 5-количка 6-механизъм осиуряващ уравновесяване
7-механизъм за преместване на хващаш 8-съединителен кабел 9- 10-

Опитът в изграждането на такива автоматични устройтсва и комплекси обощава следните изисквания към комплектоването на участъка:
Да се осигури зададена производителност
Да се осигури работа без спиране при неритмично подаване на заготовки и полуфабрикати от предния технологичен участък
Да осигурява удобство и безопастност на работа на оператора, обслужващ технологичната машина
Да има възможност за обслужване на технологичното обзавеждане и други автоматизиращи устройства при настройване и ремонт
Да се въведат блокировки, предотвратяващи аварии в случай на отказ на робота
Да има възможност за преминаване към ръчно зареждане на робота при изключване на робота за профилактично обслужване, настройване или ремонт

На фиг. 3 и 4 са представени варианти на комплексно автоматизирани участъци за алуминизарано на екраните на цветните телевизори.
Вариантът Фиг.3 има прозиводителност от 70бр/час. На участъка са разположени конвейрна машина за нанасяне на алумиииева лента на екрана 3, междуоперационен конвейр 9, манипулатор 13 за снемане на екрана от окачването на конвейра, събирател 11, манипулатор 12 за подаване на каретата на машината за нансяне на лента, манипулатор 4 за снемане на ообработения детайл, събирател 6, манипулатор 7 за поставяне на екрана на транспортния конвейр и пулт за програмно управление 10. Екранът постъпва в участъка по транспортния конвейр 9, придвижван от окачването 16. По тресето е монтиран датчик 17 за наличието на детайл 2 на окачването. Количките на манипулаторите 4 и 12 са монтирани на монорелса 5, успоедна на движението. Ограничителите 1 и 2 взаимодействат с датчиците за наличие на количка в местата за товарене и разтоварване.

Фиг.3

Основния недостък на опиания вариант е ниската производителност. Сложната треактория на манипулаторите , повечето от тази треактория трябва да премине синхронно със скорост 133мм/сей. Треакторията на манипулаторите 2 и 12 може да бъде опростена, броят на степените на свобода може да бъде намалена до 3 броя.

На фиг, 4 има дриг вариант, който е с по-голяма прозводителност от 110 бр/час.

Фиг.4
Екраните постъпват в участъка по транспортния конвейр 11. Снемат се от манипулатора 7, а се поставят обратно в конвейраот манипулатора 17. Зареждането на количката от ваната за алуминизиране става с манипулатор 12 ,а снемането от манипулатор 14. Ограничителите 3 и 4 са предназначени притискане на страничните повърхности на екраните при поставяне им в количките. На корпуса на машините са закрепени датчик 5 за наличието на детайл в количката и пълт 12. В участъка има четири пулта 13 за управление на манипулаторите, събирател 10 за необработени детайли и събирател 16 за обработени детайли. На корпуса на събирателя 10 са разположени ограничители 8 и 9 за странични повърхности на екрана 14 за компенсиране на грешките при поставяне.

Следващата съпка е създаването на напълно автоматизиране на производството на , управлявано от съвременнаелектроизчислетна техника.

3. Съвременни технологии в автоматизацията на електронната промишленост с ПМР
3.1 Колаборативни роботи
Напредъкът в технологията на роботите и на тяхното управление вече им позволява да излязат извън традиционните роли в производството и автоматизацията, да поддържат цели нови класове приложения, а със съответните разширения - да завладяват нови пазари. Може би най-добър пример за тази тенденция е развитието и използването на колаборативни роботи (системи, проектирани да работят в непосредствена близост и в сътрудничество с хора).
Роботите с два манипулатора, които понастоящем излизат на пазара, са конструирани с оглед на максимална сигурност и безопасност, което означава, че не могат да наранят работник. Те имат датчици, отчитащи силата на натиск, която прилагат манипулаторите им; осите им са проектирани, така че да се избегнат всички възможни точки на съприкосновение; имат електромотори с ограничена скорост и са програмирани със софтуер, управляващ безопасността.
Един от най-големите технически проблеми, с които промишлеността в момента опитва да се справи, е намирането на начини роботите да станат по-лесни за използване, така че да не изискват твърде висококвалифицирани специалисти, за да бъдат внедрени, пуснати в експлоатация и поддържани.
Сред новостите в тази сфера е интерфейсът за програмиране тип WYSIWYG (what you see is what you get - получаваш това, което виждаш), който може да се използва за постигане на максимална ефективност и съкращаване до минимум на времето за подготовка преди началото на производството.
Освен това все по-често се срещат роботи, които могат да се самопрограмират. Очаква се те да стават все по-автономни и да могат да функционират в по-неопределена среда. Благодарение на усъвършенстващата се сензорика и елементите на самообучение, новото поколение роботи ще могат да се справят с доста по-широк кръг от “непредвидени” ситуации, прогнозират учените.

3.2 Denso Robotics

Произвеждат роботи за електронната, хранителната, фармацевтичната и други сфери.

HS-035/045/055A1 има дължина на ръката съответно за 3-те модела 350мм, 450мм и 550мм. По Z (вертикално) 100, 150, 200 и 320 мм. Товароносимостта му е до 5 килограма и извърша един пълен цикъл за 0,29 секунди.

<Object: word/embeddings/oleObject1.bin>