Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы организационно-технологического управления роботизированными комплексами. Лабораторный практикум. Учебное пособие
.pdf
1
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
ФГБОУ ВО
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»
И.А. АВЦИНОВ, В.К. БИТЮКОВ
ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИОННО-
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
РОБОТИЗИРОВАННЫМИ
КОМПЛЕКСАМИ
Утверждено
редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
ВОРОНЕЖ
2022
2
УДК 621.865.8 (021)
.
Без объявл
А18
ББК Л 71-5-05
А18
Научный редактор профессор И.А. ХАУСТОВ
Р е ц е н з е н т ы :
зав. кафедрой математического обеспечения ЭВМ
Воронежского государственного университета проф. Г.В. АБРАМОВ;
канд. техн. наук Н.Р. БОБРОВНИКОВ
(ООО ИФ «МИАС»)
Печатается по решению
редакционно-издательского совета
Воронежского государственного университета инженерных технологий
Авцинов, И.А.
Основы организационно-технологического управления
роботизированными комплексами. Лабораторный практикум [Текст]:
учеб. пособие / И.А. Авцинов, В.К. Битюков; Воронеж. гос. ун-т инж.
технол. – Воронеж. ВГУИТ, 2022. – 178 с.
ISBN 978-5-00032-570-4
2705020000 01
A
ОК2 03 2022
Учебное пособие подготовлено в соответствии с требованиями ФГОС ВО
подготовки выпускников по направлениям 15.03.04, 15.04.04. - «Автоматизация
технологических процессов и производств», 27.03.04, 27.04.04. - «Управление в
технических системах», 09.03.02, 09.04.02 - «Информационные системы и технологии».
В пособии рассматриваются цикл дисциплин робототехнические системы, роботизация,
робототехника, информационное обеспечение, управление, гибкие производственные
системы.
()
-
-
УДК 621.865.8 (0 2 1)
ББК Л 71-5-05
ISBN 978-5-00032-570-4 © Авцинов И.А., Битюков В.К., 2022
© ФГБОУ ВО «Воронеж. гос. ун-т
инж. технол.», 2022
Оригинал-макет данного издания является собственностью Воронежского
государственного университета инженерных технологий, его репродуцирование
(воспроизведение) любым способом без согласия университета запрещается.
3
От авторов
Изучение теоретических основ роботизации невозможно
без приобретения практических навыков работы с ПР. Данные
знания студенты приобретают, выполняя 9 лабораторных работ,
объединенных в 4 группы.
Первая группа - лабораторные работы 1, 2, 3, где студенты
изучают устройство ПР ”Электроника НЦТМ-01”, его назначение
и технические характеристики; приобретают навыки работы
оператора; подбирают ряд параметров, необходимых для
функционирования системы "робот - основное технологическое
оборудование"; знакомятся с понятием "адаптация" робота,
методом программирования в режиме самообучения, способом
позиционного и циклового управления; учатся составлять
рабочий цикл ПР и рассчитывать по нему цикловую
производительность робота.
Вторая - лабораторные работы 4, 5, где студенты изучают
устройство ПР РФ-202 М, его назначение и технические
характеристики; осваивают метод программирования в режиме
обучения; приобретают навыки работы оператора при
использовании робота для автоматизации разнообразных
технологических процессов; учатся рассчитывать цикловую
производительность ПР РФ-202 М, намечают пути ее повышения,
знакомятся с принципом работы системы управления.
Третья - лабораторные работы 6 и 7, где студенты изучают
устройство и конструкцию ПР РМ-01, назначение и технические
характеристики; знакомятся с контурным управлением и
внешним (аналитическим) программированием; приобретают
навыки работы оператора при использовании робота для
роботизации разнообразных технологических процессов.
Четвертая группа лабораторных работ 8,9. Студенты
изучают устройства и конструкцию лабораторных роботов
«Dobot» и УРТК.
4
Техника безопасности при работе с
промышленным роботом
1. Роботы - устройства повышенной опасности, поэтому к
пуску и работе допускаются студенты, изучившие теоретические
сведения к лабораторным работам 1, 2, 3, инструкции по ТБ при
работе в лаборатории и на данном оборудовании, а также
прошедшие инструктаж на рабочем месте.
2. Перед пуском робота необходимо визуально проверить:
- заземление робота; качество подсоединения кабелей и
проводов;
- жесткость крепления робота и макета основного
технологического оборудования; надежность подсоединения
магистрали воздухопровода.
3. За пультом управления ПР должен находиться только
один человек.
4. Перед включением робота необходимо убедиться в том,
что в его рабочей зоне нет людей и посторонних предметов.
5. Все работы выполнять в строгом соответствии с
методикой, при этом внимательно наблюдая за действиями
робота.
6. Во время работы и включения ПР категорически
запрещается трогать токопроводящие соединения, кабели,
провода, робота, кассету с изделиями и сами изделия, отвлекаться
и заниматься посторонними делами, не связанными с
лабораторной работой.
7. При обнаружении неисправностей, запаха гари, дыма
или огня необходимо: отключить робот, нажав красную кнопку
на блоке управления, и выдернуть шнур из розетки; сообщить
преподавателю или учебно-вспомогательному персоналу о
неисправностях; отключить питание ПР, выдернув шнур с вилкой из
розетки; в случае необходимости принять участие в ликвидации
неисправностей.
8. При выполнение ПР программы в любом режиме работы
категорически запрещается: вручную останавливать
перемещение манипулятора; выполнять какие-либо ремонтные
работы; пытаться исправить неточности при осуществлении
технологических операций.
5
Отчет по лабораторной работе
Отчет оформляется на листах формат А4 каждым
студентом. В него включаются:
- титульный лист с названием университета, кафедры,
номера работы, группы и фамилий студентов, года выполнения
отчета;
- формулы, зависимости, выражения, расчеты, схемы,
рисунки, которые вносятся в отчет согласно методике
выполнения работы;
- задания из приложений 1, 2 или выданные
преподавателем (для лабораторных работ № 4, 7);
- выводы по результатам расчетов;
- ответы на вопросы, поставленные в конце работы;
- список использованной литературы.
Оформив отчет, студенты сдают его на проверку
преподавателю и отчитываются по изученному материалу на
следующем занятии. Успешно отчитавшись по выполненной
работе, обучающийся получает задание от преподавателя на
следующую работу. Все листы отчёта должны быть
пронумерованы и сброшюрованы. На титульном листе против
фамилии студента должна стоять его роспись.
6
Лабораторная работа № 1.
Изучение устройства и конструкции основных частей
промышленного робота НЦТМ-01
Цель работы: изучить устройство и конструкцию
основных механизмов промышленного робота; ознакомиться с
его назначением и техническими характеристиками.
Теоретические сведения
ПР НЦТМ-01 предназначен для обслуживания
технологического оборудования, а именно для взятия, загрузки и
выгрузки объектов типа тел вращения диаметром до 150 мм,
высотой до 150 мм.
ПР НЦТМ-01 обеспечивают:
горизонтальное перемещение по оси Х (мм) ……………..300
среднюю технологическую скорость по оси Х (мм/с) ……50
горизонтальное перемещение по оси У (мм) ………….….300
среднюю скорость по оси У (мм/с) ………………………..100
вертикальное перемещение по оси Z (мм) ………………..160
среднюю скорость по оси Z (мм/с) …………………………50
поворот захватов в горизонтальную плоскость (град) …...90
перемещение каждого кулачка механизма захвата
(не менее) (мм)………………………………………...………5
точность позиционирования (мм)…………………………±0,5
ПР НЦТМ-01 имеет систему управления, которая
обеспечивает элементы адаптации его к внешней среде. Робот
работает в режим самообучения по первому захваченному
объекту, обеспечивает прижим объекта обработки к упорам и
блокировку работы при наезде на препятствие.
ПР НЦТМ-01 должен эксплуатироваться в помещении при
температуре от +10 до +35оС, относительной влажности до 60 %,
атмосферном давлении от 86,66 до 106,66 кПа. Питание роботов
осуществляется от однофазной сети переменного тока
напряжения 220 В, частоты 50 Гц. Нормы качества
7
электроэнергии по ГОСТ 13109-67. Для эксплуатации робота
требуется сжатый воздух по ГОСТ 17433-80 под давлением
(3,4-5,98)105 Па.
Общий вид манипулятора приведен на рис. 1.
Конструктивно он состоит из следующих механизмов:
- горизонтального перемещения;
- поворота;
- подъёма;
- захвата детали.
Механизм горизонтального перемещения 1 реализует
перемещение по координате Х и состоит:
- из исполнительного привода - два электродвигателя
постоянного тока типа ДПМ-35-Н2-0,2(ОСТ 160.515.022-76), с
напряжением питания 24 В, с реверсивным режимом работы;
- управления от ЭВМ, обеспечивающей два уровня скорости;
- системы торможения: динамическое, обеспечиваемое
транзисторным ключом; статическое - двумя фрикционными
электромагнитными тормозами;
- датчиков информационной системы: начального и конечного
положения, импульсный датчик пути с дискретностью
0,4 мм/импульс.
Рис. 1. Манипулятор: 1, 3 – механизмы горизонтального
перемещения; 2 – механизм поворота; 4 – механизм подъёма;
5 – механизм захвата объекта; 6, 7 – захватные устройства
8
Механизм горизонтального перемещения 1 служит
основанием робота и состоит из корпуса, в котором закреплены
цилиндрические направляющие для перемещения каретки.
Перемещение каретки осуществляется от привода через зубчатую
передачу и шариковинтовую пару.
Механизм поворота 2 организует перемещение по
координате φ и состоит:
- из исполнительного привода – двигатель постоянного тока
ДПМ-35-Н1-02 (ОСТ 160,515,022-76), напряжение питания 24 В с
реверсивным режимом работы;
- системы торможения: торможение двух видов - динамическое,
обеспечиваемое транзисторным ключом; статическое –
выдвижным фиксатором;
- датчиков начального и конечного положения информационной
системы. Последовательно с датчиком конечного положения
установлен микропереключатель.
Механизм поворота 2 закреплён на каретке механизма
горизонтального перемещения 1 и состоит из корпуса, на
котором фиксированы: привод, коническая зубчатая передача,
водило и мальтийский крест со стаканом. Вращение водила
осуществляется от привода через коническую передачу. Для
фиксации мальтийского креста в крайних положениях
используют выдвижной фиксатор, управляемый кулачком,
кинематически жёстко связанный с водилом.
Механизм горизонтального перемещения 3 организует
перемещение по координате Y и состоит:
- из исполнительного привода - два электродвигателя
постоянного тока с реверсивным режимом работы;
- системы управление от ЭВМ, обеспечивающей два уровня
скорости;
- системы торможения: динамическое торможение,
обеспечивается транзисторным ключом; статическое - двумя
фрикционными электромагнитными тормозами;
9
- датчиков информационной системы; начального и конечного
положения, а также импульсного датчика пути с дискретностью
0,4 мм/импульс.
Механизм горизонтального перемещения 3 закреплён на
верхнем фланце стакана механизма поворота и состоит из
корпуса, в котором расположен ползун с направляющими.
Направляющие перемещаются на шарикоподшипниках,
расположенных в корпусе. Верхние и два боковых подшипника
смонтированы на эксцентриковых парах для устранения люфтов
между ползуном и опорами качения. Перемещение ползуна
осуществляется от привода через зубчатую передачу и
шариковинтовую пару.
Механизм подъёма 4 организует перемещение по
координате Z и состоит:
- из исполнительного привода, включающего два
электродвигателя постоянного тока типа ДПМ-35-Н2-0,2
(ОСТ 160.515.022-76), напряжением питания 24 В,
функционирующих в реверсивном режиме работы;
- системы управление от ЭВМ, обеспечивающей два уровня
скорости;
- системы торможения: динамическое, обеспечиваемое
транзисторным ключом; статическое - двумя фрикционными
электромагнитными тормозами;
- датчиков информационной системы: датчика исходного
положения и импульсного датчика пути, дискретностью –
0,4 мм/импульс.
Механизм подъёма 4 закреплён на переднем конце
ползуна механизма горизонтального перемещения и состоит из
корпуса, в котором расположена штанга, перемещающая во
втулке, закрепленной на нижнем конце механизма подъёма.
Вертикальное перемещение штанги осуществляется от привода
через зубчатую передачу и шариковинтовую пару.
Механизм захвата 5 детали представляет собой схват и
состоит из двух захватных устройств 6, 7 и их устройства
ротации промышленного робота.
10
Устройство ротации схватов представляет собой
исполнительный привод выполненный в виде пневмоцилиндра,
управляемый электропневматическим распределителем,
напряжение 24 В. Скорость поворота регулируется дросселями, а
угол поворота - датчиками начального и конечного положения.
Механизм захвата детали закреплён на нижнем конце
штанги механизма подъёма 4 и состоит из двух схватов 6, 7
расположенных под углом 90о в подвижном корпусе. Ротация
подвижного корпуса происходит вокруг оси, расположенной под
углом 45о к вертикальной оси штанги. Угол ротации схватов
регулируется подвижными упорами, которые фиксируются
специальными винтами. Скорость поворота регулируется
дросселями. Ротация осуществляется пневмоцилиндром через
зубчатую рейку и зубчатое колесо.
Каждое захватное устройство снабжено тремя подвижными
кулачками, закреплёнными на ползунах зубчатыми рейками.
Кулачки перемещаются от пневмоцилиндра, шток которого через
червяк и червячное колесо связан с зубчатыми рейками ползуна.
Пневмораспределители расположены в корпусе
механизма поворота промышленного робота.
Методика выполнения работы
Работу выполняет группа из 3-5обучающихся.
1. Изучить общее устройство, назначение и конструкцию
основных систем ПР «Электроника НЦТМ-01» его технические
характеристики.
2. Определить общее количество степеней подвижности
(вращательных и возвратно-поступательных, переносных и
ориентирующих) манипулятора.
3. Определить по внешнему виду роботизированного
участка тип крепления манипулятора.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]