Устройство промышленного робота для перемещения корпусов букс с конвейера в накопитель

Принципы автоматизации захватного устройства промышленного робота. Назначение и внутреннее устройство технологической установки, принцип ее действия и расчет основных параметров. Выбор датчиков и его обоснование, достоинства и технологические свойства.

Рубрика Производство и технологии
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 19.05.2020
Размер файла 301,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Производственный процесс вагоноремонтного предприятия имеет цель - восстановление эксплуатационных параметров узлов и деталей оборудования и работоспособности вагона в целом и, как и другие производства, состоит из основных, вспомогательных и обслуживающих технологических процессов.

Основные процессы связаны с непосредственным выпуском продукции - деталей и узлов вагонного оборудования. Вспомогательными и обслуживающими считаются процессы, сопровождающие основное производство и обеспечивающие его деталями, материалами, приспособлениями и инструментами, а также источниками энергии для потребителей основного производства. Под технологическим процессом понимается последовательность операций, выполняемых механизмами или машинами, предусматривающая обработку или изменение свойств предметов труда с целью восстановления технических характеристик. Часть технологического процесса, подразумевающая выполнение круга работ на одном рабочем месте, называется технологической операцией, ее границы определяет переход к следующей операции. Внутри перехода может быть один или несколько проходов и, таким образом, поэлементная разбивка технологического процесса позволяет сформировать точные технологические инструкции, технологические, маршрутные и операционные карты для правильного выполнения производственного процесса и нормирования работ.

1. Цель автоматизации

В вагоноремонтном производстве при управлении технологическими процессами, отдельными агрегатами и машинами приходится учитывать такие факторы, как:

- увеличение скоростей протекания отдельных операций и необходимость сокращения времени перехода от одной операции к другой;

- взаимосвязь и взаимозависимость операций, когда невыполнение одной из них может сорвать выполнение другой;

- необходимость быстрого прекращения операции или их взаимосвязанного комплекса при аварийной ситуации;

- потребность в контроле за изменением таких параметров, которые не улавливаются органами чувств человека;

- вредность для человеческого организма отдельных видов производства.

Учёт перечисленных факторов и устранение их вредного влияния возможны при автоматизации процессов производства. Автоматизация является качественно новым этапом в развитии производства и объединяет комплекс мероприятий по управлению и контролю над машинами без участия человека.

Автоматизация захватного устройства промышленного робота производится с целью перемещения объектов в пространстве без участия человека. Подъёмно-транспортные операции сопряжены с возможностью травмирования рабочих при перемещении грузов с помощью несамоходных тележек массой более 60 кг (для женщин) и 100 кг (для мужчин), при падении, из-за неисправности подъёмно-транспортного оборудования, поражения электрическим током.

2. Структурная схема

Захватное устройство промышленного робота для перемещения корпусов букс с конвейера в накопитель.

Рисунок 1. Захватное устройство промышленного робота

1 - механическая рука;

2 - привод;

3 - привод;

4 - пневмопривод;

5 - захват.

3. Назначение технологической установки

После разборки буксы корпус, нуждающийся в ремонте, транспортируется на конвейер, который доставляет его на позицию ремонта.

Далее корпус требуется подать в накопитель. С этой целью был разработан манипулятор с пневмоприводом, осуществляющий данную операцию автоматически, без участия человека.

4. Принцип действия технологической установки

До начала действия технологической установки букса подаётся на конвейер, где на позициях производится выпрессовка подшипников, очищение и обмывка.

Чтобы передать корпус буксы с конвейера в накопитель, приходит в действие промышленный робот. После остановки конвейера происходит запуск системы управления механизма. Включаясь, система с помощью датчиков определяет положение манипулятора, при необходимости заканчивает предыдущую операцию, и манипулятор устанавливается в положение начала цикла работы.

Манипулятор производит действия:

- захват корпуса буксы;

- поворот корпуса буксы;

- наклон корпуса буксы;

- перенос корпуса буксы в накопитель.

Для осуществления первого разработан захват с пневмоприводом, для второго - кулиса с электроприводом.

5. Расчет параметров технологического процесса

Такт работы установки:

где Н - количество корпусов букс, Н=8000 (если все вагоны четырёхосные);

Ф - фонд рабочего времени, Ф=1993 ч.

Количество деталей, ремонтируемых за сутки:

Ритмичность работы установки:

6. Определение параметров работы установки

Так как продолжительность смены 12 часов, из них 1 час на обед и 1 час на отдых, получим:

Предположим, что на загрузку и приём деталей необходимо вспомогательное время:

Время, необходимое для перемещения всех корпусов букс от конвейера в накопитель (основное время):

Количество корпусов букс, перемещаемых за основное время:

7. Алгоритм работы установки

Рисунок 2. Алгоритм работы установки

1 - подход корпуса буксы к манипулятору;

2 - срабатывание датчика наличия корпуса буксы у манипулятора;

3 - опускание захвата манипулятора к корпусу буксы;

4 - подача сжатого воздуха в пневмопривод и его фиксация;

5 - срабатывание датчика на пневмоцилиндре (наличие корпуса буксы на манипуляторе);

6 - поднятие захвата с корпусом буксы в горизонтальное положение;

7 - перенос корпуса буксы к накопителю;

8 - опускание корпуса буксы в накопитель;

9 - разжатие корпуса буксы пневмоприводом;

10 - срабатывание датчика на пневмоцилиндре (отсутствие корпуса буксы на манипуляторе);

11 - поворот в исходное положение;

12 - выдержка 10 секунд, после которой процесс автоматически повторяется.

8. Схема автоматизации на PLC

Рисунок 3. Схема автоматизации

1 - датчик на пневмоцилиндре (наличие корпуса буксы на манипуляторе);

2 - датчик на пневмоцилиндре (отсутствие корпуса буксы на манипуляторе);

3 - датчик наличия корпуса буксы у манипулятора;

4, 5 - датчики температуры на электродвигателях.

9. Расчет привода и его выбор

Исходные данные:

длина рабочего цикла

сила трения

диаметр поршня

диаметр штока

рабочее давление

ускорение свободного падения

Ход поршня цилиндра:

Площадь поршня:

Активная площадь:

Усилие штока:

где - суммарная масса детали и установки.

Диаметр цилиндра:

Электродвигатель выбирается по требуемому моменту:

где - эквивалентный момент, кг*м;

- угловая скорость перемещения механизма, рад/с.

Эквивалентный момент:

,

где- момент, определяемый для установившегося и переходного процесса.

где Мс - момент сопротивления движению, кг*м;

J - момент инерции механизма с грузом приведенный к валу электродвигателя,

Момент инерции груза:

Тангенциальная составляющая силы тяжести груза:

Определим момент сопротивления, кг*м.

Приведем инерционные нагрузки к валу электродвигателя:

,

где - момент инерции двигателя,

i - передаточное число редуктора, i=20.

Определим действующие моменты при переходном и установившемся процессе (пп) и (ус).

Исходя из получившегося значения , определим требуемую мощность.

Принимаем двигатель серии 4А типоразмера 7168 с Рном=250 Вт, n=750 об/мин.

Определим оптимальное передаточное число редуктора:

Принимаем редуктор червячный глобоидный типа ЧГ с номинальным передаточным числом i=63.

10. Подбор датчиков

В качестве датчиков наличия корпуса буксы перед манипулятором будем использовать бесконтактные путевые переключатели. Они устанавливаются перед манипулятором на расстоянии 1 м друг от друга, а с обратной стороны устанавливается отражатель (зеркало). В случае, когда корпуса буксы нет на позиции, сигнал датчика отражается от зеркала и возвращается от зеркала и возвращается в него, а затем посылает сигнал об отсутствии детали. При наличии корпуса буксы на позиции такой сигнал не проходит, и датчик посылает сигнал о наличии детали.

В качестве датчиков наличия корпуса буксы на манипуляторе будем использовать магнитные датчики, которые определяют положение поршня пневмоцилиндра. Выбираем датчик серии М2Т1/R2Т1.

Эта серия пришла на смену серии MZT6/RZT6 и воплотила ряд новшеств, среди которых стоит отметить наличие светодиода, показывающего срабатывание датчика, новый технологический процесс, который позволил уменьшить сроки изготовления датчика, а также печатание информации о продукте непосредственно на датчике - ранее использовалась наклейка. При этом стоимость новой серии стала меньше.

Рисунок 4. Серия магнитных датчиков MZT1/RZT1 и MZT6/RZT6

Достоинства данной серии:

- патентованный корпус, который позволяет устанавливать датчик в прорезь сверху, а не только сбоку;

- используется со всеми пневматическими цилиндрами с Т-образными прорезями;

- установка осуществляется с помощью стандартного инструмента;

- датчик располагается в прорези без люфта по всей его длине (надежное крепление);

- разъем из серебра.

Основные технические характеристики данной серии представлены в таблице.

автоматизация захватный робот датчик

Технические характеристики магнитных датчиков

Параметры

RZN1/RZT1/RZT6

MZN1/MZT1/MZT6

Напряжение питания пост, тока, В

10…30

Переключаемый выход

геркон

PNP

Состояние выхода

нормально открытый

Ток потребления, мА

200

80

Рабочая частота, Гц

500

1000

Защита от короткого замыкания

Да

Защита от переполюсовки

Да

Класс защиты

IP 67

Диапазон рабочих температур, 'С

-25…75

Список литературы

1. Болотин М.М. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Системы автоматизации производства и ремонта вагонов» для студентов специальности «ВАГОНЫ». М.: МИИТ, 1998. - 51 с.

2. Технология производства и ремонта вагонов: Учебник для вузов ж.-д. трансп./К.В. Мотовилов, В.С. Лукашук, В.Ф. Криворудченко, А.А. Петров; Под ред. К.В. Мотовилова. - М.: Маршрут, 2003. - 382 с.

3. Робототехнические системы и комплексы. Учеб. пособие для вузов/И.И. Мачульский, В.П. Запятой, Ю.П. Майоров и др.; Под ред. И.И. Мачульского. М.: Транспорт, 1998, 446 с.

4. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т.3-8-е изд., перераб. И доп. Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: Машиностроение, 2001. - 864 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Анализ технологического процесса производства фанеры, выбор основного и вспомогательного оборудования. Выбор захватного устройства для промышленного робота. Разработка структурной схемы автоматизированной системы управления, выбор датчиков и контроллеров.

    курсовая работа [2,9 M], добавлен 09.01.2017

  • Основные критерии при конструировании захватного устройства робота, расчет усилия и нахождение сил, которые действуют в местах контакта заготовки и губок. Определение усилий привода, проверка отсутствия повреждений поверхности объекта при захвате.

    контрольная работа [67,1 K], добавлен 11.08.2010

  • Структура исполнительного механизма промышленного робота. Обеспечение движения рабочего органа робота по заданной траектории на транспортере. Кинетостатический расчет механизма, а также выбор двигателя и оценка динамических ошибок схвата по скорости.

    контрольная работа [670,1 K], добавлен 27.12.2011

  • Анализ лучших мировых проектов в области автоматизированных токарных комплексов. Составление технологического маршрута обработки. Выбор станка, промышленного робота, транспортной системы и позиции контроля. Расчет механического захватного устройства.

    курсовая работа [417,7 K], добавлен 12.09.2012

  • Назначение, конструкция, принцип действия машины для мойки и зачистки корпусов букс. Результаты расчета пневматического привода одностороннего действия с механическим возвратом обратного хода. Построение релейной схемы автоматического управления.

    курсовая работа [259,4 K], добавлен 21.11.2016

  • Проблема комплексной механизации и автоматизации подъемно-транспортных, погрузочно-разгрузочных и транспортно-складских работ. Назначение и принцип действия технологической установки. Расчет параметров и подбор датчиков, конвейерной ленты и роликоопор.

    курсовая работа [934,8 K], добавлен 24.10.2014

  • Краткое описание целей функционирования и принципов работы систем автоматического управления. Функциональная схема следящей системы промышленного робота. Математические модели отдельных звеньев системы. Определение параметров корректирующего звена.

    курсовая работа [337,3 K], добавлен 09.03.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.