Роботизированные технологические системы
Ознакомление с роботизированными технологическими комплексами, анализ компоновочной схемы РТК. Составление алгоритма функционирования РТК для сортировки почтовых отправлений с применением промышленных роботов линейной компоновки портального типа.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 08.10.2022 |
| Размер файла | 257,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Аннотация
В данном курсовом проекте ознакомились с роботизированными технологическими комплексами (РТК), произвели анализ компоновочной схемы РТК. Описали ее достоинства и недостатки, выбрали промышленный робот для данного типа системы координат, составили алгоритм функционирования РТК для сортировки почтовых отправлений по трем направлениям с применением промышленных роботов линейной компоновки портального типа, работающего в декартовой системе координат и оптимизировали этот алгоритм, построили циклограммы работы РТК и произвели расчет коэффициентов загрузки оборудования.
Содержание
Введение
1. Анализ компоновочной схемы РТК
2. Алгоритм функционирования РТК
3. Расчет геометрических и кинематических параметров. Построение циклограммы РТК
Заключение
Литература
Введение
Роботизированные технологические системы (РТК) - это автономно действующая совокупность технологических средств производства, включающая набор основного технологического и вспомогательного оборудования (в том числе один или несколько промышленных роботов, которые выполняют вспомогательные операции) и обеспечивающая полностью автоматизированный цикл работы внутри комплекса и связь его с входными и выходными потоками остального производства.
РТК создают предпосылки для перехода к качественно новому уровню автоматизации - создание автоматических производственных систем, работающих с минимальным участием человека. Сегодня РТК применяются практически во всех отраслях народного хозяйства, однако, наибольшее распространение они получили в промышленности, прежде всего - в машиностроении. Одно из основных преимуществ РТК - возможность быстрой переналадки для выполнения задач, различающихся последовательностью и характером манипуляционных действий. РТК наиболее эффективны в условиях частой смены объектов производства. Одной из причин разработки и внедрения РТК является, конечно, экономия средств. По сравнению с традиционными средствами автоматизации РТК обеспечивают большую гибкость технических и организационных решений, снижение сроков комплектации и пуска производства. Целесообразность применения РТК, прежде всего, должна диктоваться интересами человека, его безопасностью и удобствами работы (особенно на участках с опасными, вредными для здоровья условиями труда).
Основные предпосылки расширения применения РТК следующие: повышение качества продукции и объемов ее выпуска благодаря снижению времени выполнения операций и обеспечению постоянного режима “без усталости”, росту коэффициента сменности работы оборудования, интенсификации существующих и стимулированию создания новых высокоскоростных процессов и оборудования; изменению условия труда работающих путем освобождения от неквалифицированного, монотонного, тяжелого и вредного труда, улучшения условий безопасности, снижение потерь рабочего времени от производственного травматизма и профессионально-технических заболеваний; экономия и высвобождение рабочей силы.
Автоматизация производства в машиностроении представляет собой самостоятельную комплексную задачу, связанную с созданием нового современного оборудования, технологических процессов, систем организации производства при систематическом повышении прибыли, улучшении условий труда и сокращении в потребности рабочей силы. Производить организационно - технические мероприятия значительного объема ради единичного внедрения промышленного робота не рентабельно. Только расширенное применение промышленных роботов в составе сложных роботизированных технологических систем оправдано технически, экономически и социально.
Проблема комплексной автоматизации среднесерийного многономенклатурного производства наиболее эффективно может быть решена на основе создания типовых РТК различного технологического назначения, в которых промышленный робот осуществляет единичное или групповое обслуживание оборудования. Такие РТК должны обеспечить выполнение наиболее распространенных в машиностроении операций, включая заготовительные и сборочные. Конструктивно-технологические параметры РТК должны быть таковы, чтобы можно было объединять их в гибкие производственные системы, построенные на основе методов групповой технологии. Разработка типовых РТК для обработки наиболее распространенных деталей машиностроения и выполнения широкой номенклатуры операций позволяет комплектовать автоматизированные участки производства и автоматические линии различных типов, создавая сложные производственные системы, дифференцированные по назначению, составу выполняемых операций и уровню автоматизации процессов обработки и управления.
1. Анализ компоновочной схемы РТК
Рис. 1. Схема линейной компоновки РТК.
В данном курсовом проекте рассматривается линейная компоновка РТК и промышленным роботом портального типа, работающим в декартовой системой координат. Такие роботы применяются для обслуживания основного технологического оборудования, для автоматизации вспомогательных операций установки - снятия заготовок, деталей, инструмента, оснастки, а также на транспортно-складских и других операциях. В состав РТК входят грузовой контейнер (условно обозначен на схеме двойным квадратом), а также три сортировочных контейнера (поз. 1, 2, 3). Планировочные схемы достаточно условно заданы в общем виде.
Для выхода из станка ПР должен выполнить вертикальное перемещения z до уровня z=ho-h2. Для выхода в рабочую зону пристаночного накопителя ПР помимо вертикальных перемещений должен выполнить перемещение X=LA.
Данная компоновка РТК достаточно компактна, занимает небольшую площадь. В отличие от компоновки напольного типа данная компоновка использует промышленный робот портального типа, что не требует дополнительных затрат при монтаже робота. Преимуществом этой компоновки является так же и то, что такой робот позволяет работать с заготовками, расположенными на плоскости в несколько слоев. Преимуществом такой компоновки РТК является большая численность оборудования, обслуживаемого одним роботом, а также небольшие габариты робота.
При движении робота в декартовой системе координат, в связи с тем, что робот совершает только прямолинейные перемещения, не возникает кориолисовых ускорений, которые пагубно воздействуют на динамику манипулятора.
Еще одним преимуществом декартовой системы координат по сравнению с угловой системой является то, что в данной системе координат достигается большая точность позиционирования, чем в угловой.
2. Алгоритм функционирования РТК
Алгоритм функционирования РТК должен обеспечить заданный маршрут механической сортировки почтовых отправлений по трём направлениям. Для обеспечения максимальной производительности РТК необходимо предусмотреть, чтобы основное время работы станков перекрывало время необходимое для операций вспомогательного оборудования. В соответствии с заданием каждая посылка обрабатывается последовательно на трёх станках согласно технологическому маршруту механической обработки (в нашем случае 3-1-2).
Для облегчения составления алгоритмов мы выделим некоторые блоки алгоритма, которые часто встречаются в нем. Это блоки загрузки и разгрузки станков.
Исходное положение робота примем при координате Z=h0 и положение в позиции А, захват разжат.
Краткое описание работы робота.
Приведем пример функционирования робота при сортировке 9 посылок по 3-м различным направлениям. Робот берет посылку из грузового контейнера и помещает ее в контейнер 3. Далее робот берет посылку из грузового контейнера и помещает ее в контейнер 1, после чего берёт посылку из грузового контейнера и помещает ее в контейнер 2. Данный цикл повторяется 3 раза. Последнее движение робота - возврат к позиции А, т.о. обработка партии посылок из 9 штук завершена и РТК готов к дальнейшей работе.
Разгрузка входного накопителя (РВН «А»)
Загрузка станка (ЗС)
Алгоритм функционирования РТК изображается в соответствии с ГОСТ 19701-90.
3. Расчет геометрических и кинематических параметров. построение циклограммы РТК
Для выхода из рабочей зоны станка ПР должен последовательно выполнять перемещения Lx=La и Lz1=h0-h2, Lz2=h0-h1; вход в рабочую зону станка - последовательно в обратном порядке; работа с накопителями - аналогично в соответствии с их расположением. Также ПР должен осуществлять некоторые ориентирующие движения как в рабочей зоне станка, так и в рабочей зоне накопителей (ориентация заготовки в патрон станка, поиск свободной ячейки и укладка детали в накопитель). Принимаем, что любое элементарное движение осуществляется за время tвсп=0,2 мин =12 с. Время на закрепление и раскрепление заготовки в патроне станка, а также время на зажатие и разжатие захвата принимаем равным tзаж=0,1 мин = 6 с.
При вертикальном перемещении от ho к h2 или от h2 к h0 (подвод или отвод захвата к рабочей зоне станка) захват совершает перемещение:
Lz1=h0 - h2=2,6 - 1,8=0,8 м (h0=2,6 м; h2=1,8 м по условию).
Lz2=h0-h1=2,6 - 0,5=2,1 м (h0=2,6 м, h1=0,5 м по условию).
Скорость при данном вертикальном перемещении захвата:
где az - коэффициент, зависящий от конструкции привода (az=3);
Lz1, Lz2- длины пути при вертикальном перемещении (Lz1=0,8м, Lz2=2,1м);
Дl - погрешность позиционирования (Дl =±0,3 мм);
M - масса объекта манипулирования (M=7 кг).
В данном ПР используется трапецеидальный закон изменения скорости. При этом законе изменения скорости время, затрачиваемое на прямолинейное перемещение, определяется по следующей формуле:
где Lz1, Lz2 - длины перемещений (Lz1 =0,8 м, Lz2=2,1 м);
ak - ускорение при разгоне-торможении (a=4,5 м/c2);
K - коэффициент, зависящий от соотношения ускорений при разгоне и торможении (K=1);
Vz1, Vz2 - скорости установившегося движения (Vz1=1,04 м/c ,Vz2=1,68м/с).
При подводе или отводе захвата к рабочей зоне станка захват совершает горизонтальное перемещение на величину:
Lx= L1= 0,8 м (по условию).
Скорость горизонтального перемещения захвата
где Lx - длина пути при горизонтальном перемещении (Lx= 0,8 м);
Дl - погрешность позиционирования (Дl =±0,3 мм);
M - масса объекта манипулирования (M=7 кг).
Время перемещения:
где Lx = 0,8 м;
ak=4,5 м/c2;
K=1;
Vx =0,619 м/c.
Определим перемещения по координате Y в соответствии с рис.1
Y1= L1 + L2 + L3= 5,6 + 5,6 + 3,2 = 14,4 м (от грузового контейнера к контейнеру 3);
Y2= L1 = 5,6 м (от грузового контейнера к контейнеру 1);
Y3= L1 + L2 = 5,6 + 5,6 = 11,2 м (от грузового контейнера к контейнеру 2);
Расчет кинематических параметров включает в себя следующее:
Скорость линейного позиционирования в диапазоне перемещений Lx=0,8…2м
где: Ly - длина пути при горизонтальном перемещении;
Дl - погрешность позиционирования (Дl =±0,3 мм);
M - масса объекта манипулирования (M=7 кг
В большинстве случаев для промышленных роботов используется закон изменения скорости, близкий к трапецеидальному. При трапециидальном законе изменения скорости время отдельного движения определяется по формуле:
Тогда для полученных перемещений получим следующие времена
Таблица 1
|
Вид перемещения |
Путь, М |
Рассчитанные параметры |
|||
|
V, м/c |
Время, Сек |
||||
|
По оси Х |
Lx=L1 |
0,8 |
0,619 |
1,43 |
|
|
По оси Z |
h0 >h1 |
2,1 |
1,04 |
1,01 |
|
|
h0 >h2 |
0,8 |
1,68 |
1,62 |
||
|
По оси Y |
А > 3 (3 > А) |
14,4 |
8,91 |
3,6 |
|
|
А > 1 (1 > А) |
5,6 |
3,47 |
2,38 |
||
|
А > 2 (2 > А) |
11,2 |
6,93 |
3,16 |
1. Разгрузка входного накопителя (РВН).
tРВН = Tx + Tz2 + tВСП + tЗАХВ + Tx + Tz2 = 1,43+1,62+6+12+1,62+1,43=24,1 с;
2. Загрузка станка (ЗС).
tЗС = Tz1 + tРАЗЖ + tВСП + Tz1 = 1,01+6+12+1,01=20,04 с
На основании полученных результатов строим циклограмму работы РТК.
Заключение
компоновочный почтовый сортировка робот
В данной курсовой работе был произведен анализ производительности роботизированного технологического комплекса механической сортировки посылок по трём направлениям. На основании алгоритма функционирования РТК, произведены необходимые расчеты, построена циклограмма функционирования РТК. Согласно данному варианту, наиболее долгая обработка осуществляется доставка посылки в контейнер 3, поэтому для достижения наиболее эффективного цикла работы РТК необходимо было максимально быстро загружать его, так как от него зависела вся длинна цикла работы РТК.
Литература
1. Ю.Г. Козырев Промышленные роботы. Справочник. М.: Машиностроение, 1983-376с.
2. Проектирование автоматизированного производственного оборудования /М.М. Кузнецов, Б.А. Усов, В.С. Стародубов, - М.: Машиностроение, 1987. - 288 с.
3. Механика промышленных роботов: Учеб. пособие для втузов: В 3 кн. /Под ред. К.В. Фролова, Е.И. Воробьева. - Кн. 3. Основы конструирования /Е.И. Воробьев, А.В. Бабич, К.П. Жуков и др. - М.: Высшая школа, 1989. - 383 с.
4. КузнецовМ. М., Волчкевич Л.И., 3амчалов. Ю.П. Автоматизация производственных процессов /Под ред. Т.А. Шаумяна. - М.: Высшая школа, 1978. - 431с.
5. Макаров И.М. Робототехника и гибкие автоматизированные производства: В 9 кн. - Кн. 7. Гибкие автоматизированные производства в отраслях промышленности /И.М. Макаров; П.Н. Белянин, Л.В. Лобиков и др. - М.: Высшая школа, 1986. - 176 с.
6. Бурдаков С.Ф., Дьяченко В.А., Тимофеев А.Н. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов. - М.: Высшая школа, 1986. - 264 с.
7. Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник. -М.: Машиностроение, 1983. - 376 с.
8. Асфаль Р. Роботы и автоматизация производства /Пер. с - англ. М.Ю. Евстигнеева и др. - М.: Машиностроение, 1989. - 448 с.
9. Андреенко С.Н., Ворошилов М.С., Петров Б.А. Проектирование приводов манипуляторов. Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1975, 312 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Характеристика промышленных роботов как автономного устройства, состоящего из механического манипулятора и перепрограммируемой системы управления. Типы управления промышленными роботами. Классификация и конструктивно-технологические параметры ПР.
реферат [23,4 K], добавлен 29.01.2010Разработка алгоритма функционирования управляющей программы для промышленных роботов, его особенности и порядок реализации. Состав типового многостаночного РТК. Примеры РТК механообработки и других сфер машиностроения, их функциональная нагрузка.
реферат [689,9 K], добавлен 20.05.2010Краткое описание работы привода ленточного транспортера и его назначение. Кинематический расчет зубчатых передач. Разработка компоновочной схемы. Расчет расстояния между деталями передач. Выбор типа подшипника. Составление компоновочной схемы редуктора.
курсовая работа [911,3 K], добавлен 16.07.2016Применение промышленных роботов в производстве. Технические характеристики токарного станка. Выбор промышленного робота. Загрузочно-накопительное устройство. Компоновка роботизированного технологического комплекса. Блок-схема и циклограмма работы.
контрольная работа [604,4 K], добавлен 07.06.2014Проблема эстетического совершенствования машин, станков, приборов, средств транспорта, бытовой техники. Основные виды промышленных роботов, особенности их дизайна. Роботы для мероприятий, их достоинства и недостатки. Обзор аналогов промышленных роботов.
реферат [480,8 K], добавлен 20.02.2015Определение времени совмещённого цикла крана, режимов работы механизмов, статистической мощности электродвигателя. Выбор редуктора, тормоза и муфты. Обоснование компоновочной схемы лебедки. Расчет производительности крана, блоков, нагрузок на опоры крана.
курсовая работа [670,3 K], добавлен 05.11.2014Анализ существующих промышленных роботов-манипуляторов. Классификация промышленных роботов, особенности их конструкции. Элементы конструкции привода. Исходные данные и расчеты к разработке привода локтевого сустава руки робота. Анализ результатов расчета.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 13.05.2014Анализ возможности автоматизации процессов очистки сточных вод. Составление структурной схемы уровня воды для наполнения резервуара. Разработка алгоритма функционирования системы автоматизации и интерфейса визуального отображения измерительной информации.
дипломная работа [4,2 M], добавлен 03.06.2014Рассмотрение уравнения движения материальной точки, оценка ее скорости. Произведение статистического и динамического расчета системы. Вычисление оператора Эйлера от кинетической энергии. Составление дифференциальных уравнений движения заданной системы.
контрольная работа [515,7 K], добавлен 27.07.2010Понятия управления технологическими процессами. Иерархия управления промышленным предприятием. Автоматические системы регулирования и особенности обратной связи в них. Метрологические понятия, элементы измерительной цепи. Анализ методов измерений.
курсовая работа [6,4 M], добавлен 28.05.2013Уровень надежности. Надежность станков. Надежность промышленных роботов. Быстрое и многократное усложнение машин. Важнейшие тенденции развития станкостроения. Повышение точности, производительности и уровня автоматизации станков.
реферат [22,5 K], добавлен 20.01.2007Насосные станции участка нефтепровода "Узень-Атырау". Компьютерные системы управления промышленными технологическими комплексами. Математическая модель проектирования и управления нефтепроводами. Взрывопожаробезопасность резервуарного оборудования.
дипломная работа [897,3 K], добавлен 19.05.2012Анализ детали на технологичность. Определение типа производства. Выбор и обоснование типа заготовки, многоцелевого станка. Описание выбранной технологии: разработка маршрута обработки, баз. Режимы резания для заданной детали. Выбор компоновочной схемы.
курсовая работа [417,3 K], добавлен 25.01.2012Характеристика и критерии выбора деталей, предназначенных для механической обработки на РТК типа "станок – промышленный робот (ПР)". Требования к конструкции деталей и разработке технологического процесса обработки, оборудованию РТК механообработки.
реферат [324,9 K], добавлен 20.05.2010Промышленные роботы как важные компоненты автоматизированных гибких производственных систем. Социальные факторы роботизации. Обзор преимуществ использования промышленных роботов в сварочных процессах. Отличия роботов от прочего капитального оборудования.
презентация [798,1 K], добавлен 08.10.2015Проект зубчатого редуктора к лесотаке, применяющегося в лесоперерабатывающей промышленности. Кинематический и силовой расчет привода. Разработка компоновочной схемы редуктора и составление расчетной схемы тихоходного вала. Выбор способа смазки деталей.
курсовая работа [78,5 K], добавлен 25.01.2010Что такое промышленные роботы, их основные технические показатели и структурные составляющие. Основные конструктивно-технологические группы промышленных роботов. Основные типы технологических операций и вспомогательных функций, выполняемых роботами.
презентация [229,0 K], добавлен 10.04.2013Особенности проектирования технологических процессов в условиях автоматизированного производства. Построение циклограмм функционирования робототехнических комплексов. Основные классификационные признаки промышленных роботов в современном машиностроении.
шпаргалка [1,4 M], добавлен 11.10.2009Разработка конструктивно-компоновочной схемы для транспортирования пшеницы. Определение ширины ленты с учётом приведённой рабочей ветви желобковой формы. Расчет линейной плотности груза. Определение сопротивления движения ленты на прямолинейных участках.
курсовая работа [49,5 K], добавлен 30.05.2013Общий вид пассажирского лифта. Силовая схема и схема управления лифтом. Циклограмма работы лифта в заданной последовательности. Устройство, специфика конструкций и условий эксплуатации портального крана. Анализ схемы управления портальным краном.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 24.11.2013
