1   2   3   4   5
Ім'я файлу: Лекції по ОМОЦ-3.docx
Розширення: docx
Розмір: 2222кб.
Дата: 24.04.2022
скачати
Пов'язані файли:
Акт про нещасний випадок на виробництві (1).rtf
Реферат. Литвиненко О.С. 141-20-2.rtf

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ ім. Ігоря Сікорського»
МЕХАНІКО-МАШИНОБУДІВНИЙ ІНСТИТУТ
КАФЕДРА КОНСТРУЮВАННЯ МАШИН


Конспект лекцій

з курсу

ОБЛАДНАННЯ МЕХАНООБРОБНИХ ЦЕХІВ

ВИКЛАДАЧ ДОЦЕНТ

Новік М.А.



Київ - 2021
Лекція №1

Предмет, мета і зміст курсу “Обладнання механообробних цехів”(ОМОЦ).

Предметом курсу “Обладнання механообробних цехів-2” (ОМОЦ) є гідравлічні, пневматичні, електричні та комбіновані приводи верстатів, роботів та інших технологічних машин, які здійснюють передачу , керування та розподіл енергії робочим тілом (газом або рідиною) під тиском і приведення в дію машин і механізмів за допомогою стисненого повітря, рідини або електроенергії.

Метою курса є придбання студентами знань принципів розробки пневматичних, гідравлічних схем і конструкцій пневматичних, гідравлічних і комбінованих приводів, розрахунку виконавчих пристроїв. Вміння комп’юторного проектування і розрахунку основних статичних і динамічних характеристик гідравлічних, пневматичних та комбінованеих приводів з цифровим керуванням.

Зміст курсу—вивчення різноманітних перспективних функціональних схем пневматичних , гідравлічних та комбінованих приводів з цифровим керуванням і розробка алгоритмів і математичних моделей розрахунку основних характеристик.

Обладнання механообробних цехів

До транспортного обладнання механообробних цехів відносяться: маніпулятори, автооператори та промислові роботи(ПР).
МАНІПУЛЯТОР- пристрій оснащений робочим органом(РО), який має рухи аналогічні рухам руки людини при переміщенні об’єктів у просторі.

АВТООПЕРАТОР- автоматична машина, яка складається з маніпулятора і пристрою керування з жорсткою незмінною програмою.

ПРОМИСЛОВИЙ РОБОТ - автоматична машина, стаціонарна або рухома, яка складається з маніпулятора з декількома ступенями рухомості і перепрограмованого пристрою керування.

Основні частини ПР

До основних частин ПР відносяться:

  1. Робочий орган – пристрій, за допомогою якого ПР взаємодіє з об’єктами (це може бути захватний пристрій або інструмент, що виконує технологічну операцію типу фарбування, зварювання, складання, свердлування тощо)

  2. Виконавчий пристрій – маніпулятор.

  3. Пристрій керування, що забезпечує можливість програмування ПР.

1

  1. Інформаційна частина – сукупність засобів, що забезпечують отримання, перетворення, обробку і передачу інформації про внутрішній стан ПР і стан навколишнього середовища.


У залежності від функціональних можливостей пристрою керування ПР діляться на покоління.

1-е покоління – роботи, що працюють за жорсткою програмою, яка не може коректуватися під час її відпрацювання.

2-е покоління – адаптивні роботи, здатні коректувати програму своєї роботи в залежності від інформації що надходить від датчиків.

3-е покоління – інтегральні роботи (або інтелектуальні), здатні самопрограмуватися для виконання поставленої задачі в даних умовах. Ці роботи автоматично пристосовуються до умов виробництва.
Простір у якому працює робот поділяється на робочу зону і робочий простір.

РОБОЧА ЗОНА- геометричне місце точок в просторі, в якому може знаходитись робочий орган (наприклад Схват).

РОБОЧИЙ ПРОСТІР – простір, в якому можуть знаходитись при роботі робота ланки його маніпулятора.
Переваги та передумови застосування ПР в металообробці.

  1. ПР звільняють робітників від некваліфікованої, непрестижної, монотонної, шкідливої, важкої фізичної праці.

  2. застосування ПР підвищує культуру виробництва.

  3. У більшості випадків підвищується продуктивність праці.

  4. Поліпшується якість продукції за рахунок виключення суб’єктивного чинника (настрою робітника).

  5. Економиться робоча сила і заробітна платня.

  6. Більш повно використовується фонд робочого часу (робота може вестись у декілька змін).

  7. Створюються умови багатоверстатного обслуговування одним оператором.

  8. Створюються умови для переходу до автоматизованого гнучкого та безлюдного виробництва

  9. Створення автоматичних цехів та підприємств.


Аналіз сучасного виробництва та передумови застосування ПР.

В якості аналізу візьмемо діаграму розподілу річного фонду робочого часу в металообробці.
КІЛЬКІСТЬ ДЕТАЛЕЙ В СЕРІЇ N(ШТ)

2


Аналіз діаграми дозволяє зробити висновок, що основними резервами підвищення продуктивності праці в металообробці є:

  • Автоматизація допоміжних операцій;

  • Забезпечення роботи обладнання в три зміни;

  • Скорочення часу на переналагодження, зміну інструмента ти ін..

  • Автоматизація керування.

В умовах дрібносерійного, серійного та багато номенклатурного масового виробництва універсальним і гнучким засобом автоматизації допоміжних операцій є використання ПР.
Доцільність використання ПР в металообробці.

Діаграма застосування металорізального обладнання і ПР

3



Аналіз діаграми показує, що найбільш ефективно ПР можуть бути використані в поєднанні з верстатами з ЧПК, гнучкими модулями та в умовах гнучкого автоматизованого виробництва(ГАВ).
Фактори, що стримують застосування ПР і недоліки ПР


  1. Висока вартість виготовлення ПР;

  2. Низька надійність робототехнічних комплексів.

  3. Конструктивна складність ПР та складність в поєднанні роботи ПР з металорізальними верстатами.

  4. Збільшення виробничої площі під РТК.

  5. Підвищені вимоги до техніки безпеки, особливо там де застосовуються роботи з значним переміщенням та швидкості руху вихідних ланок.

  6. Висока кваліфікація обслуговуючого персоналу (тобто бути спеціалістом в механіці, гідравліці, пневматиці, електроніці, в програмуванні і тд.)



Класифікація ПР.

Промислові роботи класифікуються за наступними ознаками:

  1. Вантажопідйомність: надлегкі(до 1кг); легкі (до 10кг); середні (10...200кг); важкі (200...1000кг) та надважкі(понад 1000 кг).

  2. Число ступенів рухомості: з двома, трьома і більше;

  3. Мобільність: стаціонарні та пересувні;

  4. Спосіб установки на робочому місці: підлогові, підвісні, вбудовані.


4

  1. Система координат, у якій працює маніпулятор: прямокутна ( декартова), плоска або просторова, полярна плоска, циліндрична або сферична.

  2. Тип привода: електромеханічний; пневматичний, гідравлічний, комбінований.

  3. Характер програмування та керування: з жорстко програмованою системою керування , з адаптивною системою, з гнучким програмуванням.

  4. Тип системи керування: позиційна циклова, позиційна числова, контурна (слідкуюча), комбінована система.


Основні технічні характеристики ПР
До основних технічних характеристик ПР, які визначаються за ГОСТ 25378-82, відносяться

  • Вантажопідйомність;

  • Число ступенів рухомості;

  • Форма та розміри робочої зони;

  • Мобільність;

  • Тип системи керування;

  • Похибка позиціювання;


Позначення моделей ПР.

На початку розвитку робототехніки була повна свобода в назвах та позначеннях ПР. Згодом в машинобудуванні для позначення моделей ПР була прийнята система буквених та цифрових індексів, що дозволяє за позначенням отримати значний обсяг інформації про робота.

  1. Тип обладнання, яке обслуговує ПР:

  • М- маніпулятор універсальний, для обслуговування МРВ;

  • КМ- Маніпулятор для обслуговування ковальсько-пресового обладнання.

  • ЛМ- маніпулятор для обслуговування ливарного обладнання.

  1. Вантажопідйомність (в кг)

    • Числове значення у відповідності із стандартним рядом;

  2. Тип системи програмного керування:

    • Ц – позиційна циклова з обмеженою кількістю точок позиціювання;

    • К – контурна ( безперервна);

    • У – Комбінована(Універсальна);

  3. Компоновочна схема:

    • Двозначне число в діапазоні від 00 до 99

  4. Конструктивне виконання

    • Двозначне число в діапазоні від 00 до 99, що відображає інформацію про число рук, захватних пристроїв, величини переміщення і т. Ін.


5

Приклади позначення ПР

ПР мод.КМО,63Ц42,12- промисловий робот для обслуговування, ковальсько-пресового обладнання з вантажопідйомністю 0,63кг, з цикловою позиційною системою програмного керування 42-ої компоновочної схеми, що відповідає полярній циліндричній системі координат, 12-е конструктивне виконання.

ПРмод.М20ОП40,01 – універсальний (для обслуговування МРВсЧПК), вантажопідйомність 20кг, з числовою позиційною системою ПК, компоновочна схема 40 (полярна циліндрична система координат) конструктивне виконання 01( рука з одним захватом).

ПРмодМА20П40,01- універсальний (для обслуговування МРВзЧПК), вантажопідйомність 20кг, з числовою позиційною системою ПК, компоновочна схема 40(полярна циліндрична система координат ) конструктивне виконання 01(рука з одним схватом)

ПРмодМА20,П40,01- базова модель агрегатної (А)гами. Параметри аналогічні попередньому.

Тенденції розвитку ПР.

  1. Вмонтований технічний зір.

  2. Розпізнавання дотику та силового впливу.

  3. Мікпроцесорна обробка сигналів від датчиків.

  4. Керування складними траєкторіями руху.

  5. Мобільність.

  6. Енергозберігаючі приводи.

  7. Універсальні схвати(типу руки).

  8. Мовне спілкування з оператором.

  9. Програмування функцій безпеки.

  10. Робота в режимі адаптивного навчання.

В ПР застосовуються 2 рухи; поступальний та обертальний.

Позначаються вони таким чином:



Поєднання кінематичних пар визначає систему координат, в якій рухається РО, і форму робочої зони робота. Але робот може мати, наприклад, 5-7 ступенів рухомості (кінематичних пар), в той час як для визначення системи координат
6

досить двох або трьох. Тому прийнято розділяти ступені рухомості на

переносні( транспортуючі) і орієнтуючі( локальні). Локальні ступені рухомості використовують для корекції положення РО ПР і вони практично не впливають на розміри і форму робочої зони. Форма робочої зони визначає компоновочну схему ПР.

Лекція №2. Компоновочні схеми ПР
Всі компоновочні схеми ПР розбиті на 9 груп.

Приналежність до тієї або іншої групи в моделі ПР позначається двома цифрами від 00 до 99.

До першої групи (компоновочні схеми 01...19) відносяться ПР, працюючі у плоскій прямокутній системі координат, тобто роботи які мають маніпулятори з двома транспортуючими(переносними) ступенями рухомості поступального типу (по координатам X i Y або X i Z). В такій системі координат працює робот ”Пірін 120” болгарського виробництва, що має портальну конструкцію з переміщенням по порталу (координата Х) і переміщенням руки по координаті ”Z”.



До другої групи відносяться роботи ( 20...29 компоновочних схем), працюючі в просторовій прямокутній системі координат, до таких роботів належить японський робот „Toyota B.B.S.”

До третьої групи (компоновочні схеми 30...39) відносяться ПР, працюючі в полярній плоскій системі координат, що мають два транспортуючих рухи – обертальний та поступальний. Прикладами ПР третьої групи є „Універсал 5” (СРСР), „Пірін А”(Болгарія),

„Tesatran”(США), „MotBac” JRC-30(Японія).

7



Четверта і п’ята групи ( компоновочні схеми 40...59) зведені в одну і представляють ПР з маніпуляторами працюючими в полярній циліндричній системі координат( транспортуючі ступені рухомості ,z i r ). Це сама велика група, до якої належать 52 % ПР.

Шоста і сьома групи ( компоновочна схема 60...79) також об’єднані в одну групу і представляють роботи, працюючі в полярній системі координат ( і r)таких роботів приблизно 15 %. Типовими представниками є „Універсал50М”, „Unimate”(США),„Tasman”(Японія), М10П.62.01(Україна) та ін.


До восьмої групи ( схеми 80...89) відносяться роботи, працюючі в ангулярній ( або складній полярній) циліндричній системі координат. Для неї характерна наявність тільки однієї поступальної координати – Х; У або Z (!!! але не r !!!) та обертальних пар. Приклади: СМ40Ф2.80.01(Україна), MTL-80 (Чеський).

8


До дев’ятої групи ( 90...99) відносяться роботи які мають тільки обертальні ступені рухомості. Працюють вони в ангулярній сферичній системі координат. До таких ПР належать „Asea”(Швеція), та „Cincinnati Milacron 6 CH-Arm”( США).

Аналіз структурно-компоновочних схем ПР дозволяє встановити, що із зростанням номера групи збільшується питома вага обертальних кінематичних пар для переносних ступенів рухомості, що сприяє:

  1. Компактності конструкції при значних розмірах робочої зони;

  2. Більш повному її використанню;

  3. Економії робочої площі для підлогових ПР;

  4. Технологічності вузлів робота;

  5. Зменшенню габаритних розмірів;

  6. Зменшенню сил тертя в рухомих з’єднаннях;

  7. Спрощенню захисту від навколишнього довкілля;

  8. Поліпшення умов змащення вузлів.

Однак з підвищенням питомої ваги обертальних кінематичних пар:

  1. ускладнюється конструкція маніпулятора;

  2. вимагається підвищена точність виготовлення вузлів та деталей в порівнянні з поступальними парами;

  3. збільшується робочий коридор де не повинно бути перешкод;

  4. Погіршуються умови агрегатування;

  5. Погіршуються умови урівноваження ланок;

  6. Погіршуються умови підвищення жорсткості;

  7. Ускладнюється система керування та програмування;

Пряма і зворотна задачі кінематики маніпуляторів в ПР.

При рішенні задач проектування і управління ПР потрібно визначити положення ланок маніпулятора відносно нерухомої системи координат, а також відносно положення цих ланок – узагальнені координати.

Положення кінематичного ланцюга маніпулятора ПР може бути визначено за допомогою узагальнених координат , які характеризують відносні переміщення в кінематичних парах.

9
відносні пемреіщення в кінематичних парах.


Положення робочого органу ПР в просторі визначається абсолютними координатами , які можуть бути лінійними і кутовими. Тут n-число ланок маніпулятора, m-число ступенів рухомості РО(як правило m=<6).

При Кінематичних і динамічних розрахунках маніпуляторів ,при розробці алгоритмів і програм керувань вирішуються 3 основні задачі кінематики:

  1. Пряма задача про положення маніпулятора;

  2. Зворотна задача про положення маніпулятора;

  3. Задача розрахунку швидкостей і прискорень;

Пряма задача

Потрібно розрахувати положення РО ( або положення ланок) за відомими узагальненими координатам qi ( тобто за заданими відносними переміщеннями в кінематичних парах).

Узагальнені координати можуть бути задані:

  1. у вигляді набору скалярних величин (лінійних та кутових координат);

  2. у вигляді деякого числа наборів для декількох конфігурацій маніпулятора;

  3. у вигляді набору безперервних функцій часу;

Результатом рішення є відповідно:

  1. Набір координат РО для даної конфігурації маніпулятора.

  2. Набори координат для декількох конфігурацій маніпулятора.

  3. Закон зміни координат РО у часі;

На базі рішення прямої задачі можуть бути визначені:

  1. Геометричні характеристики РЗ і робочого простору;

  1   2   3   4   5

скачати

© Усі права захищені
написати до нас