Sisteme robotizate

1. Introducere

Proiectarea și realizarea unor sisteme mecatronice complexe este dificilă datorată numarul de motoare din sistem. Asemenea sisteme sunt întalnite cu precadere în structura unor linii automate. Pentru a satisface exigentele de tip comercial, periodic produsul trebuie modificat și în consecință și programul de lucru, fiind greu de modificat un inginer trebuie să aplice anumite principii și metode pentru a simplifica proiectare. Un astfel de principiu poate fi reprezentat de modularizare.

Prin modularizare se obțin două principale avantaje:

- construcție separată și paralelă a mai multor echipamente - module care vor compune în final sistemul

- implementare mai ușoara a controlului, care se poate face separat, pe fiecare modul, cu funcții mai simple și mai ușor de definit.

Un exemplu, în acest sens, îl reprezintă sistemul de selecție și testare prezentat în această lucrare, fabricat de firma FESTO. Sistemul este compus din două module independente (fig. 1 ):

- modulul de alimentare;

- modulul de selecție și testare.

Actionarea sistemului este de tip electro-pneumatic. Fiecare modul este prevăzut cu cate un automat programabil, dupa cum urmează:

- FPC-101B pentru modulul de alimentare, având 21 de intrări și 14 ieșiri digitale, 32 de temporizatoare și 16 numărătoare;

- FPC-101AF pentru modulul de selecție și testare, având în plus 8 intrări analogice și 2 ieșiri analogice.

2. Prezentarea scenei de lucru

Primul modul realizează alimentarea cu piese. Acestea sunt extrase una câte una dintr-o magazine prin intermediul unui extractor acționat de cilindrul. Capetele de cursă ale acestuia sunt sesizate de doi senzori de proximitate. Absența pieselor din magazie este sesizată de un senzorul optic de proximitate.

Odată ce piesele sunt extrase, ele ajung în postul de transport, de unde sunt preluate de un dispozitiv de transport format dintr-un braț montat pe arborele motorului oscilant. Cele doua poziții extreme ale brațului sunt sesizate de doi senzorii de proximitate. Prinderea pieselor se realizează cu un sistem cu ventuze și sistem ejector de generare a vacuumului. Realizarea vacuumului este confirmată de presostat.

Elementele componente ale modulului de alimentare sunt:

- placă de bază 1;

- grupul pregătire a aerului 2;

- insula de distribuitoare 3; cele trei distribuitoare sunt montate într-un "sandwich", amplasat pe placa de bază;

- magazia de piese 4;

- motorul oscilant 5;

- grupul de generare a vacuumului 6;

- programatorul cu modulul de extensie 7 ;

- rigleta cu contacte 8 care realizează conexiunile dintre programatorul ce gestionează acest modul și partea electro-pneumatica;

- panou frontal 9.

Cel de-al doilea modul realizează selecția și testarea pieselor primite de la primul modul. Odată piesa sosită pe platforma liftului (în postul de selecție), ea este "analizată" de trei senzori de proximitate și anume:

- senzorul capacitiv, care confirmă existența unei piese în postul de selectare;

- senzorul electromagnetic, care va furniza semnal numai dacă piesa este confecționată din material ferometalic;

- senzorul optic, care va furniza semnal numai dacă piesa este de culoare deschisă.

Din postul de selecție, piesele sunt transportate în postul de verificare. Prezența lor este confirmată de un senzorul de proximitate. Aici, prin intermediul unui cilindru se stabilește contactul dintre suprafața frontală a piesei și elementul mobil al unui traductor inductiv. În acest fel se determină înalțimea piesei. Valoarea măsurată este comparată cu o dimensiune etalon și în funcție de rezultatul comparației, se stabilește dacă piesa este bună sau nu.

În primul caz, cu ajutorul cilindrului cu simpla acțiune montat pe platforma mobilă a liftului, piesele bune vor fi împinse pe jgheabul din imediata vecinatate a postului de verificare. Datorită înclinarii jgheabului ele vor aluneca liber până vor întalni opritorul materializat de tija cilindrului. De aici, dacă opritorul este retras, piesele pot fi preluate și clasate pe baza informațiilor furnizate de către cei trei senzori (capacitiv, electromagnetic, optic) în trei grupe: piese confecționate din plastic roșu, piese din plastic negru și din material piese ferometalic. Piesele rebut vor fi coborate cu liftul în postul de sortare. Sfârșitul acestei faze este confirmată de un senzor. De aici piesele vor fi eliminate pe un jgheab montat pe placa de bază a modulului de către cilindrul.

Elementele componente ale modulului de selecție si testare alimentare (fig. l) sunt:

- grupul de pregătire a aerului 10;

- insula de distribuitoare 11;

- senzorii: inductiv, capacitiv și optic;

- liftul pneumatic 13;

- traductor de inălțime 14;

- ejectorul;

- programatorul și modulul sau de extensie 16;

- panoul frontal 17;

- rigleta de contacte 18.