Как роботы собирают двигатели

Как роботы собирают автомобили для России в Италии.

Заглянуть за кулисы производства, всегда интересно и познавательно.
А когда речь заходит о производстве автомобилей, это интересно втройне.

Завод Sevel. Италия.

По приглашению компании FIAT, я побывал на крупнейшем заводе по производству автомобилей FIAT Ducato — Sevel.
Завод Sevel находится в 270 км от Рима, возле небольшого городка Атесса в регионе Абруццо.
Площадь завода – 1 миллион 211 тысяч квадратных метров. Это город. Огромный город со своими улицами, площадями, скверами и всей необходимой инфраструктурой.
В этом городе трудятся 6.300 человек, а вместе с персоналом, который относится к заводу 12.500 человек. Из них 21.3% это женщины.
Средний возраст сотрудников 46.3 года.
77.8% сотрудников имеют высшее, или среднее специальное образование.

Ежедневно для функционирования этого гиганта в его ворота въезжают 500 сочлененных грузовых автомобилей с материалами и один товарный состав. Покидают завод с готовой продукцией 215 траков с готовыми фургонами и 8 железнодорожных составов гружёных опять же фургонами.
Каждый день с конвейера завода Sevel сходит — 1160 полностью готовых автомобилей!

На заводе собирают заводе (готовые к эксплуатации) коммерческие фургоны FIAT, кемперы и пассажирские фургоны, платформы для грузовиков на базе FIAT Ducato и базы с двигателем+кабина на раме для последующей переделки под узкие и специализированные задачи.

Это еще не всё.
Возможно сформировать заказ на ваш Ducato и выбирать из 67 модификаций двигателей, 18 коробок переключения передач, 332 опций и 209 цветов. При этом выбрать размер вашего фургона из 4-х комплектаций длины, 3-х комплектаций высоты и 3-х колёсных баз.
Это впечатляет.

Идём в цеха.
Цех сборки кузовов. Body shop data.
Цех занимает площадь 100 000 квадратных метров. На сборочном производстве трудятся 1700 человек и 722 робота.
Работает это всё так.

Перед тем как сварить вместе детали для кузова, они проходят лабораторный (инструментальный) контроль качества. Изгибы, зазоры, величина отверстий — проверяется всё.

Длинный конвейер по которому движется оснастка к которой привариваются детали кузова.

Вся сварка делается роботами. Причём роботы сами себя диагностируют.
Если отдельно взятый робот «понимает», что у него что-то непорядке, он сам вызывает ремонтную бригаду для починки себя любимого.

Функция персонала (людей) проверять качество подгонки деталей и качество точек сварки.

Точек сварки в кузове более 7000. Если деталь не проходит по параметрам качества её выбраковывают.

Забавно наблюдать как работает роботизированный конвейер. Видео снимать не разрешили. Сначала движется база, а затем приходят в движение руки-роботов.

Всё быстро и эффектно. Шипение и гудение, фонтаны искр! И через несколько секунд, роботы занимают исходную позицию. Это прям УХ!

После сборки, кузов уже похож на машину. Но впереди еще множество работы.
Если всё хорошо, навешивают недостающие элементы и отправляют в покрасочный цех. Рaint shop data. Площадь цеха 60 000 квадратных метров.

В покраске задействовано 59 роботов. За качеством следят 813 сотрудников. Зрелище завораживающее. До покраски кузов погружают в катафорезную ванну.
Кузова коммерческих авто, как и кузова легковых окрашивают внутри.

После покраски и очередной проверки, по конвейерной ленте кузова поступают в цех окончательной сборки и доводки. Assembly shop data.
Площадь цеха 77 000 квадратных метров. Всего на сборке 440 точек сборки. В этом цеху трудятся 2.536 человек из них 220 «следящих».

На этих точках к кузову прикрепляют все необходимые элементы.

Крепят проводку, топливные магистрали, детали подвески и шасси.
Всего около 4000 элементов.

Рядом на автоматических рамах подвозят и устанавливают приборные панели и элементы салона будущего автомобиля. Клей для лобового стекла наносится роботом. Затем другим роботом вклеивается стекло.

Завод полностью автоматизирован. Система автоматизации «знает», для кого этот конкретный автомобиль, какая комплектация, цвет, отделка салона. Вся эта история распечатывается на листах формата А3 которые крепятся на видном месте.

Сверху опускается кузов, снизу поднимается двигатель на подрамнике.
Когда всё что нужно прикрепили, кузов фургона попускается на двигатель и подрамник.

На производствах в такой процесс называется «свадьба».

Финал. Очередные проверки.

Если есть нарушение технологического процесса, или ошибки при сборке, мастер цеха (тимлидер) вызывает
того кто совершил ошибку для переделки.

После устранения брака память о нем остается в виде BAR-кода который вшит в электронный паспорт машины. К этой ошибке имеют доступ официальные дилеры марки во всем мире, включая российских.
То есть в случае неожиданной и непредвиденной поломки у них есть возможность довольно быстро понять, не связана ли она с «детством» подопечной. И такое внимание к качеству сборки на всех этапах.

Заправка жидкостями, необходимые проверки на вибростенде.

Источник

7 популярных приводов для роботов

Привод — это механизм для приведения в действие оборудования по управлению технологическими процессами с использованием электрических, пневматических или гидравлических сигналов. Это важная часть в робототехнике. Приводы, используемые в роботах, влияют на их целесообразность и производительность. Поэтому, в этой статье мы рассмотрим 7 самых распространенных приводов, которыми можно оснастить роботов различного предназначения.

Бесщеточный двигатель постоянного тока

Начнем с электрических двигателей. Бесщеточный или бесколлекторный — это один из типов приводов, набирающих популярность в робототехнике. Как понятно из названия, такой двигатель не использует щетки для коммутации, а вместо этого он коммутируется за счет электроники. Принцип работы данного привода основан на взаимодействии магнитных полей между электромагнитом и постоянным магнитом. Когда катушка находится под напряжением, противоположные полюса ротора и статора притягиваются друг к другу. Эти актуаторы используются практически в любых роботах.

Читайте также:  Принцип работы турбины для бензинового двигателя

Достоинства БДП следующие:

  • Быстродействие относительно характеристик вращающего момента;
  • Более высокая частота вращения;
  • Высокие динамические характеристики;
  • Длительный срок службы;
  • Бесшумная работа.

Недостатки:

  • Сложный и дорогостоящий регулятор скорости;
  • Не работает без электроники.

Синхронный привод

Данный двигатель содержит ротор, который синхронно вращается с колеблющимся полем или током. Синхронные приводы имеют множество преимуществ перед другими двигателями. В первую очередь это относится к энергетическим показателям. Данные приводы используются в выпускаемых промышленных роботах со средней грузоподъемностью и числом степеней подвижности от 3 до 6. Точность позиционирования электрического привода достигает значений до ± 0,05 мм. Их применяют как в позиционном, так и в контурном режимах работы.

Преимущества:

  • Высокая экономичность;
  • Удобство сборки и хорошие регулировочные свойства;
  • Очевидна целесообразность применения синхронного привода для механизмов, не требующих регулирования скорости.

Недостатки:

  • Применение синхронного двигателя затруднено, если механизмы обладают большими маховыми массами, где необходимо иметь регулируемый или двойной привод;
  • Не имеет начального пускового момента. Следовательно, для его пуска необходимо разогнать ротор с помощью внешнего момента до частоты вращения, близкой к синхронной.

Асинхронный двигатель

Этот электропривод для преобразования электрической энергии переменного тока в механическую также выгоден по ряду причин. Сам термин «асинхронный» означает не одновременный. При этом имеется ввиду, что у этих двигателей частота вращения магнитного поля статора всегда больше частоты вращения ротора. Работают асинхронные двигатели от сети переменного тока.
Этот тип двигателя используется в основном для питания ведущих колес автомобиля, поэтому и может найти место в колесной робототехнике. Наличие мощных полупроводников сделало практичным использование более простых асинхронных электродвигателей переменного тока.

Преимущества:

  • Простота и надежность из-за отсутствия коллектора;
  • Низкая стоимость;
  • Значительно низкая масса;
  • Меньшие габариты.

Недостатки:

  • Могут перегреваться, особенно под нагрузкой;
  • Невозможность стабильно держать частоту вращения;
  • Относительно небольшой пусковой механизм.

Шаговый двигатель

Шаговый двигатель – привод, в последнее время часто используемый в робототехнике. Основное отличие между ним и всеми остальными типами двигателей состоит в способе вращения. Как известно, перечисленные ранее двигатели вращаются непрерывно. Но шаговые приводы вращаются «шагами». Каждый шаг представляет собой часть полного оборота. Эта часть зависит от механического устройства мотора и от способа управления.

Использование шаговых двигателей является одним из самых простых, дешевых и легких решений для работы систем точного позиционирования. Поэтому эти двигатели очень часто используются в станках с ЧПУ и роботах.

Преимущества:

  • Главное преимущество – точность работы. При подаче потенциалов на обмотки двигатель повернется строго на определенный угол;
  • Низкая стоимость;
  • Подходит для автоматизации отдельных механизмов и систем, где нет необходимости в высокой динамике.

Недостатки:

  • Присутствует проблема «проскальзывания» ротора при повышенной нагрузке на вал;
  • Ограничение шагов (максимум 1000 об/мин).

Сервопривод

Это тип электромеханических двигателей, которые не вращаются постоянно, как шаговые, а перемещаются по сигналу в определенное положение и сохраняют его до следующего сигнала. Находят широкое применение в различных секторах робототехники – от самодельных механизмов до сложных андроидов.

В сервоприводах используется механизм обратной связи, позволяющий обрабатывать ошибки и исправлять их в позиционировании. Такая система называется следящей. Если какая-то сила оказывает давление на привод, изменяя его положение, двигатель будет применять силу в противоположном направлении, чтобы исправить возникающую ошибку. Таким образом, достигается высокая точность позиционирования.

Преимущества:

  • Более высокая скорость вращения;
  • Высокая мощность;
  • Позиция механизма всегда на виду и доступна для корректирования.

Недостатки:

  • Сложная система подключения и управления;
  • Требует квалифицированного обслуживания;
  • Высокая стоимость.

Пневматический привод

Двигатель, приводящий в движение механизмы через энергию сжатого воздуха. Основной компонент здесь – компрессор. Сжатый компрессором воздух поступает в пневмолинии, и далее к пневмодвигателю. Благодаря отсутствию вязкой среды, такие двигатели могут работать на большей частоте — скорость вращения пневмомотора может достигать десятков тысяч оборотов в минуту.
Этот тип привода все чаще используется в робототехнике, так как имеет низкую плавность хода и точность срабатывания. Наиболее рационально использовать его для механизмов с двумя состояниями – втягивания и выталкивания или закрывания и открывания.

Преимущества:

  • Простота и экономичность;
  • Рабочее тело не ограничено заданным объемом и может пополняться в случае утечки;
  • Вместо компрессора можно использовать баллон со сжатым газом, что упрощает построение пневматической системы;
  • Менее чувствителен к изменениям температуры окружающей среды.

Недостатки:

  • Более низкий КПД;
  • Высокая стоимость пневматической энергии по сравнению с электрической;
  • Нагревание и охлаждение рабочего газа в компрессорах, что может привести к возможности обмерзания систем или наоборот конденсации водяных паров из рабочего газа.

Гидравлический привод

Если робот должен работать с грузами более 100кг, следует задуматься об использовании гидравлического привода. Этот тип двигателя для приведения в движения исполнительного органа использует жидкость. Принцип работы гидропривода состоит в насосе, который создает давление рабочей жидкости в напорной магистрали, соединенной с гидродвигателем. Двигатель преобразует давление жидкости в механическое. При этом, регуляторы управляют скоростью и направлением движения гидродвигателя.
Эти приводы применяются в основном в промышленной робототехнике. Но есть случаи их использования и в других прототипах, к примеру, в известном детище DARPA — роботе BigDog.

Преимущества:

  • Небольшие размеры и масса;
  • Высокая производительность — развивает силу в 25 раз выше, чем пневмопривод аналогичного размера;
  • Плавное регулирование силы;
  • Рабочая температура — от -50 до +100С.

Недостатки:

  • При высоком давлении возможны утечки жидкости;
  • Высокая стоимость оборудования и обслуживания;
  • Непрерывное потребление энергии;
  • Сложно отслеживать точность работы.

Это были самые основные типы приводов, которые наиболее используются в современной робототехнике.

Источник

Как собрать робота своими руками за 6 часов и стать душой компании

Сейчас уже мало кто помнит, к сожалению, что в 2005 году были Chemical Brothers и у них был замечательный клип — Believe, где роботизированная рука гонялась по городу за героем видео.

Читайте также:  Ибадуллаев двигатель как собрать

Тогда у меня появилась мечта. Несбыточная на тот момент, т. к. ни малейшего понятия об электронике у меня не было. Но мне хотелось верить — believe. Прошло 10 лет, и буквально вчера мне удалось впервые собрать своего собственного робота-манипулятора, запустить его в работу, затем сломать, починить, и снова запустить в работу, а попутно найти друзей и обрести уверенность в собственных силах.

Внимание, под катом спойлеры!

Всё началось с этого набора (привет, Мастер Кит, и спасибо, что разрешили написать в вашем блоге!), который был почти сразу найден и выбран после этой статьи на Хабре. На сайте говорится, что собрать робота — под силу даже 8-летнему ребёнку — чем я хуже? Я точно так же только пробую свои силы.

Сначала была паранойя

Как истинный параноик, сразу выскажу опасения, которые у меня изначально были относительно конструктора. В моём детстве сперва были добротные советские конструкторы, потом рассыпающиеся в руках китайские игрушки… а потом детство кончилось:(

Поэтому из того, что осталось в памяти об игрушках, было:

  • Пластмасса будет ломаться и крошиться в руках?
  • Детали будут неплотно подходить друг к другу?
  • В наборе будут не все детали?
  • Собранная конструкция будет непрочной и недолговечной?

И, наконец, урок, который был вынесен из советских конструкторов:

  • Часть деталей придётся допиливать напильником
  • А части деталей просто не будет в наборе
  • И ещё часть будет изначально не работать, её придётся менять

Что я могу сказать сейчас: не зря в моем любимом клипе Believe главный герой видит страхи там, где их нет. Ни одно из опасений не оправдалось: деталей было ровно столько, сколько нужно, все они подходили друг к другу, на мой взгляд — идеально, что очень сильно поднимало настроение по ходу работы.

Детали конструктора не только отлично подходят друг к другу, но также продуман тот момент, что детали почти что невозможно перепутать. Правда, с немецкой педантичностью создатели отложили винтиков ровно столько сколько нужно, поэтому терять винтики по полу или путать «какой куда» при сборке робота нежелательно.

Длина: 228 мм
Высота: 380 мм
Ширина: 160 мм
Вес в сборке: 658 гр.

Питание: 4 батарейки типа D
Вес поднимаемых предметов: до 100 гр
Подсветка: 1 светодиод
Тип управления: проводной дистанционный пульт
Примерное время сборки: 6 часов
Движение: 5 коллекторных моторов
Защита конструкции при движении: храповик

Подвижность:
Механизм захвата: 0-1,77»
Движение запястья: в пределах 120 градусов
Движение локтя: в пределах 300 градусов
Движение плеча: в пределах 180 градусов
Вращение на платформе: в пределах 270 градусов

Вам понадобятся:

  • удлинённые плоскогубцы (не получится обойтись без них)
  • боковые кусачки (можно заменить на нож для бумаги, ножницы)
  • крестовая отвёртка
  • 4 батарейки типа D

Важно! О мелких деталях

Кстати о «винтиках». Если вы сталкивались с подобной проблемой, и знаете, как сделать сборку ещё удобнее — добро пожаловать в комментарии. Пока что поделюсь своим опытом.

Одинаковые по функции, но разные по длине болты и шурупы достаточно чётко прописаны в инструкции, например, на средней фото внизу мы видим болты P11 и P13. А может P14 — ну, то есть, вот опять, я снова их путаю. =)

Различить их можно: в инструкции прописано, какой из них сколько миллиметров. Но, во-первых, не будешь же сидеть со штангенциркулем (особенно если тебе 8 лет и\или у тебя его попросту нет), а, во-вторых, различить их в итоге можно только, если положить рядом, что может не сразу прийти на ум (мне не пришло, хе-хе).

Поэтому заранее предупрежу, если надумаете собирать этого или похожего робота сами, вот вам подсказка:

  • либо заранее присмотритесь к крепёжным элементам;
  • либо купите себе побольше мелких винтов, саморезов и болтов, чтобы не париться.

Также, ни в коем случае не выбрасывайте ничего, пока не закончите сборку. На нижней фотографии в середине, между двумя деталями от корпуса «головы» робота — небольшое кольцо, которое чуть не полетело в мусор вместе с прочими «обрезками». А это, между прочим, держатель для светодиодного фонарика в «голове» механизма захвата.

Процесс сборки

К роботу прилагается инструкция без лишних слов — только изображения и чётко каталогизированные и промаркированные детали.

Детали достаточно удобно откусываются и зачистки не требуют, но мне понравилась идея каждую деталь обработать ножом для картона и ножницами, хотя это и не обязательно.

Сборка начинается с четырёх из пяти входящих в конструкцию моторов, собирать которые настоящее удовольствие: я просто обожаю шестерёночные механизмы.

Моторчики мы обнаружили аккуратно упакованными и «прилипшими» друг к другу — готовьтесь ответить на вопрос ребёнка, почему коллекторные моторчики магнитятся (можно сразу в комментариях! 🙂

Важно: в 3 из 5 корпусов моторчиков нужно утопить гайки по бокам — на них в дальнейшем мы посадим корпуса при сборке руки. Боковые гайки не нужны только в моторчике, который пойдёт в основу платформы, но чтобы потом не вспоминать, какой корпус куда, лучше утопите гайки в каждом из четырёх жёлтых корпусов сразу. Только для этой операции будут нужны плоскогубцы, в дальнейшем они не понадобятся.

Примерно через 30-40 минут каждый из 4х моторов оказался снабжён своим шестереночным механизмом и корпусом. Собирается всё не сложнее, чем в детстве собирался «Киндер-сюрприз», только гораздо интереснее. Вопрос на внимательность по фото выше: три из четырёх выходных шестерёнок черные, а где белая? Из её корпуса должны выходить синий и чёрный провод. В инструкции это всё есть, но, думаю, обратить на это внимание ещё раз стоит.

Читайте также:  Можно по вин номеру узнать какой двигатель

После того, как у вас на руках оказались все моторы, кроме «головного», вы приступите к сборке платформы, на которой будет стоять наш робот. Именно на этом этапе ко мне пришло понимание, что с шурупами и винтами надо было поступать более вдумчиво: как видно на фото выше, двух винтов для скрепления моторчиков вместе за счет боковых гаек мне не хватило — они уже были где-то мною же вкручены в глубине уже собранной платформы. Пришлось импровизировать.

Когда платформа и основная часть руки собраны, инструкция предложит вам перейти к сбору механизма захвата, где полно мелких деталей и подвижных частей — самое интересное!

Но, надо сказать, что на этом спойлеры закончатся и начнутся видео, так как мне нужно было ехать на встречу с подругой и робота, которого не удалось успеть закончить, пришлось захватить с собой.

Как стать душой компании при помощи робота

Легко! Когда мы продолжили сборку вместе, стало понятно: собирать робота самостоятельно — очень приятно. Работать над конструкцией вместе — приятно вдвойне. Поэтому смело могу рекомендовать этот набор для тех, кто не хочет сидеть в кафе за скучными разговорами, но хочет повидаться с друзьями и хорошо провести время. Более того, мне кажется, и тимбилдинг с таким набором — например, сборка двумя командами, на скорость — практически беспроигрышный вариант.

Робот ожил в наших руках сразу, как только мы закончили сборку. Передать вам наш восторг, я, к сожалению, не могу словами, но, думаю, многие меня здесь поймут. Когда конструкция, которую ты сам собрал вдруг начинает жить полноценной жизнью — это кайф!

Мы поняли, что жутко проголодались и пошли поесть. Идти было недалеко, поэтому робота мы донесли в руках. И тут нас ждал ещё один приятный сюрприз: робототехника не только увлекательна. Она ещё и сближает. Как только мы сели за столик, нас окружили люди, которые хотели познакомиться с роботом и собрать себе такого же. Больше всего ребятам понравилось здороваться с роботом «за щупальца», потому что ведёт он себя действительно как живой, да и в первую очередь это же рука! Словом, основные принципы аниматроники были освоены пользователями интуитивно. Вот как это выглядело:

Troubleshooting

По возвращении домой меня ждал неприятный сюрприз, и хорошо, что он случился до публикации этого обзора, потому что теперь мы сразу обговорим troubleshooting.

Решив попробовать подвигать рукой по максимальной амплитуде, удалось добиться характерного треска и отказа функциональности механизма мотора в локте. Сначала это меня огорчило: ну вот, новая игрушка, только собрана — и уже больше не работает.

Но потом меня осенило: если ты сам её только что собрал, за чем же дело стало? =) Я же прекрасно знаю набор шестерёнок внутри корпуса, а чтобы понять, сломался ли сам мотор, или просто недостаточно хорошо был закреплён корпус, можно не вынимая моторчика из платы дать ему нагрузку и посмотреть, продолжатся ли щелчки.

Вот тут-то мне и удалось почувствовать себя настоящим робо-мастером!

Аккуратно разобрав «локтевой сустав», удалось определить, что без нагрузки моторчик работает бесперебойно. Разошёлся корпус, внутрь выпал один из шурупов (потому что его примагнитил моторчик), и если бы мы продолжили эксплуатацию, то шестерёнки были бы повреждены — в разобранном виде на них была обнаружена характерная «пудра» из стёршейся пластмассы.

Очень удобно, что робота не пришлось разбирать целиком. И классно на самом деле, что поломка произошла из-за не совсем аккуратной сборки в этом месте, а не из-за каких-то заводских трудностей: их в моём наборе вообще обнаружено не было.

Совет: первое время после сборки держите отвёртку и плоскогубцы под рукой — могут пригодиться.

Что можно воспитать благодаря данному набору?

Уверенность в себе!

Мало того, что у меня нашлись общие темы для общения с совершенно незнакомыми людьми, но мне также удалось самостоятельно не только собрать, но и починить игрушку! А значит, я могу не сомневаться: с моим роботом всегда всё будет ок. И это очень приятное чувство, когда речь идёт о любимых вещах.

Мы живём в мире, где мы страшно зависим от продавцов, поставщиков, сотрудников сервиса и наличия свободного времени и денег. Если ты почти ничего не умеешь делать, тебе за всё придётся платить, и скорее всего — переплачивать. Возможность починить игрушку самому, потому что ты знаешь, как у неё устроен каждый узел — это бесценно. Пусть у ребёнка такая уверенность в себе будет.

Итоги

Что понравилось:

  • Собранный по инструкции робот не потребовал отладки, запустился сразу
  • Детали почти невозможно перепутать
  • Строгая каталогизация и наличие деталей
  • Инструкция, которую не надо читать (только изображения)
  • Отсутствие значимых люфтов и зазоров в конструкциях
  • Лёгкость сборки
  • Лёгкость профилактики и починки
  • Last but not least: свою игрушку собираешь сам, за тебя не трудятся филиппинские дети

Что нужно ещё:

  • Ещё крепёжных элементов, прозапас
  • Детали и запчасти к нему, чтобы можно было заменить при необходимости
  • Ещё роботов, разных и сложных
  • Идеи, что можно улучшить\приделать\убрать — словом, на сборке игра не заканчивается! Очень хочется, чтобы она продолжалась!

Вердикт:

Собирать робота из этого конструктора — не сложнее, чем паззл или «Киндер-сюрприз», только результат гораздо масштабнее и вызываЛ бурю эмоций у нас и окружающих. Отличный набор, спасибо, Даджет!

В заключение, Хабр, у меня к тебе несколько вопросов:

  1. Как бы ты использовал собственный манипулятор?
  2. Как думаешь, можно ли что-то поменять или добавить в конструкции самого робота, чтобы не останавливаться и продолжать играть?
  3. Что, возможно, не было мною учтено в процессе сборки?
  4. Да и вообще, как тебе обзор? =)

Источник

Adblock
detector