Автоматический манипулятор с программным управлением (АМПУ) грузоподъемностью 25 кг

Автоматический манипулятор с программным управлением (АМПУ) грузоподъемностью 25кг предназначен для автоматизации процесса механической обработки заготовок валов на участках механический цехов машиностроительных заводов с массовым, крупносерийным и серийным характером производства. Манипулятор предназначен для эксплуатации в условиях умеренного и холодного климата в исполнении УХЛ4 по ГОСТ 15150-82. Технические характеристики АМПУ таблица 10.1.
Таблица 10.1. Техническая характеристика АМПУ
Наименование параметров Данные
1 2
Грузоподъемность, кг 25
Количество рук, шт 2
Наибольшая масса заготовки, переносимой одной рукой, кг 
12,5
Число степеней подвижности, шт 4(5)
Количество точек позиционирования на каждой степени подвижности, шт 
2
Наибольшее перемещение рук, мм
- горизонтальное
- вертикальное 
640
230
Наибольший угол поворота рук в горизонтальной плоскости , град 
180
Наибольший угол между осями рук, град  180
Наибольший угол поворота схвата, град 180
Максимальные скорости перемещения:
- горизонтального, м/с
- вертикального, м/с
- поворота рук втянутых, град/с
- поворота схвата, град/с 
1,6
0,4
100
180
Средние скорости перемещения двойного хода (вперед-назад)
- горизонтального, м/с
- вертикального, м/с
- поворота рук втянутых, град/с
- поворота схвата, град/с  

1,0
0,3
90
150
Продолжение таблица 10.1
1 2
Точность позиционирования в горизонтальной плоскости на радиусе 1180мм, мм  0,1

Система координат цилиндрическая
Типы исполнительных приводов пневматические
Расстояния от пола до оси схватов в их нижнем положении, мм: 
1190…1320
Рабочее давление воздуха, МПа 0,45+0,5
Габариты корпуса манипулятора в плане (длинна х ширина), мм 
1200…750
Масса, кг 670


Устройство манипулятора (АМПУ).
Основание манипулятора 1 устанавливается с помощью четырех опорных винтов 21, которые позволяют регулировать положение корпуса манипулятора над уровнем пола в пределах 140 мм. На основании закреплена тумба, несущая на себе механизмы подъема и поворота.
Механизм поворота состаит из двух односторонних пневмацилиндров 14, поршни которых соединены шток рейкой, находящейся в зацеплении с шестерней. На концах рейки находятся винту служащие для ограничения перемещения рейки между упорами. В упорах установлены гидробуферы 12, которые определяют величину торможения хода.
Механизм подъема состоит из пневмацилиндра 2 и штока 32, верхняя часть которого крепится к подвижной траверсе. К траверсе крепится штанга, несущая на себе регулируемые упоры. Торможение подвижных масс при подходе к упорам осуществляется гидробуферами.
На клемной стойке с помощью зажимов закреплены левая и правая рука. Каждая рука состоит из двух длинноходовых пневмоцилиндров 5. на штоке которых закреплена траверса 8. На траверсе имеются хвостовики 7 позволяющие крепить сменные клещевидные захваты 6 ( диапазон диаметров заготовки от 20 мм до 100 мм). Траверса имеет штуцера для подвода пневмасистемы и управления движением частей захватов.
Для предотвращения жестких ударов при подходе подвижных частей к упорам имеются гидравлические буфера.
Гидравлический буфер состоит из корпуса, плунжера, направляющей втулки и обратных клапанов. Запитка буфера маслом осуществляется от гидросистемы АМПУ.
Торможение ,работа буфера, осуществляется путем дросселирования масла через уменьшающийся по ходу кольцевой зазор. С целью уменьшения нагрева масла в буфере предусмотрено два обратных клапана, через один из которых нагретое масло поступает в гидросистему, а через другой поступает в буфер свежая порция масла.
Пневмосистема предназначена для обеспечения перемещений механизмов манипулятора. Пневмооборудование (воздуховод 15) смонтировано на раме и панели. Сжатый воздух от цеховой сети поступает в пневмо систему через вентиль 20. Давление воздуха в системе манипулятора и схватов контролируется манометром. Очистка воздуха от частиц воды, компрессорного масла и твердых частиц осуществляется фильтром -влагоочистителем. Рабочее давление воздуха в системе должно составлять 0,4+0,005 МПа.
Блок управления представляет собой стойку ЧПУ и предназначен для усиления и преобразования выходного сигнала от датчиков обратной связи, контролирующих линейные перемещения рабочих органов манипулятора, в в два или четыре дискретных сигнала для исполнительных органов станков по управлению рабочим циклом обработки и световой сигнализацией.
Принцип работы манипулятора в паре со станком с ЧПУ.
Рабочий цикл робототизированного модуля оснащенной блоком ЦПУ, накопителем с поштучным выделением заготовки, устройством ориентации заготовки на станке с ЧПУ и манипулятором для подачи и загрузки станка заготовками, осуществляется следующим образом:
В начальной фазе цикла обработки рабочие органы станка и манипулятор занимают исходное положение. В этот период связи между электросхемами блока управления и станка заблокированы. При подачи сигнала то ЦПУ манипулятор начинает осуществлять рабочие движения в следующем порядке:
- разворот руки манипулятора на угол положения загрузки;
- выдвижения руки в направлении устройства поштучного выделения заготовок;
- захват заготовки клещевидный захватом;
- вдвижение руки в нулевое положение для разворота манипулятора в положение загрузки станка;
- разворот манипулятора в положении загрузки станка;
- выдвижение руки манипулятора в установочное положение заготовки в устройстве ориентации заготовки;
- разжим захвата и вдвижение руки в нулевое положение;
- автоматический зажим заготовки в станке;
- процесс обработки заготовки в автоматическом режиме станка с ЧПУ или полуавтомата, в момент достижения деталью заданного размера срабатывает окончательная команда, обработка прекращается, и рабочие органы станка перемещаются в исходное положение;
- выдвижение руки манипулятора в установочное положение заготовки в устройстве ориентации заготовки для захвата заготовки и ее захват;
- вдвижение руки в нулевое положение для разворота манипулятора в положение загрузки нового станка либо выгрузки готовой детали;
Процесс продолжается до получения необходимого количества обработанных деталей. Срабатывание предварительных и окончательных команд можно наблюдать по загоранию сигнальных лампочек блока управления.
Подготовка робототизированного модуля к работе и порядок работы:
1. Произвести ежесменное техническое обслуживание манипулятора и станков модуля:
- проверить давление сжатого воздуха в сети манипулятора и механизмов станка;
- проверить наличие масла в резервуарах маслораспределителя и в фитильных масленках, а также подачу его на рабочие части оборудования;
- проверить исправность электрооборудования и средств защиты от поражения электрическим током.
2. Произвести расчет и подготовку управляющей программы модуля с использование технической документации на программирование манипулятора и станков.
3. Произвести ввод программы в ЦПУ и наладку станков и манипулятора:
- произвести ввод программы в ЦП устройство управления с пульта управления модулем;
- произвести наладку станков модуля: установить необходимый для обработки вспомогательный и режущий инструмент в положения соответствующие управляющей программе;
- произвести наладку манипулятора: установить требуемый клещевидный захват и механизмы контроля перемещения рабочих органов манипулятора.
4. Произвести процесс работы модуля на холостом ходу для выявления недочетов программы управления модуля.
5. Произвести обработку одной детали для контроля точности обработки заготовки и работы манипулятора. При обнаружении недочетов произвести устранение недочетов обработки.