Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы организационно-технологического управления роботизированными комплексами. Лабораторный практикум. Учебное пособие
.pdf
21
Рис. 3. Лабораторная установка к лабораторным работам № 1, 2,
3: 1 –манипулятор ПР «Электроника НЦТМ-01»; 2 - макет основного
технологического оборудования; 3 - системы управления робота; 4 –
кассета (тара); 5 – изделия (детали); 6 - основание тары и блока
воздухоподготовки
Робот «Электроника НЦТМ-01» является универсальным
устройством, способным работать с различными моделями
основного технологического оборудования. Поэтому при
создании системы "ПР - основное технологическое
оборудование" возникает необходимость в подборе для каждого
конкретного случая ряда характерных параметров
представленной системы. Так, параметры "Коррекция
вертикального механизма у патрона" и "Коррекция
горизонтального механизма у патрона" характеризуют
расположение, например, токарного патрона (горловины или
держателя грязной химической посуды моечного автомата) на
основном технологическом оборудовании.
Для подбора необходимых параметров используется метод
проб и ошибок. Для лабораторной системы "ПP-основное
технологическое оборудование" величина коррекции
22
вертикального механизма у патрона изменяется в пределах от 5
до 20 мм, а коррекции горизонтального механизма у патрона - от
135 до 185 мм.
Вначале подбирают величину коррекции горизонтального
механизма у патрона. После пробного пуска и возвращения
робота в исходное положение нажимают клавишу «СБР»
клавиатуры системы управления. Не изменяя параметры
технологического процесса (тип кассеты, тип заготовки, модель
станка, количество деталей в кассете и ряду, количество циклов),
вводят любую цифру из диапазона для "Коррекции
вертикального механизма у патрона". Далее вводят любую цифру
из диапазона для "Коррекции горизонтального механизма у
патрона”. Переводят курсор (маркер) в левый угол таблицы,
нажимая на клавишу «ПС» клавиатуры системы управления.
Запускают ПР, нажав клавишу «АР2» клавиатуры.
Манипулятор ПР «Электроника НЦТМ-01» захватывает
заготовку из кассеты и пытается установить её на
цилиндрический держатель. При неверном выборе величины
"Коррекция горизонтального механизма у патрона" в конце
поворота робота захватное устройство с зажатой заготовкой
наталкивается на держатель. После чего манипулятор
возвращается в исходное положение. Если не нажать на клавишу
«СБР», манипулятор будет несколько раз повторять поворот
вокруг вертикальной оси к держателю с заготовкой. После
нажатия клавиши «СБР» на дисплее появиться исходная таблица,
в которую необходимо ввести с клавиатуры системы управления
новую величину коррекции горизонтального перемещения и
повторить последовательность действий, описанных выше.
Подбор параметра "Коррекция горизонтального механизма
у патрона” считается завершенным, если захваченная заготовка
располагается напротив цилиндрического держателя на
расстоянии не менее 1 см в горизонтальной плоскости.
Выбрав величину коррекции горизонтального механизма у
патрона, необходимо подобрать "Коррекцию вертикального
механизма у патрона" способом, описанным выше. Данный
параметр считается выбранным верно, если заготовка, зажатая в
23
захватном устройстве, устанавливается на держатель без трения
i
Т =t
å
НЦТМ
НЦТМ
НЦТМ
(с зазором по внутреннему диаметру изделия). При подборе
коррекции вертикального механизма у патрона, параметр
«Коррекция горизонтального механизма у патрона», выбранный
ранее экспериментальным путём остается неизменным.
Для расчета общего времени рабочего цикла необходимо
воспользоваться выражением.
ц
НЦТМ
ц
где
Т общее время рабочего цикла робота «Электроника
n
, (1)
i
НЦТМ-01»; ti – время перемещения по его степеням
подвижности; n – количество степеней подвижности робота,
включая сжатие (разжатие) захватного устройства. Время
последнего условно принимаем равным 0,2 - 0,4 с.
Для расчета
ц
Т необходимо:
а) запустить робот в автоматическом режиме;
б) расписать рабочий цикл ПР «Электроника НЦТМ-01» в
виде
ПzzyПzПy
ц
Т
Пy
t
где
подвижности Пy;
- время перемещения манипулятора по степени
1
Пz
t
- время перемещения манипулятора по
2
степени подвижности Пz;
t
-
4321
zy
- время захвата изделия;
3
....
ttttt +++++=
, (2)
n
Пzt-
4
время перемещения манипулятора по степени подвижности Пz в
противоположную (обратную) сторону и т.д. ;
в) не останавливая ПР, требуется замерить время движения
манипулятора (t1, t2, t3, t4 и т.п.) по каждой степени подвижности
отдельно для прямого и обратного хода. Прямой ход - со знаком
плюс, обратный - со знаком минус, например, время прямого
хода по степени подвижности Вz – tBz, обратного - t
– Bz
;
г) подставив в выражение (2) все значения временных
интервалов (манипулятора (t1, t2, t3, t4и т.п.) перемещения
-
24
манипулятора по основным степеням подвижности, получить
НЦ
НЦ
НЦ
НЦ
N
НЦ
НЦ
НЦ
ф
НЦ
T
общее время рабочего цикла робота.
Для расчета цикловой производительности Пр
ц
можно
воспользоваться выражением (3)
N
ц
ПрТ=
НЦ
, (3)
ц
где
– количество изделий, переносимых ПР за один рабочий
цикл.
Для расчета фактического общего времени рабочего цикла
ПР Электроника НЦТМ-01 необходимо:
а) не меняя параметров технологического процесса,
запустить в автоматическом режиме ПР, нажав на клавишу
«АР2» клавиатуры системы управления;
б) одновременно запустить секундомер;
в) после завершения работы ПР остановить секундомер,
который покажет фактическое общее время рабочего цикла
робота. О завершении рабочего цикла свидетельствует исходное
положение ПР, при котором обработанное изделие находитcя в
кассете, захватное устройство разжато. Завершению рабочего
цикла предшествует многократное автоматическое сжатие и
разжатие захватных устройств без изделий в исходном
положении.
Для расчета фактической производительности
Пр
ф
можно воспользоваться выражением
N
ф
где
Пр=
НЦ
- фактическое общее время рабочего цикла робота
, (4)
ф
T
«Электроника НЦТМ-01».
Полученная из выражения (3) величина цикловой
производительности ПР сравнивается со значением фактической
производительности из выражения (4) и на основании данного
сопоставления делается вывод - какое значение больше и почему.
25
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Что такое «адаптация робота»?
2. Какие элементы адаптации используются в ПР
«Электроника НЦТМ-01»?
3. Что такое “встроенный ПР”, его основные преимущества
и недостатки?
4. Автоматизация и роботизация процессов. Объясните суть
этих понятий.
5. Какие поколения ПР существуют и в чем их различие?
6. В чем суть позиционного и циклового управления?
7. Для роботизации каких процессов целесообразнее
использовать ПР с позиционным и цикловым управлением?
8. Объясните разницу между цикловой и фактической
производительностью робота. Какая из них больше и почему?
9. Назовите основные принципы составления рабочего
цикла робота.
10. Приведите конкретный пример системы “ПР – основное
технологическое оборудование” и назовите ряд характерных
параметров, необходимых для ее функционирования, на примере
робота «Электроника НЦТМ – 01».
11. Приведите примеры использования аналогичных
роботов для роботизации разнообразных химикотехнологических процессов.
12. Поясните понятие «самообучение» ПР на примере
робота «Электроника НЦТМ 01».
Лабораторная работа № 4.
Использование промышленного робота РФ-202м
для автоматизации химико-технологических процессов
Цель работы: изучить общее устройство и конструкцию
основных систем ПР; ознакомиться с назначением, принципом
работы и техническими характеристиками робота РФ-202М;
26
приобрести навыки применения робота для автоматизации
химико-технологических процессов.
Теоретические сведения
При разработке роботов, так же как при создании других
устройств, машин, линий и т.д., можно выделить два основных
направления. Одно – создание универсальных ПР имеющих
сложное конструктивное использование и широкий спектр
функциональных возможностей. Другое – разработка
специализированных роботов с меньшими возможностями, но
более простой конструкции. Недостатки первого направления:
относительно высокая стоимость, сложность в эксплуатации и
техническом обслуживании, а также низкий процент
использования функциональных возможностей ПР. К
недостаткам второго направления можно отнести увеличение
парка роботов за счет возрастания их номенклатуры, что
отрицательно сказывается на серийности производства ПР.
Сложившееся противоречие между двумя направлениями,
отрицательно сказывается на увеличении количества
роботизированных производств и качестве данного процесса.
Одним из путей, позволяющих решить указанное
противоречие, является разработка ПР агрегатно-модульного
типа, т.е. создание роботов на базе унифицированных агрегатных
узлов и блоков (модулей). Роботы агрегатно-модульного типа в
зависимости от конкретного технологического процесса могут
иметь различные компоновочные схемы, повышающие уровень
их универсальности. Создание роботов на базе групп
нормализованных узлов обеспечивает более простое их
обслуживание и эксплуатацию; удешевление производства за
счет снижения номенклатуры изделий и увеличения их
серийности; надёжности, в результате отработанности входящих
в него узлов. Характерным представителем роботов агрегатномодульного типа является РФ-202М.
27
Лабораторная установка состоит из ПР РФ-202М 1 (рис. 4),
установленного на станине 2, совместно с двумя плоскостями 3
(А и Б), расположенными под углом 90оотносительно друг друга,
в которых выполнены восемь точек позиционирования 4
(по четыре в каждой). Плоскости изготовлены из органического
конструкционного стекла и условно имитируют различные виды
тары, кассеты для транспортирования изделий производства,
ячеечные накопители, паллеты и т.д.
Основным элементов лабораторной установки является ПР
РФ-202М, который в совокупности с двумя плоскостями
представляет собой мобильный лабораторный модуль. На нем
можно имитировать выполнение разнообразных технологических
операций, используя все функциональные возможности робота.
Плоскость А (рис. 4) установлена неподвижно на четырёх опорах
на станине 2, плоскость Б – закреплена к ней и опирается на
съемную стойку. Она при транспортировании модуля убирается,
и Б принимает вертикальное положение. Лабораторная установка
включает в себя также соединительные электрические кабели,
провода и синтетические и резиновые трубки для подвода к ПР
сжатого воздуха. В то же время трубопроводы входят составной
частью в систему воздухоподготовки III (рис. 5).
Рассмотрим наиболее подробно основные элементы
лабораторной установки. Промышленный робот РФ-202М
предназначен для автоматизации основных (сборка, проверка
герметичности) и вспомогательных (загрузка-разгрузка
конвейерных линий, тары, линейных машин, прессов и т.д.)
операций. Он состоит из системы управления (рис. 4),
смонтированной совместно с информационной системой в
едином блоке I; исполнительного устройства II; представляющего
собой двурукий манипулятор, и системы воздухоподготовки III.
Этот ПР – типичный представитель роботов первого поколения,
получивших название программных. Его основные технические
характеристики:
28
Номинальная грузоподъемность……….......... до 0,5 кг на каждой руке
анипулятора
Число рук ……………………………….......... 2
Тип привода ………………………………….. пневматический
Точность позиционирования …………..... .....
не более±0,05 мм
Система управления …………………………. цикловая
Метод управления …………………………… обучение
Система координат …………………….......... цилиндрическая
Количество точек позиционирования ……… две по каждой степени
подвижности
Угол между осями рук ………………………. регулируется от 0 до 100
о
Величины перемещений по каждой степени
подвижности :
- возвратно-поступательное (горизонтальное) …………………………………… ….. 200 мм
- возвратно-поступательное (вертикальное) ... min – 30 мм,
max – 50мм
- вращательное вокруг вертикальной оси …... 60, 75, 90, 105, 120
- вращательное вокруг горизонтальной оси
(ротация захватного устройства) … …………. 90, 180
о
о
Скорость перемещения:
- линейная (горизонтальное возвратно-
поступательное) ………………………… …… 0,2¸1,5 м/с
- линейная (вертикальное возвратно-
поступательное) ………………………… …… 0,2¸1,2 м/с
- вращательная (вокруг вертикальной оси) …
180¸250 о/с
- вращательная (ротация захватного
устройства) ……………………………………
360¸720 о/с
Количество каналов связи с внешним
(периферийным) оборудованием ……………. 7
Программирование …………………………… Режим обучения
Модульный тип конструкции м
Число записываемых программ ………........... 10
Масса ПР:
- манипулятор автоматический (МА) ……….. 35,7 кг
- система управления (СУ) ……………........... 22 кг
- устройство подготовки воздуха (УПВ) ……. 5 кг
Габаритные размеры:
- МА ……………………………………........... 765×585×268 мм
- СУ …………………………………………… 540×382×363 мм
- УПВ …………………………………………. 420×310×155 мм
29
ПР РФ-202М представляет собой двуруких автоматический
манипулятор (рис. 4, 5), имеющий модульную конструкцию,
осуществляющий манипулирование предметами производства,
т.е. их перемещение, съем, установку и ориентирование.
Манипулятор состоит из модулей подъема 1(МП); поворота 2
(МПВ); двух модулей горизонтального перемещения 3 (МГП);
двух модулей ротации 4 (МР); двух модулей досылки 5 (МЛД), а
также блока электроуправляемых клапанов 6 (БЭК) и двух
рабочих органов 7 (захватное устройство - ЗУ). Основание
манипулятора – стальная плита 8, к которой крепится МПВ. На
него устанавливается МП, где монтируется «стакан» 9, к
которому крепится кронштейны 10 для МГП. На обоих МГП
имеются МР или МЛД и ЗУ. Крепление модулей фланцевое,
фиксация осуществляется штифтами. Каждый из модулей
представляет собой пневматический узел, воздух к которым
подводится от пневмосети через БЭК.
Рассмотрим функциональные возможности, принцип
работы и конструкцию выше представленных модулей, что
позволит более качественно компоновать их между собой при
роботизации конкретных химико-технологических процессов.
30
Рис. 4. Лабораторная установка к работам 4, 5: 1 – ПР РФ – 202М
(СУ и МА); 2 – станина; 3 – рабочие плоскости; 4 – позиции (точки)
позиционирования; 5 - токоподводящие кабели; 6 – панель с
расположением кнопок «Стоп» и «Пуск»; 7 – пульт ручного управления
Модуль подъема (МП/) предназначен для вертикального
перемещения МГП и представляет собой пневмоцилиндр
двухстороннего действия, выполненный в виде охватывающей
направляющей квадратной формы. Внутри цилиндра движется
поршень, шток которого в верхней части соединен с фланцем,
жестко закрепленным с охватываемой направляющей квадратной
формы. Между охватываемой и охватывающей направляющими
имеются зазоры с находящимся в них подшипниками качения. В
цилиндре установлены три штуцера – средний, правый и нижний,
два первых из них – для подвода воздуха, последний – для
подсоединения электрических проводов.
МП работает следующим образом: при подводе воздуха в
средний штуцер поршень со штоком, фланцем и охватываемой
направляющей движется вверх, поднимая МГП. Из правого
штуцера стравливается воздух. При подаче воздуха в данный
штуцер поршень опускается со штоком, фланцем, охватываемой
направляющей и МГП. Из среднего штуцера стравливается
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]