Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования науки и Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Южно-Уральский Государственный университет"

(Национальный исследовательский университет)

Филиал ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ) в г. Сатке

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

на тему: "Автоматизация типовых технологических процессов"

Выполнил: студент группы ДО-514

Окороков В.С.

Проверил: доцент к.т.н. Калашников Д.Б.

Сатка - 2018 г.

1. По каким принципам осуществляется выбор регулируемых, контролируемых, сигнализируемых величин; выбор параметров, способов защиты и средств автоматизации?

Ответ: Регулируемый параметр - это технологический параметр, значением которого управляют с помощью специальных технических средств. Число регулируемых параметров, как правило, значительно меньше общего числа технологических параметров.

Выбрать из ряда параметров процесса те, которые следует регулировать и изменением которых целесообразно вносить регулирующие воздействия, можно только при хорошем знании процесса. При этом определяют: целевое назначение процесса; взаимосвязь его с другими процессами производства; показатель эффективности и значение, на котором он должен поддерживаться; статические и динамические характеристики объекта. Затем анализируют вероятность поступления в объект возмущающих воздействий и возможности устранения их до поступления. (Особое внимание необходимо обратить на стабилизацию входных параметров, так как с их изменением в объект поступают наиболее сильные возмущения).

При выборе контролируемых величин необходимо руководствоваться тем, чтобы при минимальном их числе обеспечивалось наиболее полное представление о процессе.

Выбор сигнализируемых величин. Сигнализации подлежат все параметры, изменения которых могут привести к аварии, несчастным случаям (например, отравлениям) или серьезному нарушению технологического режима.

Выбор параметров и способов защиты и блокировки. В качестве параметра, при значительном отклонении которого срабатывает устройство автоматической защиты, прежде всего следует брать концентрацию взрывоопасного вещества в воздухе производственного помещения. Если концентрация достигает опасного значения, устройство защиты обеспечивает проведение необходимых при этом мероприятий (прекращается поступление на производственный участок данного вещества; снижается давление в аппаратах; приводится в действие аварийная система вентиляции).

2. Электрические системы дистанционного контроля. Виды электрических передач. Приведите схему дифференциально-трансформаторной дистанционной передачи

Ответ: При автоматическом управлении механизмами или автоматическом контроле технологических параметров процессов производства возникает необходимость перемещения какого-либо звена машины или чувствительного элемента измерительного прибора передавать на некоторое расстояние, иногда довольно значительное. Например, в помещении контрольно-измерительных приборов доменного цеха сосредоточена вся контрольно-измерительная аппаратура, в то время как чувствительные элементы, реагирующие на температуру, влажность, количество и высоту засыпи шихты, давления газа и прочее, установлены в различных местах на доменной печи и агрегатах, обслуживающих ее. Таким образом, необходимость сосредоточить все средства контроля и управления в одном месте вызывает необходимость линейные или угловые перемещения, возникшие в одном месте, передать в другое, отдаленное на известное расстояние. Использовать для этих целей механические системы невозможно, поэтому в практике получили применение различные электрические дистанционные передачи.

Принцип работы всех электрических дистанционных передач основан на двойном преобразовании: сначала преобразуется механическое перемещение в изменение какого-либо электрического параметра (сопротивление, напряжение и пр.), а затем электрический параметр преобразуется в механическое перемещение. Если же выходной сигнал является электрическим, то необходимость в первичном преобразовании отпадает.

Практически используются передачи, работающие на постоянном и переменном токе. Каждая из них имеет свои особенности, поэтому в конкретных случаях в зависимости от требуемой точности передачи, величины механического сопротивления, возникающего в процессе преобразования, и прочих факторов должен подбираться наиболее подходящий вариант.

Связь между датчиком и приемником осуществляется по проводам.

В качестве дистанционных передач используются:

а) магнитоэлектрические логометры, реагирующие на изменение отношения токов, протекающих через скрещенные катушки;

б) потенциометрические дистанционные передачи постоянного тока;

в) сельсинные системы связи, работающие на переменном токе частотой от 50 до 500 гц, аналогично синхронным генераторам;

г) магнесинные системы передачи, в основе действия которых лежит нелинейная магнитная характеристика ферромагнитных материалов с резко выраженным насыщением.

Рисунок 1. Принципиальная схема дифференциально-трансформаторной системы передачи показаний

В схему входят две одинаковые катушки ДТ ₁ (установленная в датчике) и ДТ ₂ (установленная во вторичном приборе).

Первичные обмотки ДТ ₁ и ДТ ₂ соединены последовательно и питаются переменным током от силового трансформатора прибора. Вторичные обмотки ДТП включены встречно.

Если сердечник катушки ДТ ₁ находится в среднем положении, то ?Е ₁ = 0. Если сердечник катушки ДТ ₂ находится в среднем положении, то ?Е ₂ = 0. Следовательно, напряжение ?Е на входе электронного усилителя А вторичного прибора будет равно нулю, так как,

?Е = Е ₁ - Е ₂ = 0.

Система находится в состоянии покоя.

При смещении сердечника датчика от среднего положения в измерительной схеме под действием напряжения ?Е возникает ток. Величина напряжения этого тока является функцией перемещения сердечника ДТ _1, а его фаза - функцией направления смещения. Величина ?Е усиливается усилителем А и поступает на обмотку управления двигателя М. Последний, вращая кулачок К, будет перемещать сердечник катушки ДТ ₂ вторичного прибора до тех пор, пока индуцируемое напряжение ?Е ₂ не станет равным напряжению ?Е ₁. Одновременно с кулачком К передвинется и стрелка прибора, связанная гибкой связью с электродвигателем М. Таким образом, каждому положению сердечника ДТ ₁ датчика будет соответствовать определённое положение сердечника ДТ ₂ прибора, а, значит, и положение стрелки.

Для установки начальной (нулевой) отметки шкалы в приборе предусмотрена обмотка W₄, шунтированная резистором R₁. Если сердечник находится в нижнем положении, а стрелка прибора не устанавливается на нулевую отметку шкалы, осуществляется регулировка цепи перемещением движка R₁.

Исправность прибора проверяют с помощью кнопки контроля S, при замыкании которой цепь вторичной обмотки ДТ ₁ отключается и на вход усилителя подается сигнал со вторичной обмотки ДТ ₂. В этом случае М установит указатель в среднее положение, отмеченное на шкале прибора, при котором ?Е ₂ = 0. Если при этом стрелка не устанавливается в указанное положение, прибор настраивают перемещением катушек относительно сердечника ДТ ₂. Резистор R₂ выполняется медным для компенсации температурных погрешностей вторичной обмотки прибора.

Для дистанционной передачи давления применяют манометры МЭД, снабженные ДТП [1, 2]. Упругим чувствительным элементом манометра является трубчатая пружина (трубка Бурдона), закрепленная на держателе, на котором находится планка с ДТП. Внутрь трубки Бурдона подводится измеряемое давление. Трубка разгибается и перемещает закрепленный на ее конце плунжер.

3. Измерение массы твердых материалов. Приведите схемы поворотных и рычажных весов и объясните их работу

Ответ: Под массой тела подразумевается физическая величина, являющаяся мерой инертности тела или мерой взаимного притяжения двух количеств вещества.

Взвешивание на рычажных весах осуществляют методом сравнения с мерами массы (гирями). В зависимости от особенностей конструкции применяют дифференциальный или нулевой методы. Весы с традиционной шкалой позволяют реализовать дифференциальный метод, при котором массу взвешиваемого груза определяют алгебраическим суммированием массы гирь с показанием по отсчетному устройству прибора.

Весы с "вырожденной" шкалой (предусмотрена только нулевая отметка) предназначены для реализации нулевого метода. Полного уравновешивания достигают изменением массы гирь. При взвешивании заданной массы насыпного груза уравновешивание достигают изменением массы груза. Измерение осуществляют методом противопоставления. Возможно использование модификации метода - уравновешивание методом дополнения. В этом случае масса гирь превышает массу груза на противоположной чашке, и весы уравновешивают добавлением мер массы на чашку с грузом.

Перед измерением массы взвешиванием на рычажных весах предварительно необходимо убедиться в том, что нулевое показание прибора воспроизводится при отсутствии грузов на чашках. В случае несоблюдения этого условия необходимо уравновесить весы с использованием специальных регулировочных устройств, которыми снабжен прибор, а если их нет, то с использованием разновесов.

Рисунок 2. Схема рычажных весов: а) с постоянными плечами, б) с переменными плечами

На рисунке 3 изображена схема поворотных весов.



Рисунок 3. Схема поворотных весов

4. Объясните сущность термоэлектрического эффекта. Основные положения применения термопар. Типы термопар. Укажите источники погрешностей термоэлектрического метода измерения температуры

Ответ: Термопамра (термоэлектрический преобразователь) -- устройство, применяемое для измерения температуры в промышленности, научных исследованиях, медицине, в системах автоматики.

Международный стандарт на термопары МЭК 60584 (п.2.2) дает следующее определение термопары: Термопара - пара проводников из различных материалов, соединенных на одном конце и формирующих часть устройства, использующего термоэлектрический эффект для измерения температуры. автоматизация электрическая дистанционный газоанализатор

Для измерения разности температур зон, ни в одной из которых не находится вторичный преобразователь (измеритель термо-ЭДС), удобно использовать дифференциальную термопару: две одинаковых термопары, соединенных навстречу друг другу.

Каждая из них измеряет перепад температур между своим рабочим спаем и условным спаем, образованным концами термопар, подключёнными к клеммам вторичного преобразователя, но вторичный преобразователь измеряет разность их сигналов, таким образом, две термопары вместе измеряют перепад температур между своими рабочими спаями.

Первичным преобразователем термоэлектрического термометра служит термопара, состоящая из двух разнородных проводников. Принцип действия термопары основан на термоэлектрическом эффекте, т.е. на возникновении в замкнутой цепи из двух разнородных проводников электрического тока, в том случае если места спаев имеют разную температуру.

В соответствии с ГОСТ 6616-94 известны следующие виды термопар.

Тип термопары	Буквенное обозначение НСХ	Пределы измеряемых температур
		Нижний	Верхний	Кратко-временно
Медь-константановая ТМКн	T	-200	350	400
Хромель-копелевая ТХК	L	-200	600	800
Хромель-константановая ТХКн	E	-200	700	900
Железо-константановая ТЖКн	J	-200	750	900
Хромельалюмелевая ТХА	K	-200	1200	1300
Нихросил-нисиловая ТНН	N	-270	1200	1300
Платинородий-платиновые ТПП 13, ТПП 10	R,S	0	1300	1600
Платинородий-платинородиевая	B	600	1700	-
Вольфрамрений-вольфрамрени-евые	А-1,А-2,	0	2200	2500
	А-3

5. Приведите схему термокондуктометрического газоанализатора. Источники погрешностей измерения

Ответ: Чувствительными элементами анализатора являются нагреваемые терморезисторы, помещенные в рабочие камеры с проходящей газовой смесью, а два других резистора находятся в сравнительных камерах, продуваемых газом постоянного состава с известным л, например, воздухом.

Измерительная схема анализатора - неуравновешенный одинарный мост рисунок 4.

Рисунок 4. Схема термокондуктометрического газоанализатора с одинарным неуравновешенным мостом

При появлении в газовой смеси контролируемого компонента с большим отвод тепла от терморезисторов в рабочих камерах увеличится, изменится температура, а это приведет к изменению сопротивления терморезисторов, при этом температура и сопротивление терморезисторов в сравнительных камерах останется постоянным. Нарушается равновесие измерительного моста и в измерительной диагонали появится сигнал разбаланса (токовый в схеме неуравновешенного моста и напряжения в схемах уравновешенного моста).

, (1)

где I - ток в измерительной диагонали неуравновешенного моста; k - постоянная прибора; T_н - абсолютная температура терморезистора в рабочей камере; T_{н 0} - абсолютная температура стенки; T_ст - абсолютная температура стенкив рабочей камере; Т_{ст 0} - абсолютная температура стенки в сравнительной камере.

Условиями точного измерения является:

- равенство температур стенок рабочей и сравнительной камер

Т_ст - Т_{ст 0} = 0,

что обеспечивается термостатированием измерительного блока;

- постояноство тока питания схемы (I₀ = const);

- постоянство скорости обдува сравнительной камеры;

- колебания температуры окружающей среды.

6. Приведите схему пропорционально-интегрального (ПИ) регулятора и объясните работу. В каких объектах находят применение ПИ-регуляторы на Вашем предприятии?

Ответ: Реальные ПИ-регуляторы тепловых процессов имеют два вида функциональных схем рисунок 5. В первом варианте (рисунок 5, а) сервопривод охватывается отрицательной обратной связью (ООС) и его характеристика не влияет на формирование закона регулирования, целиком определяемого характеристикой устройства обратной связи. Во втором варианте (рис. 5, б) сервопривод не охватывается обратной связью, и ПИ-закон регулирования формируется охватом обратной связью только усилителя К_у. При этом динамические характеристики регулятора в целом определяются динамическими свойствами цепи, состоящей из последовательно включенных замкнутого контура (K_y-W_o.c) и сервопривода. Оба варианта структурных схем ПИ-регуляторов используются в их промышленных исполнениях.



Рисунок 5. Структурные схемы ПИ-регуляторов: а - сервопривод охвачен ООС; б - сервопривод не охвачен ООС

В первом варианте устройство обратной связи должно иметь динамическую характеристику реального дифференцирующего звена:

(1),

В этом случае регулятор в целом независимо от типа сервопривода воспроизводит динамику ПИ-регулятора:

6

(2),

Если принять:

Т_д=Т_и и K_р=1/K_д,

получим:

т.е. передаточную функцию ПИ-регулятора, описываемого также дифференциальными уравнениями:

и

В промышленных ПИ-регуляторах в качестве обратных связей используют различные устройства: электрические, пневматические и гидравлические. Но все они служат аналогами реального дифференцирующего звена, имеют соответствующие ему динамические характеристики, и называются устройствами гибкой или упругой (изменяющейся во времени) обратной связи.

При втором варианте исполнения ПИ-регулятора (рис. 5, б) возможны два случая: 1) сервопривод имеет характеристику интегрального звена (например, электрический или гидравлический сервопривод с переменной скоростью); 2) сервопривод обладает характеристикой пропорционального звена (мембранный сервопривод с уравновешивающей пружиной). В обоих случаях в соответствии с правилом определения результирующей характеристики двух последовательно включенных звеньев:

W_p(p) = W_КУУ(p)W_{с. п}(p), (3.3), где W_КУУ(p) = 1 ? W_о.с (р).

При использовании сервопривода с передаточной функцией интегрального звена W_{с. п}(p) = 1? T_Р передаточная функция регулятора имеет вид:

(6),

При этом для формирования ПИ-закона с помощью устройства обратной связи необходимо, чтобы выдерживалось соотношение:

1/W_о.с(р) = W_КУУ(р) = K_р (1+T_Р) (7),

что обеспечивает обратная связь с оператором:

W_о.с(р) = K_о.с/(1+T_Р) = д/(1+T_Р) (8),

Рисунок 6. Переходный процесс в устройстве и переходный процесс ПИ-регулятора обратной связи

Последнее уравнение служит оператором инерционного звена первого порядка. При охвате К_у такой обратной связью оператор регулятора в целом имеет вид:

W_р(р) = K_р(1+1/T_иР) (9),

Параметрами настройки ПИ-регулятора служат K_р и Т_и.

Если сервопривод имеет характеристику пропорционального звена и не охватывается обратной связью (рис. 5, б), то для того, чтобы выполнялось условие, W_о.c(p) должно быть реальным дифференцирующим звеном.

Постоянная времени ПИ-регулятора Т_и численно равна подкасательной Т_д к переходной кривой реального дифференцирующего звена рисонок 6.

Промышленные регуляторы имеют специальные приспособления-органы настройки для изменения K_р(д) и Т_и в достаточно широких, но ограниченных пределах. Так как подача на вход регулятора ступенчатого сигнала не составляет труда, фактически установленные значения К_р и T_и можно легко определить из его экспериментальной переходной кривой (рис. 6). Наклонный участок OA на кривой объясняется наличием у промышленного ПИ-регулятора сервопривода с конечной (ограниченной) скоростью перемещения выходного вала редуктора. Из этого графика следует, что:

K_р = x_{р 1}/y* (10),

а Т_и численно равно времени, необходимому для перемещения выходного вала сервопривода из положения x_{р 1} до его удвоенного значения 2х_{р 1}. Отсюда второе название T_и - время удвоения выходного сигнала ПИ-регулятора x_р при подаче на его вход ступенчатого сигнала у*.

Из уравнения динамики идеального ПИ-регулятора следует, что К_р/Т_и определяет степень ввода интегральной составляющей в ПИ-закон регулирования:

(11),

Действительно, при безграничном увеличении Т_и второй член в последнем уравнении стремится к нулю и регулятор из пропорционально-интегрального переходит в П-регулятор.



7. Укажите назначение, промышленные характеристики и область применение промышленных роботов

Ответ: Промышленные роботы предназначены для замены человека при выполнении основных и вспомогательных технологических операций в процессе промышленного производства. При этом решается важная социальная задача - освобождения человека от работ, связанных с опасностями для здоровья или с тяжелым физическим трудом, а также от простых монотонных операций, не требующих высокой квалификации.

Гибкие автоматизированные производства, создаваемые на базе промышленных роботов, позволяют решать задачи автоматизации на предприятиях с широкой номенклатурой продукции при мелкосерийном и штучном производстве. Копирующие манипуляторы, управляемые человеком-оператором, необходимы при выполнении различных работ с радиоактивными материалами. Кроме того, эти устройства незаменимы при выполнении работ в космосе, под водой, в химически активных средах.

Таким образом, промышленные роботы и копирующие манипуляторы являются важными составными частями современного промышленного производства.

Рассмотрим конкретные задачи, которые роботы решают в настоящее время на промышленных предприятиях. Их можно разделить на три основных категории: манипуляции заготовками и изделиями обработка с помощью различных инструментов сборка.

Манипуляции изделиями и заготовками. При разгрузочно-загрузочных и транспортных операциях робот заменяет пару человеческих рук. В его обязанности не входят особенно сложные процедуры. Он всего лишь многократно повторяет одну и туже операцию в соответствии с заложенной в нем (роботе) программой. Рассмотрим типичные применения таких роботов.

1) Загрузочно-разгрузочные работы. Во многих отраслях машиностроительной промышленности используются установки для литья, резки и ковки. В большинстве случаев последовательность выполняемых ими операций весьма проста. Вначале заготовки загружают в производственную установку, которая затем обрабатывает их строго определенным образом, и, наконец, готовые детали извлекают из нее. Загрузку и разгрузку, как правило, выполняют рабочие или в тех случаях, когда применимы средства жесткой автоматизации, специализированные механизмы, рассчитанные на операции только одного вида. Роботы могут здесь оказаться полезными, если характер таких загрузочно-разгрузочных операций время от времени меняется.

Например, в литейном производстве роботы используются как для дозированной разливки расплавленного алюминия, так и для извлечения из пресс-формы затвердевших отливок и охлаждениях. Такой подход обладает двумя преимуществами. прежде всего роботы гарантируют более строгое соблюдение требований технологического процесса: действуют в соответствии с заданной программой, они всегда вводят в установку точно дозированное количество металла. Затем в строго определенные моменты времени они извлекают из нее отформованные детали. Благодаря точному соблюдению технологического процесса строго соблюдаются и характеристики изделий. Второе преимущество данного подхода заключается в том, что значительно облегчается работа оператора. Извлечение раскаленного куска металла из пресс-формы одна из мало привлекательных работ, и желательно, чтобы ее выполнял робот. Таким образом роль человека сводится к контролю за протеканием процесса и управлению действиями робота с помощью компьютера.

2) Перенос изделий с одной производственной установки на другую. Во многих отраслях машиностроительной промышленности погрузочно-разгрузочные механизмы предназначены для перемещения изделий с одного производственного участка на другой. И при выполнение таких перемещений роботы играют главную роль. На заводах, выпускающих компьютеры, роботы загружает магнитные диски в систему, где на них записывается необходимая информация. Программа, управляющая роботом, содержит инструкции относительно того, в какую из четырех установок для записи следует загружать тот или иной "пустой" диск. Кроме того, программа задает конкретный набор команд, который соответствующая установка должна занести на диск.

Тот же робот осуществляет и два других этапа этого технологического процесса. Он извлекает диск из записывающей установки и помещает его в устройство, которое струей сжатого воздуха прижимает к поверхности диска самоклеющуюся метку. Затем робот вынимает диск с помощью захватного приспособления и упаковывает его конверт.

Подобный робот разработан и внедрен на английском автомобилестроительном заводе. Он передвигается на гусеницах между пятью производственными участками завода. Робот извлекает пластмассовую деталь автомобиля из установки для инжекторного прессования и последовательно переносит деталь на доводочные участки, где с нее снимаются обои и заусенцы. Далее робот помещает деталь на специализированный станок, который полирует ее. И наконец деталь перемещается с полировального станка на конвейер.

3) Упаковка. Практически все бытовые и промышленные товары необходимо упаковывать, и для роботов не представляет сложности поднимать готовые изделия и помещать в какую-либо тару. На заводах одной из кондитерских фирм Англии специализированные роботы занимаются укладкой конфет в коробки. Эти машины весьма сложны и совершенны. Во-первых, они обращаются с продукцией очень аккуратно: сжав шоколадное изделие, они могут нарушить его форму или раздавить его. Во-вторых, робот соблюдает высокую точность при укладке конфет в коробки, помещая их в определенные ячейки коробки.

4) Погрузка тяжелых предметов на конвейер или палеты. Помимо упаковки миниатюрных изделий, а также промышленных и бытовых товаров роботы иногда выполняют и погрузку тяжелых предметов. По существу, они здесь заменяют подъемно-транспортные машины, управляемые оператором-человеком.

5) Обработка деталей и заготовок. Хотя роботы, выполняющие обработку изделий с помощью различных инструментов и нашли пока менее широкое применение, чем аналогичное оборудование для транспортировки деталей и заготовок, они продемонстрировали свою эффективность при решении многих задач.

6) Сварка. Эта операция чаще всего выполняется с помощью роботов, предназначенных для манипулирования инструментом. роботы могут осуществлять два вида сварки: точечную контактную и дуговую. В обоих случаях робот удерживает сварочный пистолет, который пропускает ток через две соединяемые металлические детали. В соответствии с управляющей программой сварочный пистолет может перемещаться, практически не отклоняясь от заданной траектории. И если программа отлажена хорошо, сварочный пистолет прокладывает шов с очень высокой точностью.

Большинство роботов для точечной сварки применяется в автомобильной промышленности. При сборке автомобиля необходимо выполнить огромное количество операций точечной сварки, чтобы надлежащим образом соединить между собой различные детали кузова, например, боковины, крышу и капот. На современных конвейерах эти детали в начале соединяются временно несколькими прихваточными сварными соединениями. Далее кузов перемещается по конвейеру мимо группы роботов, каждый из которых осуществляет сварку в строго определенных местах. Поскольку все кузова, монтируемые на одной производственной линии, для получения высококачественных соединений просто требуется, чтобы робот каждый раз повторял заданную последовательность перемещений.

7) Сверление. Как правило операцию сверления осуществляют на станке. При использовании робота в его захватном приспособлении закрепляется рабочий инструмент, который перемещается над поверхностью обрабатываемой детали, высверливая отверстия в нужных местах. Преимущество подобной процедуры проявляется в тех случаях, когда приходится работать с крупногабаритными и массивными деталями или проделывать большое число отверстий. Операции сверления играют значительную роль в производстве самолетов: они предшествуют клепке, при которой в отверстия вставляются миниатюрные зажимные детали, скрепляющие между собой два листа металла. В деталях самолетов необходимо проделывать сотни, а то и тысячи отверстий под заклепки, и вполне естественно, что такую операцию поручили роботу.

8) Бесконтактная обработка заготовок. Из-за малой жесткости и недостаточной твердости, роботы не могут проводить обработку твердых материалов резаньем. Поэтому инженеры изучают бесконтактные методы обработки материалов, подобных металлу или пластику. Для этой цели, в частности, используется лазер. В рабочем органе робота закреплен прибор, который направляет высокоэнергетическое когерентное излучение лазера (для чего нередко используется волоконно-оптическая система передачи) на обрабатываемую заготовку. Лазер может с высокой точностью резать пластины из металла, в частности стали. Робот перемещает рабочий орган над обрабатываемым листовым материалом по траектории, определяемой программой. Программой же регулируется интенсивность светового луча в соответствии с толщиной нарезаемого материала. Другой бесконтактный метод резанья основан на использовании струи жидкости. Такой подход впервые применила компания "Дженерал моторс". На ее заводе в Адриане установлена система с 10 роботами, изготавливающая пластмассовые детали нефтеналивных цистерн. Восемь из десяти роботов направляют водяные струи под высоким давлением на перемещаемые конвейером пластмассовые листы. Эти струи прорезают в исходном материале ряд отверстий и щелей, а также удаляют лишние элементы пластмассовых прессованных деталей. по утверждению представителей компании "Дженерал моторс", подобная роботизированная система весьма экономична, поскольку исключает износ инструмента и позволяет повысить качество операций резанья. Поскольку система управляется программой, которая находится в памяти центрального компьютера, для контроля и обслуживания всех 10 роботов требуется только два оператора.

9) Нанесение различных составов на поверхность. На большинстве предприятий после таких операций, как резанье, производится обработка поверхности только что изготовленных деталей (чаще всего окраска). Это еще один тип производственных операций, которые способен выполнять робот если его оснастить пульверизатором. В память робота закладывается программа, обеспечивающая выполнение определенной, многократно повторяемой последовательности перемещений. Одновременно программа регулирует скорость разбрызгивания краски. В результате на поверхности окрашиваемой детали образуется равномерное покрытие, причем нередко робот обеспечивает более высокое качество окраски, чем человек, которому свойственна неточность движений. Среди других процедур обработки поверхности можно отметить напыление антикоррозийных жидкостей на листы металла для защиты их от химического или физического воздействия окружающей среды, а также нанесение клеевых составов на поверхность деталей, подлежащих соединению. Автомобилестроительные компании исследовали возможность применения последней операции на этапе окончательной "подгонки" готовых узлов, в частности при монтаже таких элементов, как хромовые вкладыши на кузове автомобиля. При выполнении подобных операций робот помещают в оболочку, которая защищает его от попадания клея и других связующих веществ. Его также можно "обучить" тому, чтобы он время от времени самостоятельно очищался, погружая захватное приспособление в очищающую жидкость.

10) Чистовая обработка. Самой "непопулярной" операцией в механообработке, которая к тому же труднее подается автоматизации, является, пожалуй, удаление заусенцев, посторонних частиц и зачистка.

Такая чистовая обработка - весьма непростая процедура. Рабочий подносит обрабатываемую деталь к абразивному инструменту, который стачивает острые края и шероховатости на поверхности изделия. Данная процедура занимает важное место в технологическом процессе, однако выполнять ее вручную весьма непросто.

Возможности использования роботов для окончательной обработки изделий исследовались во многих странах. Основная трудность здесь состоит в том, что роботы не обладают естественной для человека способностью контролировать качество своей работы, робот не может менять последовательность своих действий, если он не снабжен соответствующими датчиками. Английская фирма, специализирующаяся на изготовлении соединительных элементов водопроводных труб, осуществила проект, который позволил оснастить робот простейшей системой машинного" зрения в виде телевизионной камеры.

Предположим, робот держит какую-то деталь, например, латунный водопроводный кран; телекамера передает изображение крана в компьютер, который в свою очередь регулирует прижатие шлифовального ремня, стачивающего неровности на поверхности этой литой детали. Кроме того, компьютер управляет перемещением манипулятора робота. Таким образом, действия всех компонентов системы - телекамеры, основного манипулятора, регулирующего прижатие шлифовального ремня, взаимно скоординированы.

11) Испытания и контроль. После того как изготовлена деталь или смонтировано несколько узлов, обычно проводятся их испытание с целью выявления возможных дефектов. Тщательному контролю подвергаются линейные размеры деталей. Все измерительные операции являются частью повседневных задач, решаемых на всех предприятиях мира. Роботы способны облегчить их выполнение.

Для этой цели роботы оснащаются миниатюрными оптическими датчиками; как правило, это светодиоды, объединенные с полупроводниковыми светочувствительными приборами. Облучая проверяемую поверхность лучом определенной частоты, подобный датчик принимает отраженное от поверхности излучение, имеющее туже частоту.

Робот, в соответствии с заложенной в нем программой, перемещает датчик от одной точки контролируемого изделия к другой. по результатам измерения интервала времени между моментом испускания светового импульса и его приема после отражения рассчитывается форма проверяемой поверхности. Все эти действия выполняет компьютер данной автоматизированной системы. Операции подобного рода позволяют избежать использование таких инструментов, как микрометры и штангенциркули.

12) Монтаж печатных плат. Еще одна отрасль производства, где роботы-сборщики могли бы найти широкое применение, - монтаж электронных компонентов на печатных платах. Некоторые из таких операций могут выполнять специализированные сборочные комплексы, однако, по существу, они представляют собой манипуляторы, рассчитанные на решение строго определенных задач; их нельзя запрограммировать таким образом, чтобы они выполняли какие-то другие операции или манипулировали нестандартными компонентами. Поэтому при использовании подобных установок, предназначенных для узкоспециализированного монтажа комплекты компонентов стандартной формы, загружаются в накопительные желоба многоячеечных магазинов, похожих на патронташ. Эти магазины перемещаются мимо механического захвата, который поочередно извлекает оттуда компоненты и устанавливает их в нужные места на плате.



Библиографический список

1. Волынский В.А. и др. Электротехника /Б.А. Волынский, Е.Н. Зейн, В.Е. Шатерников: Учеб. пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 2007. - 528 с., ил.

2. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника: Учеб. пособие для вузов. - 4-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 2009. - 440 с., ил.

3. Основы промышленной электроники: Учебник для неэлектротехн. спец. вузов /В.Г. Герасимов, О М. Князьков, А Е. Краснопольский, В.В. Сухоруков; под ред. В.Г. Герасимова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 200-336 с., ил.

4. Электротехника и электроника в 3-х кн. Под ред. В.Г. Герасимова Кн.1. Электрические и магнитные цепи. - М.: Высшаяшк. - 2006 г.

5. Электротехника и электроника в 3-х кн. Под ред. В.Г. Герасимова Кн.2. Электромагнитные устройства и электрические машины. - М.: Высшаяшк. - 2007 г.

Размещено на Allbest.ru