Curs RISTFR_Cap 3_PAG 83-96_108-120_1350532305195

7/26/2019 Curs RISTFR_Cap 3_PAG 83-96_108-120_1350532305195

1/27

CAPITOLUL 3. TEHNOLOGII I SISTEMEDE FABRICAIE ROBOTIZAT

3.1. Utilizarea RI n aplicaii de paletizare

3.1.1. Operaia de paletizare

Paletizarea reprezint operaia de dispunere volumic ordonat, n planorizontal (sub formde straturi cu nlime omogen) i pe vertical(sub formdestraturi multiple) pe dispozitive de transport denumite palei, a diferitelor categoriide obiecte (produse ambulate n cutii de carton cu formparalelipipedic, saci cumateriale vrac de tip granule sau pulberi, seturi de obiecte multiple preinfoliate sticle cu apa / ulei etc.) manipulate individual sau n grup de ctre roboi industrialisau maini automate de paletizare. Paletizarea se realizeazpe palei cu dimensiunireglementate prin standarde internaionale pentru a se facilita unificarea condiiilorde stocare, transport i manipulare a acestora.

RI de paletizare pot structura stivele de produse paletizate dup diferitescheme de dispunere ordonat a obiectelor, fiecare strat n parte avnd o altdispunere a acestora. Fiecare strat de obiecte paletizate are un centru de greutate

echivalent, ce uzual nu coincide ca locaie cu centrul de simetrie geometric asuprafeei paletului. Din acest motiv, straturile cu configuraie / dispunere diferitaobiectelor pe palet alterneaz pn la constituirea unui pachet / grup de straturi(uzual 2...4 straturi) care are centrul de greutate echivalent cu o localizare n planidenticcu cea a centrului de simetrie geometrica suprafeei paletului. Numrultotal de straturi de paletizare rezult, ca urmare, sub forma unui multiplu alnumrului de pachete / grupuri de straturi fiecare grup incluznd la rndul su 2...4straturi cu dispunere diferita obiectelor.

Orientarea i poziionarea produselor pe straturile unei stive este deosebit devariat innd cont de form (ptrat sau dreptunghiular) paletului precum i deforma i dimensiunile specifice ale produselor paletizate. Cteva exemple derealizare a straturilor formate din obiecte paralelipipedice sunt prezentate n figurilede mai jos:


2/27


3/27

Tehnologii i sisteme de fabricaie robotizat 85

carton i manipularea separatoarelor respectiv sistem electromecanice deprehensiune pentru manipularea paleilor

-

efector de tip sistem de prehensiune cu palete verticale (CLAMP STYLE)pentru produse de tip cutii paralelipipedice

-

efector de tip sistem de prehensiune cu gheare multiple (FORK STYLE)pentru manipularea produselor de tip saci cu materiale vrac

vacuum style fork style clamp styleFigura 3.2. : Modele de bazpentru grippere

n funcie de realizarea constructiv a gripperelor, prinderea cutiilor, aseparatoarele de carton i a paletului se poate efectua cu ajutorul unor gripperediferite / aceluiai gripper cu vacum. Exemple n acest sens sunt prezentatesuccesiv pentru principalele modele de grippere posibil a fi solicitate la diferi ifurnizori.

Figura 3.3. : Soluii de realizare / utilizare a gripperelor tip vacuum stylemonofuncionale pentru manipularea unei singure categorii de obiecte

(cutii de carton sau alte tipuri de obiecte)

Figura 3.4. : Soluii de realizare a gripperelor tip fork style monofuncionale,pentru manipularea unei singure categorii de obiecte (saci cu materiale vrac)


4/27

86 ROBOI INDUSTRIALI, SISTEME I TEHNOLOGII DE FABRICAIE ROBOTIZATE

Figura 3.5. : Soluii de realizare a gripperelor tip clamp style monofunctionale,pentru manipularea unei singure categorii de obiecte (cutii de carton)

Figura 3.6. : Soluii de realizare/utilizare a gripperelor polifuncionale combinate tipvacuum fork style, pentru manipularea a doucategorii de obiecte

(cutii de carton, palei)

Figura 3.7: Soluii de realizare a gripperelor polifuncionale tip vacuum stylepentru manipularea a dou/ trei categorii de obiecte (cutii de carton, separatoare,

palei)

Figura 3.8. : Soluii de utilizare a gripperelor polifuncionale tip vacuum stylepentru manipularea a trei categorii de obiecte (cutii de carton, separatoare, palei)


5/27


3.1.3. Specificul constructiv funcional al RI dedicai operaiilor depaletizare

Operaiile de paletizare se pot realiza cu roboi cu arhitectur de tip braarticulat sau respectiv portal dublu, de uz general cu 5 / 6 grade de libertate. Pentrucazul RI de tip braarticulat, existi posibilitatea utilizrii unor RI dedicai (cu oconcepie special adaptat realizrii operaiilor de paletizare). Roboii de tip braarticulat dedicai pentru operaile de paletizare au 5 grade de libertate, toate derotaie, dar includ doar 4 axe comandate numeric (existnd doar 4 motoare electricede acionare). Pentru micrile de orientare sunt disponibile grade de libertate 4-5parametrizate pitch-roll, dar dintre acestea doar pentru gradul de libertate roll existun motor propriu de acionare. Specificul constructiv al acestor roboi dedicai

const n existena unui sistem mecanic de concepie special, care permiteobinerea micrii de orientare de tip pitch, prin care se asigur meninereapermanent vertical a axei de rotaie roll indiferent de poziiile unghiulare alesegmentelor bratului articulat. Realizarea unui astfel de sistem presupune utilizareaa doua subsisteme de tip lant cinematic inchis si o constructie particulara a cupleicare permite realizarea miscarii de orientare de tip pitch.

Fiecare aplicaie robotizat este comandata de controlere programabile cepermit operatorului uman introducerea programelor specifice pentru fiecareaplicaie n parte. n funcie de realizarea specific a unei aplicaii de paletizare,pentru corelarea / intercondiionarea funcionrii RI cu restul subsistemelor dinaplicaia robotizatcontrolerul acestuia trebuie spoatprimi i procesa informaiide la senzori extroreceptivi (plasai n mediul de lucru al RI) pentru: comandaconveioarelor de alimentare cu produse de paletizat, comanda conveioarelor de

ieire a paleilor cu stive de produse paletizate, comanda sistemelor de alimentarecu palei goi etc.n ceea ce privete specificul constructiv al RI utilizai n aplicaii de

paletizare, n cele ce urmeaznu vor fi prezenate dect exemple de RI de tip bra articulat cu o construcie speacil adaptatrealizrii unor asemenea sarcini de lucru,pentru celelalte modele de RI de tip braarticulat / portal dublu de uz general fiindincluse suficiente exemple n capitolele anterioare. Pentru exemplificareamodelelor de RI dedicai realizrii operaiilor de paletizare n continuare suntprezentate variantele uzuale de RI realizate de ctre firmele Kuka, ABB, Motoman,Okura i Fanuc.


6/27


Figura 3.9. : Robotul KUKA KR 180-2 PA

Figura 3.10 : Robotul ABB IRB 660 Figura 3.11: Robotul Motoman EPL 500

Robotul OKURA A700 Robotul OKURA A1600

Figura 3.12 a: Roboii OKURA A 700 i A 1600


7/27


Fuji Model EC-201 Fuji Model EC-171Figura 3.12 b: Roboii Fuji EC 201 si EC 171

Fanuc M-410iB Fanuc M-420iA

Figura 3.12 c : Roboii FANUC M-410iB i M-420iA

3.1.4. Specificul concepiei i exploatrii celulelor i sistemelorrobotizate de paletizare

Celulele i sistemele de fabricaie robotizatdedicate realizrii operaiilor depaletizare au o structurdiversificat, configuraia specifica acestora i scalareasistemelor fiind dictate de necesitile specifice ale fluxurilor de producie /beneficiarilor la care se implementeazaceste sisteme. n acest sens, dei nu exist

soluii standard preconfigurate de realizare a unor astfel de sisteme (toate suntconcepute la tema), se pot totui idenfica cteva categorii majore de structuri cufrecvena maximde apariie n aplicaiile de paletizate, o parte dintre acestea fiindprezentate n cele ce urmeaz.


8/27


3.1.4.1. Aplicaie robotizatpentru paletizarea unui singur tip de produs,cu un singur conveior de aprovizionare i un conveior de ieire a produselorpaletizate

Robotul paletizeazsaci cu produse sub forma de pulberi, pe care i preia depe un conveior de intrare a acestora n CFF i i depune ordonat pe palei aflai peun al doilea conveior de evacuare din sistem a produselor paletizate.

Sacii sunt aezai pe palet cu o orientare diferitn aa fel nct sse incontatt de dimensiunea paletului ct i de echilibrarea distribuiei forelor de greutatecare acioneazpe ntreaga stivde saci.

Robotul are un efector polifuncional ce poate manipula att saci ct iseparatoare i respectiv palei. CFF este de tip: 1 intrare i 1 ieire. (Figura 3.13)

Figura 3.13 : CFF este de tip Figura 3.14 : CFF este de tip

1 intrare i 1 ieire 1 intrare i 1 ieire

3.1.4.2. Aplicaie robotizatcu un singur conveior de aprovizionare i

douconveioare de paletizaren aceast aplicaie obiectele de paletizat sunt navete cu sticle care sunt

introduse n CFF printr-un singur conveior de intrare. Acestea sunt paletizate dectre robot pe doi palei aflai pe conveioare diferite, obiectele avnd aceeaipoziionare i orientare pe palei.

Depunerea obiectelor paletizate pe palei se face alternativ: o navet pe unpalet, urmtoarea pe al doilea palet i similar, pnla completarea stivelor.Viteza de deplasare a navetelor pe conveior trebuie sfie corelatcu cea de lucru arobotului: timpul de paletizare (necesar depunerii de robot a unui obiect pe unpalet) cumulate cu timpul de revenire de la palet la conveior trebuie corelat cutimpul n care o altnavetajunge n punctul de paletizare corespunztor preluriiacesteia pentru a fi depuspe cel de-al doilea palet.

n structura CFF se remarc prezena unui sistem de stocare i distribuie

automat a paleilor precum i dou trasee diferite de alimentare cu / evacuare apaleilor cu stive de produse (identice). CFF este de tip: 1 intrare i 1 ieire.(Figura 3.14)


9/27


3.1.4.3. Aplicaie robotizatpentru paletizarea a trei tipuri de produse iun singur conveior de paletizare

Robotul manipuleaztrei tipuri produse preluate de pe 3 palei distinci i pecare le paletizeazpe un singur palet aflat pe conveiorul de ieire din CFF dupoordine prestabilitit ca tip de obiecte i numr de straturi ce compun stiva deproduse.

Produsele manipulate au dimensiuni diferite i sunt orientate diferit pe fiecarepalet. Stiva rezult cu un asortiment compus din trei produse pe fiecare stratprodusele fiind de acelai tip. Paletizarea trebuie s in cont de fiecare tip deprodus n parte i de orientarea iniiala / final a acestora pe paletul deaprovizionare / de evacuare din sistem.

Efectorul robotului are capabilitatea de a manipula toate cele trei tipuri deobiecte, separatoare i paleii. CFF este de tip: 3 intrri i 1 ieire. (Figura 3.15)

Figura 3.15: Exemplu CFF de tip Figura 3.16 : Exemplu CFF de tip

3 intrri i 1 ieire 3 intrri i 1 ieire

3.1.4.4. Aplicaie robotizatcu trei conveioare de aprovizionare i treiconveioare de paletizare

Aprovizionarea cu produse se realizeaz cu trei tipuri diferite de produseintroduse n sistem prin intermediul a trei conveioare, iar paletizarea se facedistinct pe categorii de produse, fiecare palet coninnd stive cu un singur tip deprodus.

Rolul robotului este cel de a realiza paletizarea selectiva fiecrui produs pecte o stiv distinct i respectiv de a manipula separatoarele. Asemntorcelorlalte aplicaii, poziionarea i orientarea fiecrui tip de produs este dependentatt de dimensiunea paletului i a obiectelor ct i de rezultanta forelorgravitaionale al crei punct de aplicare trebuie determinat astfel nct stiva

realizatpe palet saiba o o stabilitate maximla manipulare. Robotul trebuie sfie programat astfel nct sincont de fiecare tip de produs manipulat n parte, stie n ce stivtrebuie depus i ce poziie i orientare ocupa produsul respectiv nstraturile stivei din care face parte. n structura CFF se remarc prezena unuisistem de stocare i distribuie automata paleilor precum i a trei trasee de intrarea obiectelor paletizate, respectiv doutrasee diferite de alimentare cu / evacuare a


10/27


paleilor cu stive de produse (diferite). CFF este de tip 3 intrri i 3 ieiri.(Figura3.16)

3.1.4.5. Scheme bloc de baza pentru recomandate pentru aplicatii

robotizate de paletizaren Figura 3.17 sunt prezentate dou celule flexibile de paletizare cu o

dispunere simetrica componentelor, posibil a fi integrate n fluxurile de produc ieatt individual ct i in pereche. n structura fiecrei CFF se remarc: un panou decontrol (CR), un RI de tip bra articulat ce opereaz n postul de ncrcare apaleilor, un transportor de alimentare (SC), un distribuitor de palei (PD), untransportor de palei (PC) i un post de preluare a paleilor ncrcai cu stive (DC).CFF este de tip 1 intrare i 1 ieire.

Figura 3.17 : Celule de paletizare cu un transportor de alimentare i unul de ieire(coaxialcu intrarea)

n Figura 3.18 este prezentat o celul flexibila de paletizare cu ofuncionalitate similar CFF prezentate n figura anterioar. Diferena major nraport cu cazul anterior constn direcionarea diferita ieirii din CFF (la 90 nraport cu intrarea). CFF este tot de tip 1 intrare i 1 ieire.

Figura 3.18 : Celula de paletizare cu un transportor de alimentare i unul de ieire(la 90 n raport cu intrarea).


11/27


n Figura 3.19este prezentat o celul flexibilde paletizare ce include: unpanou de control (CR), un RI de tip braarticulat ce opereazn postul de ncrcarea paleilor, un transportor de alimentare (SC), dou distribuitoare de palei (PD),doutransportoare de palei (PC) i doupostri de preluare a paleilor ncrcai custive (DC). CFF este de tip 2 intrri i 2 ieiri.

Figura 3.19 : CFF este de tip 2 intrri i 2 ieiri

n Figura 3.20sunt prezentate doucelule de paletizare similare ce conin: unRI de tip braarticulat ce opereazn postul de ncrcare a paleilor, un transportorde alimentare (SC) n primul caz i dou transportoare de alimentare n cel de-aldoilea, un distribuitor de palei (PD) ce deservete dou transportoare de palei

(PC), dou posturi de ncrcare a paleilor i dou posturi de preluare a acestoradup ncrcare (DC). Fiecare celul are un singur panou de control (CR) carecomandtoate echipamentele.

Figura 3.20 : Celule de paletizare cu unul / doutransportoare de alimentare i doutransportoare de ieire


12/27


3.1.5. Exemple de sisteme de paletizare realizate de ctre diferiiproductori

3.1.5.1. CFF cu 1 intrare i 1 ieire pentru paletizat cutii de cartonn Figura 3.21sunt prezentate douCFF pentru paletizarea cutiilor de carton

cu preluare individuala obiectelor de ctre un end-effector tip vacuum-style ataatunui robot Comau. CFF din partea stngare ieirea coaxialcu intrarea n timp ceCFF din partea dreaptare ieirea la 90 n raport cu intrarea. n ambele situaii RImanipuleazun singur tip de produs de paletizat, separatoarele i paleii.

Figura 3.21 : CFF pentru paletizarea cutiilor de carton(cu ajutorul unui end-effector de tip vacuum-style ataat unui robot Comau)

n Figura 3.22este prezentato CFF pentru paletizarea cutiilor de carton cupreluare individual/ n grup a obiectelor de ctre un end-effector tip vacuum-styleataat unui robot Fanuc M-420iA. Stiva de produse con ine un singur tip de obiectei se realizeazpe un palet dispus la sol. Evacuarea din sistem a paletului cu stivacomplet realizat se face de ctre robocare prevzute cu sisteme de ridicare asarcinii similare motostivuitoarelor.

Figura3.22:CFF pentru paletizarea Figura 3.23 :CFF cu 2 intrri i 2 ieiri


13/27


3.1.5.2. CFF cu 2 intrri i 2 ieiri pentru paletizat cutii de cartonn Figura 3.23este prezentato CFF pentru paletizarea cutiilor de carton cu 2

intrri i 2 ieiri, ieirile fiind coaxiale cu intrrile. Preluarea obiectelor de petransportoarele de intrare se realizeaz individual, alternativ (cte unul de pefiecare din cele douconveioare de intrare) de ctre un robot Fanuc echipat cu unend-effector tip vacuum-style. Pentru alimentarea automatcu palei n sistem esteprevzut un stocator alimentator cu palei. Paleii introdui n sistem de stocatorulde palei sunt preluai de ctre RI i depui pe stocatoarele de ieire din CFF. RImanipuleazdoutipuri de produse de paletizat, separatoarele i paleii.

3.1.5.3. CFF cu 1 intrare i 1 ieire pentru paletizat saci cu materiale vracn Figura 3.24este prezentato CFF pentru paletizarea sacilor cu materiale

vrac cu 1 intrare i 1 ieire, ieirea fiind dispus la 90 n raport cu intrarea.Preluarea obiectelor de pe transportorul de intrare se realizeazindividual de ctreun robot Fanuc echipat cu un end-effector tip fork-style. Pentru alimentareaautomatcu palei n sistem este prevzut un stocator alimentator cu palei (aflatla capatul invizibil al transportorului de ieire a paleilor din sistem). RImanipuleazun singur tip de produse de paletizat i separatoarele.

Figura 3.24 : CFF pentru paletizarea sacilor cu materiale vrac cu 1 intrare i 1 ieire,ieirea fiind dispusla 90 n raport cu intrarea

3.1.5.4. CFF complexe cu 1 intrare i 1 ieire pentru paletizat cutii decarton

n Figura 3.25 este prezentat un sistem complex de paletizare a cutiilor decarton cu pizza congelatcompus din:- un robot de paletizare-

un controller pentru robot i celelalte echipamente- trei transportoare de intrare pentru alimentare cu cutii-

un stocator de palei


14/27


-

un stocator de folii separatoare- 4 transportoare modulare pentru palei-

o mainde fixare-stabilizare a stivei prin curele de siguran- o mainde nfoliat stiva.Cutiile ce sosesc pe transportoarele de alimentare a celulei sunt preluate de

ctre robot i aezate pe palet conform cu modelul de stivuire stabilit. Cnd paletuleste complet ncrcat transportorul de paleti l conduce la maina de fixare-stabilizare a stivei prin curele. n continuare, paletul este transportat la maina denfoliat i dupaceastoperaie la postul de evacuare, de unde este preluat de ctreun robocar echipat cu sistem de ridicare a sarcinilor similar celor de lamotostivuitoare.

Figura 3.25 :Sistem complex de paletizare a cutiilor de carton cu pizzacongelat


15/27


3.3. Utilizarea RI pentru realizarea operatiilor de vopsire

3.3.1. Operatia de vopsire robotizata

Operatia de vopsire este prezenta in toate procesele de fabricatie specificeindustriei constructoare de masini, industriei automobilelor, productiei de bunuri

industriale si de consum de folosinta indelungata / produse electrocasnice, etc.Specificul operatiilor de vopsire industriala presupune apelearea la dispozitive

de lucru specifice, (de regula acestea fiind din categoria pistoalelor de vopsire ce

permit pulverizare a unui amestec de vapori de vopsea si aer comprimat pesuprafetele de acoperit) dar si existent unei dexteritati operationale specifice

realizarii de unei vopsiri de calitate (depunerea uniforma a stratului de vopsea,realizarea unui grad optim de acoperire / grosimi optime a stratului de vopsea printreceri successive pe o aceeasi suprafata, evitarea scurgerilor de vopsea datorate

depunerilor de vopsea in exces pe anumite zone etc.

In paralel cu cele susmentionate procesul tehnologic de vopsire este trebuie sasatisfaca si o serie de cerinte suplimentare cum ar fi: realizarea acestor procese cu

un consum redus de energie, protejarea mediului tehnologic de emisiile de

substante toxice / amestecurile de aer-vapori de vopsea-solventi ce prezenta un riscridicat de producere a exploziilor, o productivitate cat mai ridicata a proceselorfabricatie, evitarea aparitiei rebuturilor si si obtinerea unei calitati cat mai ridicate a

produselor vopsite, etc.Toate cerintele susmentionate pot fi satisfacute in mod optimal prin conceptia

adecvata si implementarea eficienta a celulelor / sectiunilor de linii de fabricatie

flexibila dedicate realizarii operatiilor de vopsire robotizata, aceasta asigurand celmai eficient mod de control al uniformitatii / grosimii stratului de vopsea depus,

(lucru esential in obtinerea calitatii dorite a suprafetelor vopsite) in paralel cueficientizarea / reducerea consumului de vopsea necesar realizarii unei acoperiri de

calitate a suprafetei respective.Obtinerea tuturor acestor beneficii, specifice vopsirii robotizate, este insa

conditionata de indeplinirea unor cerinte specifice cele mai importante dintre

acestea fiind referitoare la:- existenta unei echipari tehnologice adecvate realizarii procesului

tehnologic de vopsire robotizata, (existenta tuturor componentelor

specifice instalatiei de vopsire robotizata propriu-zise)-

asocierea unui controller de process tehnologic dedicat (pentru vopsire)

la echipamentul de programare si comanda a RI;

-

utilizare unor sisteme avansate de programare off-line a RI sau respectiva unor sisteme de programare prin instruire a RI prin metoda de

conducere de catre operator a RI prin intermediul unei patine de comandaa end-efectorului;

- utilizarea unor RI de conceptie speciala / dedicata realizarii operatiilor devopsire (RI in contructie capsulata, cu sistemele de actionare electrica


16/27


17/27


comprimat de la compresor la pistolul de vopsire si al vopselei din rezervor la

pistolul de vopsire.

3.3.3 Modul de comanda al robotului in aplicatia de vopsire

Figura 3.39 Modul de comanda al robotului in aplicatia de vopsire

Controlerul RI comanda robotul in vederea obtinerii pozitiei si orientariidorite a pistolului de vopsire, transmitand controllerului de proces tehnologic

(pentru vopsire) informatii privind atingerea pozitiilor / orientarilor dorite alepistolului de vopsire comanda conform ciclului de miscari de lucru

programate. Controllerului de proces tehnologic comanda pornireacompresorului, deschide valvele de alimentare a pompei cu vopsea din

rezervorul de vopsea si de alimentare a circuitului de aer comprimat cu aer dela compresor, porneste pompa de absorbtie a vopselei din rezervorul de

vopsea si alimenteaza astfel pistolului de vopsit cu vopsea lichida si aer

comprimat. In pistolul de vopsit aerul comprimat este utilizat pentrupulverizarea vopselei lichide. Cand vopsirea suprafetei respective s-a

incheiat, controlerul transmite sistemului de comanda pentru oprirea pompeisi compresorului si respectiv inchide valvele de alimentare cu aer comprimatde la compresor si cu vopsea lichida de la rezervorul de vopsea, evitand

consumul nejustificat de vopsea si de energie electrica necesar antrenarii

compresorului.

3.3.4. Specificul conceptiei robotilor industriali pentru vopsire


18/27


Pentru exemplificarea conceptiei specifice a robotilor industriali dedicatirealizarii operatiilor de vopsire robotizata au fost selectate doua modele,

primul apartinand firmei ABB iar cel de al doiolea firmei Kuka.

3.3.4.1. Robotul ABB IRB 5500

Figura 3.40 Robotul de vopsire IRB 5500

Datele tehnice caracteristice robotul de vopsire IRB 5500 sunt urmatoarele:-

Numarul de axe comandate numeric: 6

- Sarcina portanta maxima: 7 kg-

Viteza de vopsire (de deplasare pe traiectorie): 1,5-2 m/s

- Acceleratie maxima: 20 m/s2

-

Repetabilitate: 0.15 mm- Pozitia de fixare: atasat pe perete / suspendat pe plafon

-

Greutate proprie: 540 Kg

-

Flansa pentru montarea efectorului compatibila DIN/ISO 9409-1-A40Curse si viteze pe axele comandate numeric

Miscarea pe axe

Axele Raza de lucru Viteza maxima

A1 140 100 /s

A2 2150 100

0/s


19/27


20/27


Figura 3.42 Sistemul de comanda al RI ABB

3.3.4.2. Robotul Kuka KR15 SL

Figura 3.43 Robotul Kuka KR15 SL

Robotul Kuka KR 15 SL este un robot industrial cu 6 axe comandate numeric,

dedicat realizarii operatiilor de vopsire, aplicare de adezivi sau respective deoperare in camera curate, fiind realizat in contructie capsulata.

Actionarea fiecarei axe comandate numeric este elctrica (cu servomotoare decurent continuu fara perii prevazute cu frane cu cuplare decuplare

electromagnetica integrate in servomotoare. Robotul este echipat cu un controlermodel KR C2.

Principalele ansambluri componente ale robotului sunt prezentate in figura


21/27


Figura 3.43 Principalele ansambluri componente ale robotul Kuka KR15 SL

Principalele ansambluri componente ale robotul Kuka KR15 SL sunt: 1)segmentul 2 al bratului articulat al RI, 2) incheietura RI pentru orientarea

efectorului pe axele 4, 5 si 6, 3) platoul rotativ din cadrul modulului de rotatie labaza RI, 4) soclul RI ce intregreaza sistemul de actionare a modulului de rotatie labaza RI, 5) sistemul de conducere a cablurilor de alimentare cu energie electrica, 6)

segmentul 1 al bratului articulat al RI.

Soclul RI ce intregreaza sistemul de actionare a modulului de rotatie la bazaRI (realizata de catre platoul rotativ care efectueaza miscarea pe axa 1), asigura

fixarea bazei RI si constitue interfata de legatura cu cablurile de alimentare cu

energie electrica si de conectare dintre robot si controlere. Segmentul 1 al bratuluieste montat intre platoul rotativ si segmentul 2 al bratului. Cablurile electrice

pentru motoarele axelor 3, 4, 5 si 6 sunt amplasate pe brat. Segmentul 2 al bratului

articulat face legatura intre incheietura si segmentul 1 care asigura sustinerea

motoarelelor de actionare pentru ultimele 3 axe. Toate motoarele si componentelespecifice alimentarii cu energie electrica sunt incapsulate (protejate impotriva

contactului direct cu atmosfera din mediul de lucru).


22/27


3.3.5. Specificul conceptiei aplicatiilor robotizate pentru vopsire

3.3.5.1. Exemplul 1 de celula flexibila de vopsire robotizata

Figura 3.44 Exemplul 1 de celula flexibila de vopsire robotizata

Modul de functionare a aplicatiei robotizate:- obiectul de vopsit este fixat intr-un dispozitiv de prindere montat pe o paleta

care are posibilitatea de realizare atat a unei miscari de translatie (pentru

introducere-evacuare in / din sistem a obiectelor de vopsit) cat si a unei miscari derotatie in jurul unei axe de verticale (pentru pozitionarea- orientarea convenabila a

reperului de vopsit in timpul realizarii acestei operatii);- CFF este prevazuta cu doua astfel de sisteme, cate unul amplasat pe fiecare

parte laterala a statiei de lucru in care este montat robotul;

- prin intermediul paletelor portpiese de pe cele doua transportoare posturilerotative cu paletele port-piesa sunt introduce / evacuate din CFF

- fiecare obiect de vopsit este transportat astfel pana in statia de lucru care

suplimentat RI include si o cabina de vopsire, cu rol de captare filtrare a aerului inmaestec cu vapori de vopsea;

- dupa aducerea obectului in statia de vopsire, rotirea paletei in timpuloperatiei de vopsire conduce la obtinerea usoara a oricarei pozitii de vopsire a

obiectului;

- dupa terminarea operatiei de vopsire, obiectul este evacuat din statia de lucru/ din cabina de vopsire cu ajutorul aceluiasi sistem de conveioare.

Robotul si cele doua conveioarele cu posturi de rotire ale paletelor port-piese

sunt controlate de un acelasi sistem de comanda, conveioarele avand un regim delucru de sisteme perirobotice, (interconditionate si corelate functional cu RI prinintermediul controlerului acestuia).


23/27




Modul de functionare a aplicatiei robotizate:

- obiectul de vopsit este fixat intr-un dispozitiv de prindere montat pe o paletacare are posibilitatea de realizare a unei miscari de translatie (pentru introducere-

evacuare in / din sistem a obiectelor de vopsit). Conveiorul se opreste atunci cand

paleta ajunge in statia de lucru;- in statia de lucru pentru vopsire exista prevazut un sistem de liftare (ridicare-

coborare) a paletelor port-piese prevazut si cu posibilitatea de realizare a uneimiscari de rotatie in jurul unei axe de verticale (pentru pozitionarea- orientarea

convenabila a reperului de vopsit in timpul realizarii acestei operatii);- odata ajunsa in statia de lucru paleta este ridicata de pe transportor, se face

rotirea paletei in timpul operatiei de vopsire, iar dupa terminarea operatiei devopsire, paleta este asezat din nou pe transportor. Prin operatia de ridicare-coborare

fiecare obiect de vopsit este introdus / extras in cabina de vopsire, cu rol de captare

filtrare a aerului in maestec cu vapori de vopsea;- dupa terminarea operatiei de vopsire, obiectul este evacuat din statia de lucru

/ din cabina de vopsire cu ajutorul aceluiasi conveior.

Robotul, conveiorul de palete port-piese si sistemul de liftare a paletelor sunt

comandate de un acelasi sistem de comanda, conveiorul si postul de liftare apaletelor avand un regim de lucru de sisteme perirobotice, (interconditionate si

corelate functional cu RI prin intermediul controlerului acestuia).

Ambele exemple 1 si 2 sunt caracteristice CFF destinate vopsirii reperelor cudimensiuni mici- medii. Primul exemplu este din categoria CFF cu automatizate de

tip stand-alone (CFF fara posibilitate de interconectare cu alte unitati de lucru) intimp ce al doilea din categoria CFF de tip in-line system (CFF interconectabile in

linii de fabricatie flexibila)



24/27


Cel de al treilea exemplu de CFF pentru vopsire robotizata este din categoria

sistemelor dedicate pentru vopsirea reperelor de dimensiuni mari, in cazul de fatacaroserii auto.


Dat fiind specificul fluxurilor de fabritatie automatizata caracteristiceindustriei producatoare de automobile, specificul conceptual al CFF este marcat de

acesta data de existenta unui sistem de transport-transfer al obiectelor de vopsit de

tip robocar cu ghidare pe sine / pe pista magnetica.Ca principii de exploatare specifica a unor astfel de statii de vopsire se

remarca urmatoarele aspecte majore:

- toate CFF de acest tip sunt din categoria in line system(CFFinterconectabile in fluxuri de productie complexe)

- pentru reducerea timpilor de stationare a produselor / cresterea productivitatiisistemului de fabricatie in care se include statia de vopsire, in cadrul statiei sunt

inclusi mai multi RI (uzual 4 RI, putatnd fi insa exemplificate si structuri de CFF incare sunt inclusi minimum 2 ... maximum 6 RI);

- in functie de conceptia de ansamblu a liniei de fabricatie, vopsirea robotizatase poate realiza dupa unul din urmatoarele 2 principii:

- obiectul de vopsit (caroseria auto) este introdus si pozitionat la punct fix

in cadrul statiei, iar RI din cadrul acesteia se deplaseaza pe trasee rectilinii

(de translatie a bazei proprii) in lungul reperului de vopsit in vedereaacoperii intregii suprafete- obiectul de vopsit este deplasat continuu in interiorul statiei de vopsire,iar RI se afla in locatii fixe predefinite, vopsirea reperului pe intreaga

suprafata fiind realizata prin deplasarea acestuia (in miscare de translatie)

prin dreptul RI pozitionati in locatiile fixe.


25/27


- in statiile de vopsire cu 2..4 RI, toti robotii au sarcini de lucru specifice

vopsirii caroseriilor auto, (vopsirea partilor superioare / inferioare / laterale /frontale / terminale ale caroseriei, in timp ce in statiile cu 5...6 RI doar 4 RI sunt

utilizati pentru vopsire propriu-zisa, iar restul pentru sarcini complementare

(deschiderea portierelor laterale, a caspotei fata / spate etc.

- corelativ cu varianta constructiva specifica, gabaritul caroseriei auto devopsit si complexitatea operatiilor de vopsire prevazute a fi executate (vopsire doar

la exterior / vopsire la exterior si partiala la interior / vopsire la exterior si completa

la interior modul particular de amplasare a RI variaza de la caz la caz.Pentru exemplificarea celor specificate anterior prin solutii uzuale adoptate de

catre producatorii de autromobile in figurile urmatoare sunt prezentate gradual:-

in figura 3.46, figura 3.47, figura 3.48 si figura 3.49 solutii de vopsire a

caroseriilor auto in cadrul carora obiectul de vopsit este deplasat continuuin interiorul statiei de vopsire, iar RI se afla in locatii fixe predefinite,

- in figura 3.50, figura 3.51 si figura 3.52 solutii de vopsire a caroseriilorauto in cadrul carora obiectul de vopsit (caroseria auto) este introdus si

pozitionat la punct fix in cadrul statiei, iar RI din cadrul acesteia se

deplaseaza pe trasee rectilinii (de translatie a bazei proprii) in lungulreperului de vopsit in vederea acoperii intregii suprafete

- cu deplasarea bazei unor RI amplasati suspendati in cadrul

CFF (Figura 3.50)- cu deplasarea la sol a bazei unor RI (figura 3.51 si figura 3.52)

ce in cadrul CFF au rol functional:

- exclusiv de realizare a operatiilor de vopsire (figura3.50)

-

partial de realizare a operatiilor de vopsire si partial derealizare a unor sarcini auxiliare (figura 3.51 si figura

3.52) de deschidere a-

capotelor fata / spate in vederea vopsirii interioare

vopsirii interioare a zonelor inchise de aceste

elemente de caroserie (figura 3.51)- portierelor laterale (figura 3.52) in vederea vopsirii

interioare a zonelor inchise de aceste elemente alecaroserie.


26/27


Figura 3.47 Exemplu de celula de vopsire cu roboti Kawasaki

Figura 3.48 Exemplu de celula de vopsire cu roboti DURR

Figura 3.49 Exemplu de celula de vopsire cu roboti ABB


27/27


Figura 3.50 Exemplu de celula de vopsire cu roboti DURR

Figura 3.51 Exemplu de celula de vopsire cu roboti Fanuc

Figura 3.52 Exemplu de celula de vopsire cu roboti Fanuc

Date post:	03-Mar-2018
Category:	Documents
Upload:	cristian-flaviu-pogacean
View:	223 times
Download:	0 times

Curs RISTFR_Cap 3_PAG 83-96_108-120_1350532305195

Documents