Università di Pisa
FACOLTA’ DI INGEGNERIA
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA MECCANICA, NUCLEARE E DELLA PRODUZIONE
SPECIFICA TECNICA
Oggetto:
Cella robotizzata per la sperimentazione di montaggio e smontaggio di
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INDICE
Introduzione pag. 2
1. Tipi di operazioni da eseguire pag. 2
2. Tipologia oggetti da manipolare pag. 2
3. Definizione area di lavoro pag. 2
4. Interfacce pag. 3
5. Sistemi da utilizzare pag. 4
5.1. Gripper pag. 4
5.2. Cambio gripper pag. 4
5.3. Magazzino gripper pag. 4
5.4. Rastrelliere pag. 4
5.5. Avvitatore pag. 5
5.6. Robot 1 pag. 5
5.7. Robot 2 pag. 5
5.8. Rete di recinzione pag. 6
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Introduzione
La presente specifica riguarda la realizzazione di una cella robotizzata per operazioni di montaggio e smontaggio automatici di attrezzature portapezzo modulari.
La cella servirà per la sperimentazione di montaggio e smontaggio di alcuni moduli progettati con le tecniche DFA, realizzati nell’ ambito della fase preliminare del progetto di ricerca “ Sistema per l’autoconfigurazione flessibile di attrezzature portapezzo per l’industria meccanica” (Set. 2004). Le operazioni di montaggio verranno effettuate nell’officina del DIMNP - Università di Pisa.
1. Tipi di operazioni da eseguire
Per effettuare montaggio e smontaggio devono essere effettuate le seguenti operazioni: - manipolazione di moduli prismatici e a geometria assiale;
- posizionamento sulla piastra e orientamento: - con presa dall’alto,
- con presa laterale;
- operazioni di avvitatura in direzione verticale con controllo della coppia di serraggio; - pre o post regolazione dei moduli;
2. Tipologie di oggetti da manipolare
I moduli da manipolare possono essere suddivisi in:
- posizionatori orizzontali/verticali, elementi cilindrici ad asse verticale; - bloccaggi laterale, elementi prismatici;
- bloccaggi verticali,elementi prismatici; - elevatori cilindrici e prismatici
- pezzi di riferimento I moduli hanno tutti peso <50N.
3. Definizione area di lavoro
Per il montaggio verranno utilizzati due robot, l’area di lavoro deve comprendere una parte in comune in cui verranno effettuate le operazioni di montaggio dell’attrezzatura e di una individuale in cui ogni robot potrà effettuare operazioni diverse.
Nell’ area comune dovranno essere presenti: - piastra con griglia di fori di montaggio; - magazzino gripper;
Piastra con griglia.
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- dimensioni particolare mm 430×280×310 ; - dimensioni piastra mm 630×630;
Magazzino gripper.
- capacità 6 gripper.
La dimensione dell’area comune dovrà essere quindi:
- 630×1000 mm² (compresa corsa di estrazione gripper) Ogni robot dovrà poi avere a disposizione:
- area di lavoro dedicata con superficie min 630×630 mm²; - rastrelliera con superficie min 500×900 mm²;
La disposizione relativa delle aree di lavoro per ogni robot è indicata nella fig. 1:
Fig. 1 Posizione relativa delle aree di lavoro.
4. Interfacce
All’interno dell’officina sono presenti: - impianto elettrico:
- trifase, 380 V; - monofase, 220 V; - impianto aria compressa:
- pressione 6 bar; - portata 15 litri / min.
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5. Sistemi da utilizzare
I sistemi da utilizzare per effettuare il montaggio sono: - robot1; - robot2; - gripper; - cambio gripper; - magazzino gripper; - rastrelliere; - avvitatore pneumatico; - rete di recinzione; 5.1. Gripper
Le tipologie di prese da effettuare sono:
- laterale esterna di particolari cilindrici ad asse verticale; - dall’alto di particolari cilindrici ad asse verticale: - dall’alto di particolari prismatici;
- laterale esterna di particolari prismatici.
5.2. Cambio gripper
Entrambi i robot dovranno essere dotati di dispositivo di cambio gripper. Caratteristiche:
- forza di distacco 200 N; - ripetibilità 0.04 mm
- pressione di esercizio max 6 bar
5.3. Magazzino gripper
Il magazzino gripper deve trovarsi nell’area comune e deve avere le seguenti caratteristiche: - capacità 6 gripper;
6 gripper estraibili verticalmente ; 3 gripper estraibili lateralmente;
5.4. Rastrelliere
Sono necessarie due rastrelliere:
- rastrelliera1 per il robot 1; - rastrelliera2 per il robot 2.
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le rastrelliere dovranno essere uguali per i due robot, con caratteristiche: - dimensioni di ingombro circa 500×900×950 mm³;
- possibilità di riconfigurazione delle rastrelliere in base alla tipologia dei pezzi da staffare.
5.5. Avvitatore
Deve essere utilizzato dal robot 1, deve avere le seguenti caratteristiche: - coppia di serraggio max 25Nm;
- velocità variabile;
- possibilità di impostare il valore della coppia di serraggio; - interfacciabile col sistema di cambio gripper.
5.6. Robot1
Sarà utilizzato principalmente per effettuare il posizionamento dei moduli sulla piastra, deve avere le seguenti caratteristiche:
- precisione di posizionamento di 0.1 mm; - carico massimo al polso 100 N;
- 6 gradi di libertà;
- volume di lavoro: definito il valore h =spessore cambio gripper (mm) + altezza gripper con relative dita (mm), e stimato tale valore in circa 240 mm, il volume di lavoro totale richiesto si ottiene come somma dei seguenti volumi:
- volume sulla piastra forata 630×630×h mm³;
- volume necessario per il prelievo dalle rastrelliere: tale volume è appros-simativamente dato dal prodotto di h per la superficie (mm²) della rastrelliera, e risulta 900×500× h;
- volume necessario per il cambio gripper, dato dal prodotto di h per la superficie (mm²) dell’area di cambio gripper e risulta 630×370× h mm³
- volume dedicato robot1 630×630×h mm³;
5.7. Robot2
Dovrà procedere al posizionamento dei moduli e al serraggio delle viti mediante avvitatore pneumatico montato sul polso. Sono richiesti:
- precisione di posizionamento di 0.05 mm; - carico ammissibile al polso 200 N; - 4 gradi di libertà;
- volume di lavoro ( per il valore h vedere paragr.precedente)somma dei seguenti: - volume sulla piastra forata 630×630×h;
- volume necessario per il prelievo dalla rastrelliera2: tale volume è approssimativamente dato dal prodotto di h per la superficie (mm²) della rastrelliera2;
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- volume necessario per il cambio gripper, dato dal prodotto di h per la superficie (mm²) dell’area di cambio gripper;
- volume dedicato robot2 630×630×h mm³
5.8. Rete di recinzione
La rete di recinzione dovrà delimitare l’area protetta della cella, dovrà essere dotata di - porte con dispositivi di interblocco;
- dispositivi rilevatori di presenza; - segnali d’allarme ottici;
6. Normative
Nella realizzazione della cella si deve fare riferimento alle norme: - UNI EN 775 Robot industriali di manipolazione – Sicurezza
Sono elencati di seguito alcuni punti trattati dalla suddetta norma: Progetto
• installazione degli gli armadi del sistema di controllo preferibilmente all’esterno dello spazio protetto;
• progetto della configurazione in modo da lasciare uno spazio sufficiente tra robot e oggetti nell’ambiente (colonne della struttura, recinzioni);
• progetto dei dispositivi di estremità in modo che un interruzione dell’alimentazione non provochi il rilascio o l’eiezione del carico;
• fornire ogni postazione dell’operatore di un dispositivo di arresto di emergenza facilmente accessibile;
• la procedura di ripristino dopo un arresto di emergenza non deve avvenire dall’interno dello spazio ristretto e non deve riavviare il sistema robotico in modalità di funzionamento automatico;
Protezioni
• l’area protetta deve essere dotata di ripari fissi e ripari interbloccati; • devono essere installati dispositivi rilevatori di presenza;
Mezzi d’allarme
• installazione di dispositivi di allarme in aggiunta a quelli di protezione;
