ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ МАНИПУЛЯТОРЫ И РОБОТОТЕХНИКА Цель курса: ознакомиться с назначением, областями применения, с устройством и функционированием, с принципами построения и основными проблемами внедрения промышленных роботов и робототехнических систем, как одного из элементов комплексной автоматизации и механизации производства, в том числе и металлургического. ЛИТЕРАТУРА
1. Козырев Ю.Г. Промышленные роботы. Справочник. – М.: Машиностроение, 1983. 2. Андрианов Ю.Д., Бобриков Э.П., Гончаренко В.Н. Робототехника. – М.: машиностроение, 1984. 3. Василенко Н.В., Никитин К.Д., Пономарев В.П., Смолин А.Ю. Основы робототехники. Учеб. пособие для вузов. – Томск: МГП “РАСКО”, 1993. 4. Асфаль Р. Роботы и автоматизация производства./ Евстигнеева М.Ю., Копылова Б.Н. – М.: Машиностроение, 1989. 5. Скотт П. Промышленные роботы – переворот в производстве./ Волкевича Л.И. – М.: Экономика, 1987. 6. Накано Э. Введение в робототехнику./ Филатова А.М. – М.: Мир, 1988.
Тема 1 ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ В СИСТЕМЕ КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
Эволюция общества и производства обусловила возникновение и развитие особого класса машин – роботов – и соответствующего научного направления – робототехники. Робототехника – интенсивно развивающаяся научно-техническая дисциплина, изучающая не только теорию, методы расчета и конструирования роботов, их систем и элементов, но и проблемы комплексной автоматизации производства и научных исследований с применением роботов. В 70-е годы XX века распространилось название CAD/CAM систем: CAD – Computer Aided Design (системы автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства); CAM – Computer Aided Manufacturing (автоматизированные системы управления технологическими процессами). Эти системы обладают следующими особенностями: · строятся на базе ЭВМ в виде аппаратных и программных средств, для целей технического проектирования, графического представления информации, машинного анализа, управления производством; · позволяют манипулировать всевозможной графической информацией без использования ручного черчения; · легко перестраиваются по требованиям конкретного пользователя благодаря модульному принципу построения; · позволяют автоматически преобразовывать графическую информацию в команды управления средствами производства с числовым программным управлением (ЧПУ); · осваиваются с минимумом усилий; · имеют одновременный контроль точности, качества и надежности, как технологического оборудования, так и продукции. Основными недостатками систем CAD/CAM является то, что они сохраняют большую долю ручного труда при управлении технологическими процессами, а, следовательно, остаются достаточно жесткими системами, ориентированными на специфику того или иного проекта. В связи с этим в 80-е годы возникла новая концепция, объединившая CAD/CAM и робототехнику, которая получила название – гибкая производственная система ГПС (FMS – Flexible Manufacturing System). В данном случае термин “робототехника” означает совокупность техники оснащенной робототехническими устройствами либо функционирующей совместно с роботами в едином технологическом процессе. В прокатном производстве внедрение промышленных роботов (ПР) осуществляется в трех направлениях: 1. роботизация технологических процессов в ремонтно-механических цехах и на ремонтных участках; 2. роботизация операций отделки, транспортировки, упаковки, складирования и отгрузки проката; 3. роботизация отдельных операций обслуживания основной технологической линии прокатного стана.
ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ
Неравномерное развитие автоматизации в мире представлено несколькими этапами: I. Автоматизация рабочего цикла машин: 1. универсальные станки; 2. универсальные автоматы; 3. специальные и специализированные автоматы; 4. автоматы к агрегатным станкам; 5. автоматические линии из агрегатных станков; 6. универсальные линии на основе универсальных автоматов; 7. комплексные автоматические линии и заводы – высшая форма организации производства на этом этапе. Автоматизация такого типа применима только для долговременного массового производства типовых изделий. II. Числовое программное управление машинами. Новый принцип переналадки – изменение управляющей программы в ЧПУ- системе. 1. станки с ЧПУ; 2. автоматы с ЧПУ; 3. специальные станки с ЧПУ; 4. обрабатывающие центры с индивидуальными системами ЧПУ; 5. участки станков с ЧПУ. Станки и автоматы, используемые на этом этапе, громоздки, дороги, не решены проблемы автоматизации материальных потоков и загрузки самих станков. III. Гибкие производственные системы (ГПС). 1. промышленные роботы; 2. универсальные технологические машины и станки с ЧПУ, управляемые от компьютеров; 3. связь технологического оборудования единым управлением и автоматическим транспортом; 4. соединение в единую интегрированную систему всех производственных функций – конструирования, технологической подготовки производства, изготовления. IV. Начинается создание автоматизированного производства, полностью интегрированного на базе ЭВМ V-го поколения; закончится созданием гибкого автоматизированного завода с безлюдной технологией. V. Безотказные самовосстанавливающиеся производственные системы. VI. Самообучающиеся производственные системы. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Манипулятор – управляемое устройство, оснащенное рабочим органом и предназначенное для выполнения двигательных функций, аналогичных функциям руки человека при перемещении объектов в пространстве. Различают манипуляторы с ручным, автоматическим и комбинированным управлением. Объект манипулирования – тело, перемещаемое в пространстве манипулятором (например, заготовки, детали, захватные устройства, вспомогательный, мерительный или обрабатывающий инструмент, оснастка и пр.). Робот – автоматическая машина, включающая перепрограммируемое устройство управления и другие технические средства, обеспечивающие выполнение тех или иных действий, свойственных человеку в процессе его трудовой деятельности. По определению Американского Института Роботов: Робот – перепрограммируемый многофункциональный манипулятор, предназначенный для перемещения материалов, деталей, инструментов или специальных приспособлений посредством различных программируемых движений с целью выполнения разнообразных задач. Промышленный робот – автоматическая машина, стационарная или передвижная, состоящая из манипулятора и перепрограммируемого устройства управления и предназначенная для выполнения двигательных и управляющих функций, заменяющих аналогичные функции человека при перемещении предметов производства и технологической оснастки. ПР наделен антропоморфными (человекоподобными) возможностями: · физические: сила, скорость, способность к непрерывной работе, стабильность характеристик, надежность, долговечность; · функциональные: приспосабливаемость или универсальность, возможность передвигаться в пространстве; · умственные: способность “ощущения” и “восприятия”, память, логика, способность к обучению.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ ПР классифицируются следующим образом: 1. По характеру выполняемых операций: 1.1 технологические (производственные); 1.2 вспомогательные (подъемно-транспортные); 1.3 универсальные. 2. По степени специализации: 2.1 универсальные (не менее 7 рабочих движений: 3 линейных, 3 угловых и 1 для поддержания предмета; выполняют разнообразные операции); 2.2 специализированные (выполняют операции одного вида, например, сварочные, или обслуживают оборудование одного назначения); 2.3 специальные (1 - 2 движения; выполняют строго определенную операцию - оснащениe технологического оборудования, выпускающего конкретную модель изделия). 3. По области применения (виду производства): 3.1 литейное; 3.2 кузнечно-прессовое; 3.3 сварочное; 3.4 механическая обработка; 3.5 термообработка; 3.6 нанесение покрытий; 3.7 автоматический контроль; 3.8 сборка; 3.9 транспортно-складские операции; 3.10 прочее. 4. По системам основных координатных перемещений: 4.1 прямоугольная (плоская и пространственная); 4.2 полярная; 4.3 цилиндрическая; 4.4 сферическая; 4.5 антропоморфный манипулятор. 5. По числу степеней свободы: 5.1 с одной; 5.2 с двумя; 5.3 с n-степенями свободы. 6. По грузоподъемности: 6.1 сверхлегкие (до 1 кг); 6.2 легкие (до 10 кг); 6.3 средние (до 200 кг); 6.4 тяжелые (до 1 т); 6.5 сверхтяжелые (свыше 1 т). 7. По мобильности: 7.1 стационарные; 7.2 подвижные; 8. По конструктивному исполнению: 8.1 встроенные в оборудование; 8.2 напольные; 8.3 подвесные. 9. По типу силового привода: 9.1 электромеханический; 9.2 пневматический; 9.3 гидравлический; 9.4 комбинированный. 10. По схеме расположения приводов: 10.1 в едином блоке; 10.2 на исполнительных органах; 10.3 комбинированная компоновка; 11. По характеру программирования скоростей и дискретных перемещений: 11.1 позиционные; 11.2 контурные; 11.3 комбинированные. 12. По характеру обработки программы: 12.1 жесткопрограммируемые (I поколение – программа содержит полный набор информации, которая не изменяется в процессе работы; программа не корректируется), 12.2 адаптивные (II поколение – работают с использованием информации об объекте и внешней среде, получаемой в процессе работы; имеют сенсорное обеспечение, которое позволяет корректировать управляющую программу); 12.3 гибкопрограммируемые и интегральные (III поколение – способны формировать программу своих действий на основе информации об объектах и внешней среде). Основные показатели, характеризующие технические возможности ПР: 1. Номинальная грузоподъемность (кг). 2. Размеры и форма рабочей зоны (схема). 3. Показатели степени подвижности: 3.1 максимальное перемещение (мм, градус); 3.2 время перемещения (с); 3.3 максимальная скорость (м/с, градус/с); 3.4 максимальное ускорение (м/с2, градус/с2); 3.5 максимальная абсолютная погрешность позиционирования (мм); 3.6 число программируемых точек при прямом и обратном перемещении. 4. Показатели захватного устройства: 4.1 усилие захватывания (Н); 4.2 время захватывания (с); 4.3 время освобождения (с); 4.4 максимальные и минимальные размеры объекта манипулирования (мм). 5. Показатели устройства управления: 5.1 число одновременно управляемых движений по степеням подвижности; 5.2 число каналов связи (входов и выходов) с внешним оборудованием. 6. Давление (МПа) и расход (м3/с) жидкости или воздуха в приводе. 7. Напряжение электропитания (В). 8. Потребляемая мощность (Вт). 9. Показатели надежности: 9.1 наработка на отказ (ч); 9.2 срок службы до капремонта (ч). 10. Масса (кг). 11. Габариты (мм).
Тема 2
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (2551)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |