Разработка программного обеспечения для управления робототехническим комплексом

Разработка программы числового программного управления для обработки детали на обрабатывающем центре и шлифовальном станке. Планировка робототехнического комплекса со всеми положениями манипулятора и датчиков. Составление алгоритма работы манипулятора.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 22.12.2017
Размер файла 2,1 M

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/

Белорусский национальный технический университет

Факультет информационных технологий и робототехники

Кафедра «Робототехнические системы»

Курсовая работа

по дисциплине: " Программное управление робототехническими комплексами "

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИМ КОМПЛЕКСОМ

Исполнитель Гайлевич Э.В.

Руководитель (доц.) Сиротин Ф.Л.

Минск 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Описание и основные характеристики станков

1.1 Основное оборудование

1.2 Планировка РТК

2. Программа обработки детали

2.1 Программа обработки детали на обрабатывающем центре

2.2 Программа обработки детали на шлифовальном станке

3. Разработка управляющей программы для РТК

3.1 Алгоритм работы программы

3.2 Комментарии к ПЛК программе

3.3 Пульт оператора

3.4 Листинг программы

Литература

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время ведутся интенсивные научно-исследовательские и практические работы в области проектирования и внедрения гибких автоматизированных производств, эффективно решающих задачи комплексной автоматизации производства на современном этапе научно-технического прогресса.

Основой ГАП является робототехнический комплекс (РТК), представляющий совокупность технологического оборудования и промышленных роботов (ПР), и предназначенный для выполнения технологических операций в автоматическом режиме.

Бурное развитие промышленной робототехники, основной базой которой стали автоматически действующие манипуляционные роботы с программным управлением, позволило подойти к решению одной из наиболее актуальных задач - исключения ручного труда человека из сферы производства. При этом не только обеспечивается повышение производительности за счет интенсификации технологических процессов, но и существенно улучшается качество проводимых работ, повышается надежность выполнения операций

Задачей курсового проекта является разработка программы ЧПУ для обработки детали, планировка РТК со всеми положениями манипулятора и датчиков, составление алгоритма работы манипулятора, пульта оператора и самой ПЛК программы для промышленного робота.

1. ОПИСАНИЕ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАНКОВ

1.1 Основное оборудование

Токарно-револьверный станок с ЧПУ 1П420ПФ40

Технические характеристики токарного станка 1П420ПФ40

Наибольший диаметр заготовки устанавливаемой над станиной, мм:

450

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм:

Штучной заготовки

350

Из прутка

50

Количество позиций инструмента в револьверной головке

12

Наибольшее сечение резцов, мм

25х25

Наибольшее рабочее перемещение каретки, мм

продольное

760

поперечное

290

Точность позиционирования:

Суппорта в продольном направлении, мкм

10

Суппорда в поперечном направлении, мкм

5

Шпинделя (координата С), град

0,002

Наибольший диаметр вращающегося инструмента, мм

12

Наибольший допустимый крутящий момент, Нм:

На главном шпинделе

500

На инструментальном шпинделе

10

Частота вращения, об/мин:

Главного шпинделя

20-40000

Инструментального шпинделя

20-40000

Мощность главного привода, кВт

30

Габаритные размеры, мм:

длина

4130

ширина

2260

высота

2300

Масса, кг

5900

Шлифовальный станок с ЧПУ ОШ-618Ф3 Полуавтомат предназначен для высокоточного шлифования наружных цилиндрических поверхностей и канавок в многоступенчатых деталях типа тел вращения, а также наружных поверхностей деталей типа кулак. Область применения полуавтомата - предприятия с крупносерийным и массовым производством. Особенностью полуавтомата является: использование устройства динамической балансировки шлифовального (эльборового) круга, применение СОЖ на масляной основе и универсальной системы подачи, сбора, очистки СОЖ, частотное регулирование вращения шлифовального круга и обрабатываемой детали, применение системы ЧПУ, применение скоростного шлифования.

Технические характеристики шлифовального станка ОШ-618Ф3

Предельные размеры устанавливаемой заготовки

Длина х диаметр, мм

250х300

Наибольшие перемещения

Суппорта/шлифовальной головки, мм

290х170

Размеры шлифовального круга

D x d x h, мм

450 х 127 х 8

Мощность привода главного движения

кВт

3,0(5,5)

Пределы частот вращения шпинделя

Мин-1

1500-4000

Габаритные размеры с приставным оборудованием

Длина х ширина х высота, мм

3840х2130х2140

Масса полуавтомата с приставным оборудованием

кг

4500

Промышленный робот МПМ05-02

Техническая характеристика промышленного робота МПМ05-02

Грузоподъёмность

5 кг

Число степеней подвижности

4

Производительность

50 шт/час

Максим. габаритные размеры детали

600х600х50 мм

Электропитание робота

потребляемая мощность

4 кВт

напряжение питания

380±10 В

частота сети

50 Гц

Тип системы управления

программируемый контроллер "Hitachi"

Ввод данных

устройство программирования

1.2 Планировка РТК

Рисунок 2.1 - Планировка РТК

1. Портальный робот

2. Обрабатывающий центр

3. Шлифовальный станок

4. Локальный накопитель - тактовый стол для заготовок

5. Локальный накопитель - тактовый стол для готовых деталей

6. Система светозащиты линии ограждения

7. Система управления промышленным роботом

8. СУ ЧПУ станка

Рисунок 2.2 - Планировка РТК с указанием датчиков и положений робота

1. Датчики наличия детали в схвате соответствующих станков

2. Датчики наличия тары на соответствующем тактовом столе

3. Датчики для подсчета количества деталей на соответствующем тактовом столе

4. Световой барьер. Служит для предотвращения травмирования человека, попавшего в рабочую зону РТК. При пересечении барьера происходит автоматическая остановка РТК

5. Датчик положения руки робота (рука внизу)

6. Датчик наличия заготовки в схвате робота.

7. Датчик положения руки робота (рука вверху)

8. Датчики открытия защитного экрана соответствующего станка

9. Датчики закрытия защитного экрана соответствующего станка

Т0 - позиция манипулятора над тактовым столом для заготовок

Т1 - позиция обслуживания обрабатывающего центра

Т2 - позиция обслуживания шлифовального станка

Т3 - позиция складирования обработанной детали в тару

P0 - позиция схвата в нижнем положении руки

Р1 - позиция схвата в положении «деталь в патроне»

программный робототехнический манипулятор станок

2. ПРОГРАММА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ

2.1 Программа обработки детали на обрабатывающем центре

Таблица 2.1 - Программа обработки детали на обрабатывающем центре

Текст программы

Комментарий

-

% Программа обработки на ОЦ

-

Установка № 1

N10

G54 G92 X0 Z66

Переключиться на заданную систему координат, установка координат смещения в точку с координатами X0 Z66 (ноль программы)

N20

G00 X80 Z80

Ускоренное перемещение в координату X80 Z80 (точка 0) для последующей смены инструмента

N30

T0101

Смена инструмента (резец подрезной ГОСТ 23076-78)

N40

G00 X25 Z-2

Ускоренное перемещение в координату X21 Z-2 (точка 1)

N50

S1850 F0,5 M03 M08

Включение шпинделя (по часовой стрелке) и подачи СОЖ

N60

G01 X9 Z-2

Переход инструмента по прямой в точку 2

N70

G00 X25 Z-2

Ускоренное перемещение в координату X21 Z-2 (точка 1)

N80

G00 X84 Z-72

Ускоренное перемещение в координату X80

Z-72(точка 3)

N90

G01 X21 Z-72

Переход инструмента по прямой в точку 4

N100

G00 X80 Z80 M05 М09

Отводим инструмент для его последующей смены, остановка шпинделя и выключение СОЖ

N110

T0202

Смена инструмента (резец проходной ГОСТ 24996-81)

N120

G00 X21 Z-72

Ускоренное перемещение в координату X21 Z-72 (точка 4)

N130

S1850 F0,5 M03 M08

Включение шпинделя (по часовой стрелке) и подачи СОЖ

N140

G01 X21 Z-2

Переход инструмента по прямой в точку 5

N150

G01 X21 Z-4

Переход инструмента по прямой в точку 6

N160

G01 X18 Z-2

Переход инструмента по прямой в точку 7

N170

G00 X80 Z80 M05 М09

Отводим инструмент для его последующей смены, остановка шпинделя и выключение СОЖ

N180

T0303

Смена инструмента (резец канавочный)

N190

G00 X21 Z-14

Ускоренное перемещение в координату X21 Z-14(точка 8)

N200

G01 X18 Z-14

Переход инструмента по прямой в точку 9

N210

G00 X21 Z-14

Ускоренное перемещение в координату X21 Z-14(точка 8)

N220

G00 X80 Z80 M05 М09

Отводим инструмент для его последующей смены, остановка шпинделя и выключение СОЖ

N230

T0404

Смена инструмента (резец расточной)

N240

G00 X9 Z-2

Ускоренное перемещение в координату X9 Z-2(точка 2)

N250

S1850 F0,5 M03 M08

Включение шпинделя (по часовой стрелке) и подачи СОЖ

N260

G01 X11 Z-2

Переход инструмента по прямой в точку 10

N270

G01 X11 Z-94

Переход инструмента по прямой в точку 11

N280

G00 X11 Z-4

Ускоренное перемещение в координату X21 Z-4(точка 12)

N290

G01 X13 Z-2

Переход инструмента по прямой в точку 13

N300

G00 X80 Z80 M05 М09

Отводим инструмент для его последующей смены, остановка шпинделя и выключение СОЖ

N310

M02

Окончание программы

Установка №2

N320

G54 G92 X0 Z89

Переключиться на заданную систему координат, установка координат смещения в точку с координатами X0 Z89 (ноль программы)

N330

T0101

Смена инструмента (резец подрезной ГОСТ 23076-78)

N340

G00 X23 Z-2

Ускоренное перемещение в координату X23 Z-2 (точка 1)

N350

S1850 F0,5 M03 M08

Включение шпинделя (по часовой стрелке) и подачи СОЖ

N360

G01 X15 Z-2

Переход инструмента по прямой в точку 2

N370

G00 X23 Z-2

Ускоренное перемещение в координату X23 Z-2 (точка 1)

N380

G00 X82 Z-24

Ускоренное перемещение в координату X82 Z-2 (точка 3)

N390

G01 X25 Z-24

Переход инструмента по прямой в точку 4

N400

G00 X80 Z80 M05 М09

Отводим инструмент для его последующей смены(точка 0), остановка шпинделя и выключение СОЖ

N410

T0202

Смена инструмента (резец проходной ГОСТ 24996-81)

N420

S1850 F0,5 M03 M08

Включение шпинделя (по часовой стрелке) и подачи СОЖ

N430

G00 X80 Z-22

Ускоренное перемещение в координату X80 Z-22(точка 5)

N440

G01 X80 Z-44

Переход инструмента по прямой в точку 6

N450

G00 X80 Z-22

Ускоренное перемещение в координату X80 Z-22(точка 5)

N460

G00 X21 Z-2

Ускоренное перемещение в координату X21 Z-2(точка 7)

N470

G01 X21 Z-19

Переход инструмента по прямой в точку 8

N480

G01 X23 Z-19

Переход инструмента по прямой в точку 9

N490

G01 X23 Z-24

Переход инструмента по прямой в точку 10

N500

G00 X80 Z80 M05 М09

Отводим инструмент для его последующей смены(точка 0), остановка шпинделя и выключение СОЖ

N510

T0303

Смена инструмента (резец канавочный)

N520

G00 X21 Z-9

Ускоренное перемещение в координату X21 Z-9(точка 11)

N530

S1850 F0,5 M03 M08

Включение шпинделя (по часовой стрелке) и подачи СОЖ

N540

G01 X19 Z-9

Переход инструмента по прямой в точку 12

N550

G00 X21 Z-9

Ускоренное перемещение в координату X21 Z-9(точка 11)

N560

G00 X80 Z80 M05 М09

Отводим инструмент для его последующей смены(точка 0), остановка шпинделя и выключение СОЖ

N570

T0404

Смена инструмента (резец расточной)

N580

G00 X14 Z-2

Ускоренное перемещение в координату X21 Z-9(точка 13)

N590

S1850 F0,5 M03 M08

Включение шпинделя (по часовой стрелке) и подачи СОЖ

N600

G01 X14 Z-26

Переход инструмента по прямой в точку 14

N610

G01 X11 Z-26

Переход инструмента по прямой в точку 15

N620

G00 X14 Z-4

Ускоренное перемещение в координату X14 Z-4(точка 16)

N630

G01 X16 Z-2

Переход инструмента по прямой в точку 17

N640

G00 X80 Z80 M05 М09

Отводим инструмент для его последующей смены(точка 0), остановка шпинделя и выключение СОЖ

N650

G00 X60 Z60 M05 М09

Отводим инструмент для его последующей смены, остановка шпинделя и выключение СОЖ

N660

T0505

Смена инструмента (резец резьбовой ГОСТ 22207-76)

N670

G00 X21 Z-4

Ускоренное перемещение в координату X18 Z-49 (точка 7)

N680

S1850 F0,5 M03 M08

Включение шпинделя (по часовой стрелке) и подачи СОЖ

N690

G33 Z-13

Нарезание резьбы (длинна резьбы от точки 7 до 14, шаг резьбы от 8 до 18, высота резьбы от 8 до 17)

N700

G00 X22

N710

G00 Z1

N720

G00 X80 Z80 M05 М09

Отводим инструмент для его последующей смены, остановка шпинделя и выключение СОЖ

N730

M02

Окончание программы

Литьевые радиусы 2мм

Рисунок 2.1 - Эскиз изготовляемой детали

Рисунок 2.2 - Операционный эскиз для установки 1

Таблица 2.2 - Координаты опорных точек установки 1

X

Z

0

80

80

1

25

-2

2

9

-2

3

80

-72

4

21

-72

5

21

-2

6

21

-4

7

18

-2

8

21

-16

9

18

-16

10

11

-2

11

11

-94

12

11

-4

13

13

-2

14

21

-14

Рисунок 2.3 - Операционный эскиз для установки 2

Таблица 2.3 - Координаты опорных точек установки 2

X

Z

0

80

80

1

23

-2

2

15

-2

3

82

-24

4

25

-24

5

80

-22

6

80

-44

7

21

-2

8

21

-19

9

23

-19

10

23

-24

11

21

-9

12

19

-9

13

14

-2

14

14

-26

15

11

-26

16

14

-4

17

16

-2

2.2 Программа обработки детали на шлифовальном станке

Таблица 2.4 - Программа обработки детали на шлифовальном станке

Текст программы

Комментарий

-

% Программа обработки на ШС

-

Установка №1

N10

G54 G92 X0 Z89

Переключиться на заданную систему координат, установка координат смещения в точку с координатами X0 Z89 (ноль программы)

N20

T0505

Смена инструмента (круг шлифовальный ГОСТ 2424-67)

N30

G00 X21 Z-9

Ускоренное перемещение в координату X21 Z-9 (точка 1)

N40

S1850 F0,5 M03 M08

Включение шпинделя (по часовой стрелке) и подачи СОЖ

N50

G01 X21 Z-19

Переход инструмента по прямой в точку 2

N60

G00 X60 Z60 M05 М09

Отводим инструмент для его последующей смены, остановка шпинделя и выключение СОЖ

N70

M02

Окончание программы

Рисунок 2.4 - Операционный эскиз установки 1

Таблица 2.5 - Координаты опорных точек установки 1

X

Z

0

80

80

1

21

-9

2

21

-19

3. РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ ДЛЯ РТК

3.1 Алгоритм работы программы

Алгоритм работы робота состоит в следующем. Робот с позиции Т0 забирает с тары установленной на тактовом столе заготовку, затем перемещается в позицию Т1. При отсутствии заготовок на столе включается звуковой и световой сигнал, робот ожидает прибытия заготовок. Если экран и патрон открыты загружает заготовку в обрабатывающий центр, ждет закрепления патрона, отпускает заготовку и покидает рабочую зону станка. По окончанию полной обработки детали на обрабатывающем центре робот вслед за открытием защитного экрана захватывает деталь, ждет разжатия патрона и переносит ее к шлифовальному станку (позиция Т3), где аналогично закрепляет деталь, ожидает и после завершения обработки забирает деталь, далее робот укладывает ее в тару с позиции Т4. По окончанию заготовок на столе подается звуковой и световой сигнал, выключается световая завеса.

3.2 Комментарии к ПЛК программе

Таблица 3.1 - Комментарии к ПЛК программе

Входы

Описание

1

X001

Авария

2

X002

Помеха в рабочей зоне РТК

3

X003

Включение РТК

4

X004

Выключение РТК

5

X005

Позиция Т0

6

X006

Позиция Т1

7

X007

Позиция Т2

8

X010

Окончание обработки ОЦ

9

X011

Экран станка 1 открыт

10

X012

Экран станка 2 открыт

11

X013

Позиция Т3

12

X015

Схват в нижнем положении

13

X016

Схват в верхнем положении

14

X017

Деталь в патроне станка 1

15

Х021

Количество деталей в накопителе 1

16

X022

Количество деталей в накопителе 2

17

X024

Деталь в схвате

18

X025

Экран станка 1 закрыт

19

X026

Экран станка 2 закрыт

20

Х030

Окончание обработки ШС

21

X031

Наличие накопителя 1

22

X032

Наличие накопителя 2

23

X035

Деталь в патроне станка 2

24

Х036

Позиция Р0

25

Х037

Позиция Р1

Выходы

Описание

1

Y001

Авария

2

Y002

Аварии нет

3

Y003

Световая шторка включена

4

Y004

РТК включен

5

Y005

Позиция Т0

6

Y006

Позиция Т1

7

Y007

Позиция Т2

8

Y010

Позиция Т3

9

Y011

Схват в верхнем положении

10

Y012

Схват в нижнем положении

11

Y013

Экран станка 1 открыть

12

Y014

Экран станка 1 закрыть

13

Y015

Экран станка 2 открыть

14

Y016

Экран станка 2 закрыть

15

Y020

Патрон станка 2 закрыть

16

Y021

Обработка ОЦ

17

Y022

Обработка ШС

18

Y023

Наличие накопителя 1

19

Y024

Наличие накопителя 2

20

Y025

Накопитель 1 пуст

21

Y026

Накопитель 2 полон

22

Y027

Схват закрыть

23

Y031

Сдвиг на следующую строку в накопителе 1

24

Y032

Сдвиг на следующий столбец в накопителе 1

25

Y033

Патрон станка 1 закрыт

26

Y034

Сдвиг на следующую строку в накопителе 2

27

Y035

Сдвиг на следующий столбец в накопителе 2

28

Y036

Деталь в схвате

29

Y037

Позиция Р0

30

Y040

Позиция Р1

Метка

Описание

1

М1

Аварии нет

3.3 Пульт оператора

3.4 Листинг программы

Литература

1. Программирование для автоматизированного оборудования: Учебник для средн. проф. учебных заведений/ П.П. Серебреницкий, А.Г. Схиртладзе; Под ред. Ю.М. Соломенцева. - М.: Высш. шк.2003. - 592с

2. Мануал SIEMENS SINUMERIK 840D «Основы. Руководство по программированию». Выпуск 08/2005

3. Конспект лекций «Программное управление робототехническими комплексами»

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.