Транспортно-складские операции

Операции переноса, перекладывания, переворачивания, складывания в тару, укладки на транспортеры и конвейеры служат для доставки большого количества груза на очередную производственную операцию или на склад готовой продукции. Разумеется, гораздо легче транспортировать загруженную деталями палету или тару, чем детали по отдельности, хотя применяется и поштучная транспортировка крупногабаритных деталей.

На заготовительном складе или на складе готовой продукции часто возникает необходимость формировать весь многономенклатурный заказ в одной таре или на одной палете, причем каждое изделие берется со своего места на стеллажах склада. Для автоматизации таких операций разработано множество специальных складских роботов, а также специальных роботов для выполнения различных операций укладки.

Мы уже отмечали, что роботы, участвуя в промышленном производстве, могут транспортировать и точно устанавливать различные детали. Эти способности роботов открывают для них широкие возможности в складских и транспортных работах, особенно там, где часто меняется порядок либо последовательность транспортировки или складирования, когда широко используются возможности перепрограммирования робота.

Во многих отраслях производства возникают ситуации, когда полностью или частично готовые детали прибывают на пункт контроля, где в зависимости от его результатов должно быть принято решение об их дальнейшем маршруте. И здесь распределительный робот может быть связан с программным контроллером, на котором оператор простым нажатием кнопок выбирает программу, что значительно сокращает производственный цикл. Робот знает, как действовать при получении тех или иных команд, но он пока еще не может (как смогут роботы второго поколения) сам распознавать ситуацию, с которой сталкивается, и сам принимать решение, как действовать далее.

При поштучной межоперационной транспортировке деталей или заготовок часто применяют промышленные роботы портального типа. Такие роботы удобны, например, при транспортировке листовых заготовок на большие внутрицеховые расстояния (в частности, при производстве печатных плат). Портальный манипулятор состоит из руки со схватом, которая установлена на траверсе. Деталь захватывается с позиции загрузки вакуумным схватом и переносится на позицию обработки. Таких позиций может быть несколько. Даже если время обработки на каждой технологической позиции различно, программа транспортировки может быть составлена таким образом, что робот практически не будет простаивать.

Транспортные роботы можно также очень выгодно использовать в сочетании с колесными тележками, особенно такими, которые работают без водителя, - они называются роботокарами. Транспортный робот устанавливается на такой тележке и, когда она подъезжает к соответствующей рабочей позиции или стеллажу на складе, производит все необходимые манипуляции. Есть сообщения о том, что робот может работать и во время движения по цеху, например осуществлять контроль и испытание изделий, находящихся на тележке.

Для транспортировки заготовок, готовых деталей, узлов, а также инструмента в цехах широко применяются различные конвейеры, электрокары, автопогрузчики. Конвейеры неудобны тем, что маршрут доставки грузов ими не может быть изменен. Для управления погрузчиками и электрокарами необходим человек. Транспортные же роботы (роботокары) лишены этих недостатков.

Роботокар представляет транспортное средство (тележку) с электроприводом, работающее без водителя. Роботокар может быть оснащен манипулятором, который способен загружать его и разгружать. Для перевозки деталей в специальных поддонах (палетах) часто используются тележки с поднимающейся платформой. Такой роботокар подъезжает под палету, установленную на специальных опорах, затем, поднимая платформу, снимает палету с опор и переводит ее на позицию разгрузки, где опускает на такие же опоры. Роботокар имеет автономный источник электроэнергии, расположенный на борту, в качестве которого используется аккумулятор, обеспечивающий работу роботокара в течение одной или двух смен. Разрядившиеся аккумуляторы заменяются вручную или автоматически.

Применяют три основных способа управления роботокарами. При ручном управлении роботокар оснащен пультом управления, на котором оператор с помощью кнопок, тумблеров или клавиатуры вручную набирает адрес места назначения и технологические операции, которые необходимо выполнить. Роботокар выполняет заданную программу, после чего необходимо ввести новую. Это наиболее простой способ. Для дистанционной диспетчеризации используется электронное устройство, называемое терминалом дистанционной диспетчеризации. Между оператором и роботокаром в этом случае нет непосредственной связи. Программа вводится оператором в терминал, который с помощью маршрутопроводов передает сигналы управления движением и операциями загрузки и разгрузки. Оба этих метода требуют безошибочной работы оператора. Третий метод представляет прямое управление всеми входящими в систему транспортными средствами и погрузочно-разгрузочными устройствами от центральной ЭВМ. Программирование работы всей системы осуществляется через ЭВМ, которая может контролировать ее состояние. Путем регулярного опроса роботокаров в ЭВМ вводится информация о том, где в любой момент времени находится каждый роботокар, какой на нем имеется груз, какие операции выполняются. Центральная ЭВМ согласует работу всех роботокаров и следит за исправностью всех элементов транспортной системы. Этот метод наиболее сложный и дорогостоящий, но позволяет в наибольшей степени повысить гибкость и надежность транспортных систем.

Рассмотрим, как обеспечивается движение роботокаров по заданному маршруту.

В производстве нашел применение следующий метод. На полу производственного помещения располагается специальный маршрутопровод, а на роботокаре устанавливается устройство управления, которое может выбирать маршруты движения, обеспечивает автоматическое движение вдоль маршрутопровода и останов в нужных позициях.

Применяются маршрутопроводы двух типов. Первый тип - оптические, основанные на эффекте отражения светового сигнала. Оптический маршрутопровод представляет полосу шириной 20-40 мм на поверхности пола. Полоса наносится флуоресцирующей краской либо на нее наклеивается светоотражающая лента. На роботокаре расположены источники света, освещающие светоотражательную полосу, и датчики, воспринимающие свет, отраженный от нее. При отклонении роботокара от маршрута меняются сигналы, воспринимаемые датчиками, и система управления роботокара вырабатывает соответствующие управляющие воздействия на сервоприводы ходовой части, благодаря которым отклонение устраняется.

Другой тип маршрутопроводов - электромагнитные. Электромагнитный маршрутопровод - это электрический провод, уложенный в желоб шириной до 10 мм и глубиной от 20 до 35 мм. Желоб с уложенным проводом заполняется эпоксидным наполнителем или цементным раствором. Электрический провод (их может быть несколько) подключается к источнику переменного тока низкой частоты и малой амплитуды, при этом вокруг провода образуется магнитное поле. На роботокаре устанавливаются датчики, содержащие две электромагнитные катушки. Датчики получают сигналы управления положением, скоростью, моментами пуска и останова, передаваемые в устройство управления роботокара, а также сервоприводы рулевого управления. Могут быть использованы два метода. При первом методе устройство измерения измеряет амплитуду сигнала каждой из катушек, которая уменьшается при отклонении роботокара в любую сторону. Максимального значения амплитуда достигает при прохождении роботокара точно над проводом. При втором методе контролируется вектор фазового сдвига в катушках. И амплитудные, и фазовые сигналы обрабатываются бортовой системой управления, формирующей корректирующие управляющие воздействия на сервопривод и двигатели.