Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы организационно-технологического управления роботизированными комплексами. Учебное пособие
.pdf
291
ремонтных работах, а также при вмешательстве оператора в
технологический процесс. Поэтому ограждения снабжают
специальными проходами (пропускными устройствами),
блокирующими работу ПР при проходе человека .
Различают пассивные и активные ограждения.
Соответственно первые только ограждают опасные участки, а
вторые – блокируют перемещение ПР. При этом сигнал от
датчиков, установленных в приборах, контактных плитах, трапах,
щитах и других аналогичных устройств поступает на систему
управления робота, и его движение блокируется.
2. Очувствление промышленного робота. Избежать
столкн овение человека с ПР или уменьшить его тяжесть можно,
оборудовав робот датчиками очувствления. Последние
непосредственно устанавливаются на движущихся элементах
конструкции манипулятора, чаще всего около его рабочего
органа или в шарнирах. Датчики очувствления подробно
рассмотрены во II главе. Сигнал от датчика очувствления
подается в систему управления ПР и его движение блокируется.
3. Безопасная компоновка РТК. Размещение оборудования
может значительно снизить уровень риска. Основные варианты
безопасного размещения панели управления ПР представлены в
главе 4. Размещение техн ологического оборудования в РТК
должно обеспечить свободный, удобный и безопасный доступ к
ним обслуживающего персонала при программировании,
обучении, наладке и ремонте. Планировку РТК следует
производить с учетом геометрических характеристик рабочей
зоны ПР, действующих норм технологического проектирования
соответствующих производств и конструктивных особенностей
робота. Максимальный вылет руки ПР не должен быть слишком
близким к периметру ограждения, стен, колонн, смежного
технологического оборудования и т.п. Желательно устанавливать
панель управления роботом таким образом, чтобы она была
несколько дальше максимального вылета руки ПР. Тем самым
минимизируется риск несчастного случая.
292
4. Безопасная организация программирования
(перепрограммирования) ПР. Безопасность программистов
зависит как от правильной работы робота, так и от соблюдения
мер предосторожности. Значительный вклад в обеспечение
безопасности можно получить за счет тщательного
проектирования РТК. При этом очень важно, чтобы оператор
(программист) никогда не путался в направлении движения руки
робота. Максимальная скорость перемещения манипулятора при
программировании должна быть существенно ниже
нормативного значения и составлять только 10 % от него и не
превышать 0,3 м/с. Если управление РТК осуществляется с
главного пульта, а при обучении необходима передача функции
управления ПР, необходимо обеспечить жесткую блокировку. То
есть обучение робота, после передачи функций управления,
осуществлялось только с панели управления ПР.
Для многоруких роботов при программировании
необходимо организовать перемещение только одной руки. При
программировании целесообразно использовать перемещение с
меньшей мощностью приводов. Во время введения программы
все остальное оборудование РТК должно быть отключено.
Пробный прогон программы должен производиться с теми же
предосторожностями, как и в рабочем режиме. Отработку
программы должны осуществлять два работника: один – вводит
программу, другой – находится около кнопки аварийного
выключения и наблюдает за происходящим. Заметим, языки
программирования высокого уровня повышают безопасность
оператора (программиста) в режиме программирования робота,
т.к. увеличивают производительность процесса
программирования, а следовательно уменьшают время
нахождения оператора в рабочей зоне ПР.
5. Организация управления ПР. Для организации
управления роботом необходимо использовать только
стандартное опробованное программное обеспечение. Шкаф
управления должен быть защищен от попадания влаги, пыли,
высоких (низких) температур, вибрации, электрических и
магнитных помех. Вся электронная система управления должна
постоянно обслуживаться и тщательно оберегаться от
293
нестандартного использовании. Во время движения руки робота
управляющее устройство должно работать в режиме слежения,
чтобы своевременно обнаруживать возникающие ошибки и сбои.
6. Обслуживающий персонал. Все работники, которые
связаны обслуживанием ПР, должны в дополнении к своей
основной подготовке быть полностью информированы об
опасностях работы, специфике конкретного РТК и
соответствующих мерах предосторожности. Должны быть
определены способы энергичных конкретных действий в
аварийных ситуациях. Кроме того, необходимо обновлять знания
и повторять изученный материал, т.к. техническое обслуживание
ПР проводится редко.
7. Конструирование ПР. Конструкция механических частей
робота должна быть такой, чтобы риск травм был минимальным.
Манипуляторы не должны проектироваться с острыми гранями,
шарнирные соединения, трансмиссии, приводы должны быть
закрыты защитными кожухами. Захватные устройства ПР
являются устройствами повышенной опасности. При
проектировании усилие захвата должно соответствовать массе
детали и скорости её перемещения. Кроме того, захватное
устройство должно удерживать предмет производства при
отклонении системы электроснабжения ПР и при резком
ускорении деталь не выскользнула из рабочего органа.
8. Наглядность и информационность. Все основные
средства отображения информации должны находиться на панели
пульта управления (табл. 20). Органы аварийной остановки
должны быть расположены в лёгкодоступном месте и иметь
определённый вид (например, грибовидная кнопка) и цвет
(например, ярко-красный).
В помещениях, где звуковой сигнал может быть не
распознан, на фоне производственного шума, необходимо
использовать яркий мигающий световой сигнал определённого
цвета. Переключатели режимов работы должны быть снабжены
фиксатором, не допускающим самопроизвольное перемещение.
Срабатывание устройства аварийного останова должно
прекращать любое движение ПР независимо от режима его
работы. Вывешивание предупреждающих знаков, разметка на
294
полу зоны действия робота, помогут оператору обратить
внимание на потенциальную опасность. Рабочее пространство ПР
обозначают сплошной линией жёлтого цвета шириной 50-100 мм
на плоскости пола.
Таблица 20
Основные надписи пультов управления промышленных роботов
и реализуемые функции при нажатии кнопок
Надписи кнопок пультов (блоков)
управления
1 2
1. Переключатель отключения
питания
2. Кнопка "Сеть" Подключает промышленный робот
3. Кнопка питания блока управления Подключает к электрической сети
4. Кнопка подвода питания к
манипулятору
5. Кнопка «Стоп» Отключает подачу электрического
6. Переключатель
«ОСТАНОВ/ПРОДОЛЖЕНИЕ»
7. Кнопка «ШАГ» Переводит исполнение программы
8. Управление с уменьшенной
скоростью (увеличенной) или
соответственно «- », «+»
9. Переключатель режимов
«ОБУЧЕНИЕ/ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ»
10. Сброс программы Выводит систему из режима
11. Индикаторы состояний и
сообщений и (или) дисплей
12. Контроль четности, обнаружение
ошибок
Реализуемые функции при
нажатии кнопок
Отключает подачу питания в
распределительной коробке
к электрической сети
только блок управления
Подключает к электрической сети
только манипулятор
питания к манипулятору и блоку
управления, останавливает
перемещение манипулятора
Останавливает перемещение
манипулятора при включенном
питании
в пошаговый режим
Уменьшает (увеличивает) скорость
выполнения программы или
движения манипулятора
Позволяет оператору выбрать
нужный режим: обучение или
автоматическое воспроизведение.
автоматического воспроизведения
Обеспечивают визуальный
контроль состояний системы с
помощью световой сигнализации и
сообщений на экране дисплея
Вычислительные средства для
самоконтроля различных функций
295
Окончание табл. 20
1 2
13. Тормоз сервомотора Фиксирует положение манипуля-
14. Гидравлический
«ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ»
15. Программные ограничения Задаваемые устройством
16. Аппаратные ограничения Управление диапазоном
17. Ручной (автоматический) сброс Обеспечивает возможность для
18. Удаленное включение Позволяет выполнять управление
тора
Обеспечивает защиту от
перемещения с высокой скоростью
и перегрузкой в режиме обучения
демпфирует механические удары
управления ограничения
перемещений
перемещений
сбрасывания давления в
гидравлической (пневматической)
системе
основными функциями робота и
средствами обеспечения
безопасности удаленно с
дополнительного пункта
Характерные надписи пульта управления, обеспечивающие
безопасность работы робота и выполняемые ими функции
представлены в табл. 20.
9. Техническое обслуживание и надёжность ПР.
Предоставленные два понятия взаимосвязаны. Правильное и
своевременное техническое обслуживание роботов , в
совокупности с нормальной эксплуатацией, согласно
рекомендаций технической документации, позволит надёжно
работать ПР в рамках своего ресурса.
Методология поведения работника. Методология
поведения работника по обслуживанию роботизированных
химико-технологических процессов можно охарактеризовать
тремя словами – знание – контроль – внимание. Знание в
результате обучения работе с ПР и приобретения опыта по его
обслуживанию и ремонту. Контроль выполнения ПР химикотехнологических процессов и принятия конкретных действий при
возникновении сбоев. Внимание – работает промышленный
робот – устройство повышенной опасности.
296
Заключение
Основы организационно-технологического управления сложная и многогранная задача, включающая несколько
характерных этапов.
Первый этап – робототехнические системы (общие
положения, классификация роботов, захватные устройства,
информационное обеспечение, система управления): внедрение
ПР, затрагивающее разнообразные аспекты человеческой
деятельности, включающей как широчайшие научные
исследования, так и взаимоотношение человека и робота.
Поэтому в начале изложенного материала авторы дают краткую
историю создания роботов и знакомят читателей с основными
понятиями робототехники, без которых невозможно реализовать
процесс роботизации. В частности, представлены понятия
«манипулятор», «автооператор» и «ПР», описаны его основные
системы. Предложенные классификации промышленных
роботов, захватных устройств и датчиков очувствления
позволяют сделать вывод о том, что данное средство
автоматизации может выполнять разнообразные химикотехнологические процессы. При этом определенная модульность
представленных систем способствует успешному созданию ПР со
специальными характеристиками, то есть фактически
приспособленных для реализации конкретных производственных
задач.
Второй этап – роботизация (проектирование новых РТК и
внедрение ПР в действующее производство, выбор объекта
роботизации и модели робота, компоновочные схемы РТК: по
представленной структуре выбора одного или нескольких
объектов роботизации можно определить их первоочередность и
охарактеризовать приоритетное направление развития
предприятия с целью улучшения социальных, организационных и
экономических показателей. Применительно для пищевой и
химической малотоннажной многоассортиментной
промышленности показаны наиболее предпочтительные объекты
роботизации. С учетом выбранного объекта роботизации и по
классификации компоновочных схем РТК специалист успешно
выполнит её наиболее рациональную структурную организацию.
297
Основываясь на последней, а также особенности конкретного
химико-технологического процесса, рассчитывают характерные
показатели ПР по представленной в работе структуре и выбирает
из справочной литературе конкретн ую модель робота.
Третий этап – гибкие производственные системы
(основные понятия, оценка уровня гибкости как в целом системы,
так и оборудования в неё входящего, классификация
перспективных пневматических устройств): одним из основных
достоинств ПР является их высокий уровень гибкости. В работе
представлена классификация видов оборудования, используемого
в РТК, ГПС, и графически показана их области рационального
использования. Авторы показали типовую структуру ГПС и
основные функции каждой подсистемы. Наряду с ПР в РТК и
ГПС входит и периферийное оборудование различного
назначения, среди которого наиболее сложным является
загрузочно-ориентирующее устройство. Специфика пищевой и
химической промышленности (фармацевтической, парфюмерно косметической и других) обусловливает жесткие требования к
технологическому оборудованию, входящему в состав РТК и
ГПС. Оно должно обладать:
- значительным уровнем гибкости;
- способность манипулировать полуфабрикатами и готовой
продукцией со специфическими свойствами:
- заниженными физико-механическими характеристиками
(хрупкость, ломкость и т.п.);
- особенностью опорных поверхностей: высокая чистота
обработки, сверхчистые, зеркальные, свеженанесенные покрытия
(клеевые, промежуточные, дорогостоящих материалов,
специальные и др.);
- завышенными санитарно-гигиеническими нормами.
В пособии представлена классификация прогрессивных
пневматических устройств, использующих эффекты тонкой
несуще-распознающей газовой прослойки. Они обладают
высоким уровнем гибкости и удовлетворяют специфическим
требованиям пищевой и химической промышленности.
298
Четвертый этап – социальные, организационные и
экономические аспекты роботизации: взаимоотношения человека
с ПР неоднозначны, сложны и имеют различные аспекты.
Представлена сравнительная классификация возможностей
человека и робота, рассмотрены характерные социальноорганизационные аспекты и основные зависимости для расчета
экономической эффективности внедрения ПР, РТК и ГПС.
Пятый этап – техника безопасности при эксплуатации,
ремонте, пуско-наладочных работах ПР, РТК и ГПС.
Промышленные роботы – устройства повышенной опасности.
Авторами представлены классификации как характерных
производственных факторов, влияющих на работоспособность
работающего, так и область их возникновения. Даны
рекомендации по безопасной эксплуатации ПР, РТК и ГПС.
Таким образом, представленное пособие позволит:
- ознакомиться с основными понятиями робототехники;
- оценить имеющееся многообразие как ПР, так и его
составных частей (захватных устройств и датчиков
очувствления), на основании предложенных классификаций;
- выбрать один или несколько объектов роботизации и
определить первоочередность их внедрения;
- оценить целесообразность выбранных объектов
роботизации с точки зрения социальных, организационных и
экономических аспектов;
- структурно скомпоновать робототехнический комплекс;
- согласно структурной организации РТК и особенностям
конкретного химико-технологического процесса рассчитать
основные технические показатели ПР и по ним подобрать
конкретную модель робота;
- оснастить РТК перспективным оборудованием,
удовлетворяющим специфическим требованиям ряда отраслей
промышленности (пищевой, химической малотоннажной
многоассортиментной, электронной, приборостроения и т.п.);
- выработать мероприятия по безопасной эксплуатации ПР.
Все вышеописанное в полной мере относится к
роботизации как существующих химико-технологических
процессов (операций), так и вновь создаваемых.
299
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Основной
Рыбак, Л.А. Роботы и робототехнические комплексы [Текст]: учебное
пособие / Л.А. Рыбак. Белгород, 2013. – 177 с.
Лукинов, А.П. Проектирование мехатронных и робототехнических
устройств [Текст]: учебное пособие / А.П. – Лукинов СПб.: Издательство
«Лань», 2012. – 608 с.
Дополнительный
Авцинов, И.А. Практикум по роботизации химико-технологических
процессов (теория и практика) [Текст]: : учебное пособие / И.А. Авцинов, В.К.
Битюков, - Воронеж: ВГТА, 2005. – 232 с.
Авцинов, И.А. Роботизация химико-технологических процессов и
устройства с несуще-распознающей тонкой газовой прослойкой [Текст]: / И.А.
Авцинов, В.К. Битюков, - Воронеж, 2002. – 372 с.
Асфаль, Р. Роботы и автоматизация производства [Текст]: / пер. с англ.
М.Ю. Евстегнеева – М.: Машиностроение, 1989. – 448 с.
Белянин, П.Н. Робототехнические системы для машиностроения. – М.:
Машиностроение, 1986. – 256 с.
Бурдаков, С.В. Проектирование манипуляторов, промышленных роботов
и роботизированных комплексов [Текст]: Учеб. пособие / С.Ф. Бурдаков, В.А.
Дьяченко, А.Н. Тимофеев – М.: Высш. шк., 1986, - 264 с.
Кафаров, В.В. Гибкие автоматизированные производственные системы в
химической промышленности [Текст]: учебник / В.В. Кафаров, В.В. Макаров –
М.: Химия, 1990. - 320 с.
Козлов, Ю.М. Адаптация и обучение в робототехнике [Текст]: / – М.:
1990. – 248 с.
Лищинский, Л.Ю. Структурный и параметрический синтез гибких
производственных систем [Текст]: / – М.: Машиностроение, 1990. – 312 с.
Митрофанов, С.П. Технологическая подготовка гибких
производственных систем [Текст]: / С.П. Митрофанов, Д.Д. Куликов, О.Н.
Миляев, Б.С. Паду; под общ. ред. С.П. Митрофанова. – Л.: 1987. – 352 с.
Техническое зрение роботов [Текст]: / В.И. Мошкин, А.А. Петров, В.С.
Титов, Ю.Г. Якушенков; под общ. ред. Ю.Г. Якушенкова. – М.:
Машиностроение, 1990. – 272 с.
Челпанов И.Б, Схваты промышленных роботов. [Текст]: / И.Б. Челпанов,
С.Н. Колпашников, Л.: 1989. – 287 с.
Юревич, Е.И. Основы робототехники. [Текст]: / – 2-е изд., перераб. и
доп. – СПб.: 2005, - 416 с.
300
.
Учебное издание
АВЦИНОВ Игорь Алексеевич
БИТЮКОВ Виталий Ксенофонтович
ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
УПРАВЛЕНИЯ РОБОТИЗИРОВАННЫМИ
КОМПЛЕКСАМИ
В авторской редакции
Подписано в печать 19.01.2021. Формат 60х 84 1/16.
Ус. печ. л. 17,7. Тираж 50 экз. Заказ . С. -02.
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий»
(ФГБОУ ВО «ВГУИТ»)
Отдел полиграфии ФГБОУ ВО «ВГУИТ»
Адрес университета и отдела полиграфии:
394036, Воронеж, пр. Революции, 19
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]