- •Введение.
- •Задание на курсовую работу по дисциплине "Автоматизация производственных процессов"
- •Содержание работы:
- •4. Компоновка участка.
- •5. Анализ динамики исследуемого объекта.
- •7. Сеть Петри.
- •8. Циклограмма.
- •Список использованной литературы.
- •Курсовая работа По дисциплине: «Автоматизация производственных процессов» На тему: «Исследование промышленных роботов»
- •Содержание
Введение.
В настоящее время развитие технологии и технологического оборудования достигли уровня, при котором автоматизация производственных процессов становится необходимостью, которая играет решающую роль в вопросах производительности, качества и экономичности продукции.
Применение робототехники позволяет создать гибкие быстро перенастраиваемые робототехнические комплексы (РТК) и гибкие производственные модули (ГПМ), на базе которых создаются ГПС, ГПК, ГАУ и вплоть до безлюдных производств. Оснащение подобными средствами автоматизации позволит значительно сократить время изготовления продукции.
На данный момент складывается тенденция к использованию ПР не только во вспомогательных, но и технологических операциях. Современные робототехнические средства обладают достаточно высокой скоростью и точностью позиционирования, чтобы заменить человека на операциях сварки, покраски сборки, гальвано обработки и прочих операциях вредных для здоровья, опасных для жизни, монотонных и изматывающих операциях.
Современные системы управления ПР на основе микропроцессоров обеспечивают достаточно сложные законы управления, в том числе сформированные адаптивными системами. Таким образом, современные запросы производства претендуют на автоматизацию не только самих производственных процессов, но и интеллектуальной деятельности связанной непосредственно с технологией, ее соблюдением, разработкой, отладкой, адаптацией, к изменяющимся внешним и внутренним факторам и параметрам.
В данной курсовой работе требуется описать процесс смены инструмента на токарном станке с ЧПУ. Рассмотреть обратную задачу динамики при смене инструмента, определить компоновку участка, графически показать сеть Петри.
Задание на курсовую работу по дисциплине "Автоматизация производственных процессов"
Студент гр.АТП_ ______________
Консультант доц. Загидуллин Р.Р.
Дата представления работы на защиту ______________
Произвести анализ и алгоритмизировать работу заданной системы и одного из объектов управления данной системы.
Система: автоматической смены инструмента.
Наименование объекта управления (ОУ): ПР М10П.62.01 предназначенный для смены инструмента на металлорежущих станках с ЧПУ.
Задание.Исследование динамики (обратная задача) механизма смены инструмента на токарном станке (ГПМ). Циклограмма процесса смены инструмента компоновка, сеть Петри.
Содержание работы:
1. Разработать технологическую схему ОУ и выполнить следующую работу:
описать структуру системы (РТК, ГПМ, участок);
описать технологический процесс системы;
описать назначение системы и ОУ в данной системе;
- выявить состав технологических параметров;
- для дискретной части ОУ определить состав узлов, а так же их входные и выходные сигналы;
- описать характеристики приводов и датчиков узлов;
- описать дискретный циклический процесс, который реализует ОУ под воздействием управляющего устройства;
- выделить и характеризовать часть ОУ, в которой протекают непрерывные процессы и возможно использование соответствующего управляющего устройства.
2. Произвести анализ и разработать модель ОУ в виде блок-схемы алгоритма работы, циклограммы и сети Петри.
3. Разработать математическую модель поведения системы или ОУ.
4. Реализовать разработанную модель на ПЭВМ и удостовериться в правильности разработанной модели.
5. Произвести моделирование на ПЭВМ процесса, протекающего в системе или ОУ (по усмотрению консультанта).
6. Результаты работы оформить в виде пояснительной записки в соответствии со стандартом УГАТУ (СТП УфАИ-002088 Чертежи и текстовые документы. Правила оформления). К записке приложить:
компоновку РТК, ГПМ или участка;
кинематическую схему ОУ;
- распечатки программ моделирования на ПЭВМ и результаты моделирования (блок-схемы, графики, циклограммы и т.п.).
Консультант ___________________
Дата выдачи ___________________
Анализ технологического объекта как объекта управления.
ПР М10П.62.01 предназначен для операций автоматической смены инструмента на станках с ЧПУ. ПР имеет шесть степеней подвижности. Каждая степень подвижности имеет отдельный электромеханический привод от двигателя постоянного тока. Все двигатели установлены на станке.
Кинематическая схема ПР представлена на рисунке.
В объекте можно выделить непрерывные процессы, к которым относятся все вращательные движения кинематических пар. К дискретным процессам относится движение выдвижения (втягивания) руки.
Робот обладает следующими техническими характеристиками:
Число степеней подвижности –6;
Система координат – угловая;
Система ЧПУ – контурная;
Максимальный горизонтальный ход ПР – 2000 мм;
Номинальная грузоподъемность (включая захватное устройство) – 10кг;
Погрешность позиционирования - +-0.5мм;
Вид привода – электромеханический;
Масса робота – 110кг;
Число одновременно управляемых координат – 1. Движение робота характеризуется обобщенной координатой: .
Угол поворота 60 град
Обоснование необходимости автоматизации ОУ.
ПР используем для автоматизации токарного станка с системой ЧПУ. Данный станок предназначен для обработки тел вращения. Система ЧПУ обеспечивает обработку пазов, плоскостей, профилированных кулачков в двухстепенной системе координат.
Автоматизация этого станка обеспечит автоматическую подачу инструмента в револьверную головку станка от пристаночного механизма. Установка промышленного робота для обслуживания операций смены инструмента обеспечит следующие преимущества:
Сокращение времени смены инструмента, что сокращает время простоя станка, а следовательно повышает производительность обрабатывающего центра;
Более точную установку оправки инструмента в автоматизированный шпиндель станка, что снижает вероятность недостаточного зажатия инструмента в патроне, а следовательно, снижает вероятность травматизма людей в цехе;
Более высокое и стабильное качество управление производственным процессом;
Возможность стабильной круглосуточной работы комплекса оборудования без перерывов, без утомляемости свойственной всем людям, без временных задержек обусловленных временем реагирования оператора;
Использование магазина инструментов, что исключает возможность установки неправильного номера инструмента;
Использование конвейера или накопительных устройств для деталей и заготовок, что позволяет соединять отдельные РТК в более крупные подразделения и производить комплексную автоматизацию;
Сокращение штата производящего операции загрузки, разгрузки, установки инструмента, что позволяет исключить их травматизм;
Возможность работы в тяжелых и опасных для человека средах.
Экономические преимущества, достигаемые при использовании автоматических систем в производстве, являются следствием технических преимуществ. К ним можно отнести:
Возможность значительного повышения производительности труда;
Более экономичное использование ресурсов (труда, материалов, энергии).
Более высокое и стабильное качество продукции;
Сокращение периода времени от начала проектирования до получения изделия;
Возможность расширения производства без увеличения трудовых ресурсов.
Повышение производительности труда при автоматизации производства может быть достигнуто следующим образом:
Благодаря более полному использованию календарного времени при круглосуточной автоматической работе оборудования;
Вследствие повышения скорости протекания процессов, которая не ограничивается возможностями человека;
Вследствие высвобождения обслуживающего персонала.
Объект управления как «черный ящик»
Представив процесс смены инструмента в виде «черного ящика» и решая обратную задачу динамики, получим зависимость усилий на приводах от заданного перемещения в пространстве.
Обозначим его входные и выходные сигналы.
Входными сигналами являются пространственная координата захвата y(выдвижение руки манипулятора);-угол поворота робота.
Выходными сигналами для ОУ являются:
М1 – момент на главном приводе при наклоне;
М2 – момент на главном приводе при горизонтальном перемещении;
Q1,Q2 – усилия на приводах при выдвижении (втягивании) руки манипулятора
ОУ
М1
M2
w
Q1
y
Q2
Входные координаты являются управляющими воздействиями, а выходные координаты являются управляемыми величинами.