Роботизированная ячейка

Заявленная полезная модель относится к области робототехники и может быть использована в различных областях промышленности, а именно относится к универсальной роботизированной ячейке.
Из уровня техники известны роботизированные ячейки, например, модульная производственная ячейка на основе малогабаритного робота (см. RU 201065 U1, опубл. 25.11.2020) (1). Модульная производственная ячейка автоматизированной производственной линии содержит каркас, на котором закреплен малогабаритный робот, и выполнена с возможностью стыковки с модульными производственными ячейками производственной линии и передачи между ними обрабатываемого продукта. При этом малогабаритный робот имеет рабочую зону, не выходящую в горизонтальной плоскости за его монтажные габариты, в которой расположены два транспортировочных узла, имеющих одну степень подвижности и расположенных с возможностью передачи обрабатываемого продукта из рабочей зоны робота на две соседние стороны ячейки. Причем первый транспортировочный узел выполнен с возможностью передачи обрабатываемого продукта на транспортировочный узел соседней ячейки, а второй транспортировочный узел - в рабочую зону робота соседней ячейки.
Недостатком описанного в указанном патенте устройства (1), является то, что устройство немобильно и не может быть использовано с различными видами оборудования, то есть не является универсальным, в отличие от заявляемой полезной модели.
Также в качестве аналога заявленного устройства может быть выбран движущийся робот, известный из патента на систему обработки и контроллер станка, в которых движущийся робот загружает и выгружает изделие для обработки (см. US 10500723 B2, опубл. 10.12.2019) (2). Предусмотрена система обработки, в которой для автоматизации загрузки и выгрузки изделия по отношению к обрабатывающему устройству робота может быть легко задана с помощью контроллера станка обрабатывающего устройства. Система обработки включает в себя контроллер станка и контроллер робота. Контроллер машины включает в себя секцию связи, сконфигурированную для считывания данных настроек секции хранения и рабочую программу робота, которые соответствуют типу обработанного изделия, установленному секцией настроек, когда секция определения определяет, что движущийся робот расположен в заранее заданном месте положении и передает его контроллеру робота.
Недостатком устройства (2) является отсутствие возможности его переоснастки для работы с другими типами обрабатывающих станков, таким образом, устройство (2) не является универсальным.
Одним из аналогов заявленного устройства является автоматическая интеллектуальная системы производства пресс-форм (см. CN 208467934 U, опубл. 05.02.2019) (3). Указанная интеллектуальная автоматическая система производства пресс-форм, состоит из интеллектуального движущегося компонента, вертикального обрабатывающего центра, стеллажа для хранения, пятиосевого обрабатывающего центра. Интеллектуальный подвижный компонент, вертикальный обрабатывающий центр, стеллаж для хранения, пятикоординатный обрабатывающий центр и электроэрозионный станок размещаются в соответствии с реальной ситуацией в мастерской, а расстояние между устройствами поддерживается не менее 1,2 м. Интеллектуальный движущийся компонент состоит из устройства переключения рядов, стола, соединительной муфты, платформы с когтями, робота, манипулятора робота, механизма визуального обнаружения и платформы для хранения. Устройство переключения рядов состоит из неподвижной пластины, ведущего колеса, ведомого колеса, 3D-камеры и 270-градусного лазерного датчика дальности. Нижняя поверхность неподвижной пластины снабжена ведущим колесом и ведомым колесом, которые могут осуществлять движение вперед и назад, поворачиваясь и останавливаясь. Передняя часть фиксированной доски оснащена 3D-камерой. Неподвижная доска оснащена лазерным датчиком дальности 270 градусов. Лазерный датчик дальности 270° используется для исследования сканируемой карты рабочей зоны, планирования маршрута движения и обнаружения препятствий. Стол неподвижно закреплен на верхней поверхности устройства перемещения рядов. Внутри стол снабжен литиевой батареей и центром управления. Стол для хранения жестко закреплен на верхней поверхности стола, стол разделен на верхний и нижний уровни, а на верхнем уровне хранится обрабатываемая деталь. Нижний слой хранит готовую заготовку и заготовку.
Указанный аналог (3), как следует из его названия, предназначен для одного вида обработки и не может быть использован с другими видами оборудования, кроме относящихся к интеллектуальной автоматической системе, и, следовательно, не является универсальным.
Наиболее близким аналогом заявленного устройства может быть выбрана платформа практического обучения инновациям в области интеллектуального производства (см. CN 212553833 U, 19.02.2021) (4). Устройство содержит передвижную рабочую платформу, модуль трансляционного сочленения, модуль вращающегося сочленения и концевой эффектор, модуль трансляционного сочленения, вращающееся сочленение, модуль. Концевые эффекторы расположены на мобильной рабочей платформе, при этом модуль трансляционного сочленения включает в себя по меньшей мере три секции. Мобильная рабочая платформа включает в себя рабочий стол с Т-образным пазом, электрический шкаф и шкаф для хранения.
Расположенный в задней части электрического шкафа шкаф для хранения используется для размещения модуля трансляционного шарнира, модуля вращающегося шарнира, концевого эффектора и соединителя. Шкаф для хранения расположен под верстаком. Верстак разработан с Т-образными пазами, что удобно для фиксации конструкции. В основном используется для свободной сборки конструкции. Интерфейсная плата спроектирована на стороне мобильной рабочей платформы, и интерфейсная плата включает в себя источник питания. Интерфейс включает интерфейс RJ45, пневматический интерфейс и фильтр. По сравнению с предшествующим уровнем техники основные соединения являются простыми, включая только модуль трансляционного шарнира и модуль вращательного шарнира, и степень модульности шарнира высока; модуль вращающегося шарнира и модуль трансляционного шарнира имеют два разных типа модульных базовых шарниров, что обеспечивает большое количество компонентов соединения, благодаря свободному сочетанию различных типов и количества шарниров, его можно быстро переконфигурировать для реализации трех различных типов платформ: роботы, станки и платформы электромеханического управления.
Наиболее близкий аналог (4) устраняет некоторые недостатки аналогов (1)-(3), однако степень универсальности его остается низкой, так как имеется возможность использования его только с тремя типами оборудования. Также предложенное устройство (4) является учебным и использование его в условиях реального производства неочевидно.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение технологичности устройства, заключающееся в повышении производительности технологических процессов, обеспечении простоты и универсальности конструкции, снижении экономических затрат и повышении гибкости применения устройства.
Заявленный технический результат достигается посредством создания роботизированной ячейки, содержащей каркас, обшивку, стол для позиционирования робота, установленные на колеса с виброопорами, пульт управления, крепление пульта управления, размещенные на столе для позиционирования робота, встроенный шкаф управления, робот, контроллер робота, стол для позиционирования деталей и периферийных устройств, расположенный в одной плоскости со столом для позиционирования робота.
Заявленная роботизированная ячейка характеризуется тем, что содержит модульный каркас для установки периферийного оборудования, размещенный под столом для позиционирования робота, стандартизированные крепления для периферийного оборудования, размещенные на столе для позиционирования деталей и периферийных устройств и съемные листы обшивки, обеспечивающие доступ к модульному каркасу, модульный каркас снабжен ручкой, замком и заглушками для проводов и периферийных устройств. Все части решения соединены между собой свинчиванием (винтовым соединением).
При этом в качестве робота может применяться коллаборативный или промышленный робот. Периферийное оборудование может быть выполнено в виде кассет с заготовками, лотками с заготовками, или сборочных единиц для сварки, сварочного оборудования, оснастки.
В частном варианте выполнения каркас выполнен из алюминиевого профиля.
В одном из частных вариантов выполнения обшивка выполнена из металлических листов.
Заявленная полезная модель проиллюстрирована следующими фигурами:
Фиг. 1- изображение роботизированной ячейки без обшивки;
Фиг. 2 - изображение роботизированной ячейки с обшивкой;
Фиг. 3 - изображение роботизированной ячейки, снабженной рукой робота.
Позиции на фиг. 1-3 обозначают следующее
1 - каркас;
2 - модульный каркас;
3, 4 - металлические листы обшивки;
5 - ручка;
6 - стол для позиционирования робота;
7 - съемные листы обшивки для установки дополнительного оборудования;
8 - колеса с виброопорами;
9 - крепление пульта управления;
10 - замок;
11 заглушки для проводов и периферийных устройств;
12 - коллаборативный или промышленный робот;
13 - контроллер робота (условно не показан);
14 - стол для позиционирования деталей и периферийных устройств;
15 - лоток с заготовками;
16 - переходная плита.
Далее описывается вариант выполнения полезной модели не ограничивающий объем прав заявленной полезной модели.
Заявленная роботизированная ячейка состоит из каркаса из алюминиевого профиля (поз. 1), обшивки из металлических листов (поз. 3, 4), стола для позиционирования робота (поз 6), съемных листов обшивки для установки дополнительного оборудования (поз. 7), колес с виброопорами (поз. 8), крепления пульта управления (поз 9), встроенного шкафа управления, ручки (поз. 5), замка (поз. 10), заглушек для проводов и периферийных устройств (поз. 11), коллаборативного или промышленного робота (поз. 12), контроллера робота (поз. 1)3, стола для позиционирования деталей и периферийных устройств (поз. 14). Каркас (поз. 1), обшивка (поз. 2, 3, 4), стол для позиционирования робота (поз 6) установлены на колеса с виброопорами (поз. 8). Пульт управления, крепление пульта управления (поз. 9) размещены на столе для позиционирования робота, встроенный шкаф управления, робот, контроллер робота (поз. 6). Стол для позиционирования деталей и периферийных устройств (поз. 14) расположен в одной плоскости со столом для позиционирования робота (поз. 6). Модульный каркас для установки периферийного оборудования (поз. 2) размещен под столом для позиционирования робота (поз. 6). Стол для позиционирования деталей и периферийных устройств (поз. 14) снабжен стандартизированными креплениями для периферийного оборудования. Роботизированная ячейка также снабжены съемными листами обшивки (поз. 7). Съемные листы (поз. 7) размещены встык с модульным каркасом, и при их снятии обеспечивается доступ к модульному каркасу (поз. 2). Количество съемных листов (поз. 3) может быть выбрана разной, но предпочтительно таких листов три.
В зависимости от поставленной задачи, на передвижную платформу устанавливается либо промышленный, либо коллаборативный робот (поз. 12) через переходную плиту (поз. 16), а также периферийное оборудование в виде кассет с заготовками, лотками с заготовками (поз. 15), или сборочных единиц для сварки, сварочного оборудования, оснастки, и другое. Ячейка мобильная и может быть перемещена при помощи колес (поз. 8). На столе (поз. 14) может производиться сварка или шлифовка, или другие технологические операции. На этот стол может быть установлена сварочная оснастка или кассеты с заготовками для загрузки в станок с ЧПУ.
При необходимости переналадки роботизированной ячейки применяется модульный каркас (поз. 2), доступ к которому открывается при снятии съемных листов обшивки (поз. 11). На этот каркас можно установить любое периферийное оборудование и дооснастить ячейку с применением стандартизированных креплений.
Роботизированная ячейка обеспечивает
рост производительности технологических процессов, в которых участвует;
универсальность;
сокращение расходов на фонд оплаты труда сотрудникам;
экономию пространства за счет модульности;
гибкость применения, за счет простоты переналадки на другие процессы и мобильности.