Гибкие производственные модули могут функционировать как в составе ГПС, так и автономно. Гибкие производственные модули для токарной обработки представляет собой приспособленный к встройке в ГПС роботизированный технологический комплекс (РТК). На рис. 5.3 показан токарный РТК 16К20РФЗРМ132 с промышленным роботом (ПР) пристраиваемого типа М10П.62.01.

Промышленные роботы для установки заготовки и снятия со станка обработанной детали применяют трех исполнений: портальные (подвесные), напольного типа (отдельно стоящие) и пристраиваемые к станку. Каждое из исполнений имеет набор присущих ему положительных черт и свою область использования:

1) портальные ПР отличаются наибольшей грузоподъемностью, могут обслуживать несколько станков, не загромождают ту часть рабочего пространства, в которой действует наладчик во время настройки комплекса и наблюдения за ее работой;

2) отдельно стоящие ПР (рис. 5.4) наиболее универсальны, они обладают большим пространством обслуживания, исполнительным устройствам придано большое число (до 6 – 8) степеней подвижности;

3) пристраиваемые ПР наименее металлоемки, общая площадь РТК сокращается.

Работа ПР синхронизирована с другими составными элементами РТК. Все более широкое использование находит микропроцессорное управление ПР, уменьшается число моделей цикловых ПР, в которых управление реализовано средствами жесткой релейной электроавтоматики. В современных ПР реализованы режимы ручного управления, обучения, наладки и работы. В захватные устройства встраивают сенсорные датчики внешней информации: контактные (тактильные) и локаторные ближнего и дальнего действия. Датчики внутренней информации обеспечивают контроль скорости и положения рабочих органов ПР.

Заготовки в магазинах располагают в ориентированном положении. Имеется два вида магазинов заготовок:

· при первом заготовки располагают в нескольких, но определенных, местах, на неподвижной подставке в зоне действия ПР;

· для второго вида магазинов характерно поочередное перемещение заготовок в зону обслуживания захватного устройства робота в одно и то же место. Наиболее часто такой магазин сконструирован в виде тактового стола, имеющего подвижные платформы под заготовки.

И на неподвижных подставках, и на подвижных платформах тактового стола заготовки могут быть размещены как поодиночке, так и по несколько штук в каждой позиции. Например, невысокие заготовки деталей типа фланцев укладывают вертикальной стопкой торцами друг на друга, в этом случае робот берет верхнюю заготовку стопки, затем следующую и т.д. и только после обработки всех заготовок данной стопки переходит к следующей.

Гибкие производственные модули на базе станка сверлильно-фрезерно-расточной группы имеет в своем составе многоцелевой станок, снабженный одно- или многопозиционным накопителем столов-спутников. Промышленные роботы для установки заготовок – снятия обработанных деталей в таких ГПМ используют редко, иногда с помощью ПР производится дозагрузка инструментального магазина станка.

Например, на рис. 5.5 и 5.6 показаны ГПМ соответственно с линейным и круговым многопозиционными накопителями 4 столов-спутников; ГПМ имеет одну рабочую позицию 1 и две вспомогательные позиции 2 и 3.

Гибкие производственные модули на базе как сверлильно-фрезерно-расточных, так и токарных станков снабжены набором устройств, обеспечивающих автоматическое функционирование модуля:

· смены зажимных приспособлений или их базирующих и крепежных элементов;

· контроля состояния режущих инструментов и замены на дублеры выработавших ресурс или преждевременно износившихся;

· контроля и управления точностью обработки;

· адаптивного управления режимами резания;

· опознавания (идентификации) заготовок, приспособлений, инструментов и УП;

· обеспечения безопасных условий труда;

· диагностики состояния всех составных частей модуля;

· обмена с подсистемой управления ГПС сигналами и командами о выполненных и требуемых действиях.

Диагностическое устройство автоматически опрашивает с помощью специальных тестов механизмы и устройства станка, информирует об их со

стоянии обслуживающий персонал и системы управления ГПМ и ГПС с целью принятия решения по устранению нарушений и восстановлению нормального хода производственного процесса.

Система управления ГПМ способна воспринять от управления более высокого уровня через каналы связи содержание управляющей программы (УП) и значения вылетов вершин инструментов. В систему управления более высокого уровня модуль выдает сигналы о каждом цикле отработки УП, о передаче на определенную позицию накопителя из рабочей зоны стола-спутника, сообщения диагностического устройства о выходе станка из строя и причине неисправности.

В зависимости от конкретного исполнения модуля между ним и системой управления более высокого уровня может быть организован обмен еще дополнительно рядом сигналов. Например, если модуль имеет возможность дозагрузки магазинов станков инструментами, будут выданы сигналы о поломках и затуплении инструментов и о выработке ими установленного ресурса. С помощью измерительных головок, которыми оснащают ГПМ, «ощупывают» крепежное приспособление и заготовку, управляющее устройство удостоверяется в их соответствии заданным (решается задача идентификации), после касания щупом обращенных к шпинделю плоскостей происходит автоматический сдвиг нулей по трем координатам, а в некоторых случаях и поворот стола для выравнивания положения заготовки.