Проект роботизированного технологического комплекса на базе горизонтально-фрезерного станка

Реферат

Курсовой проект содержит: страниц - ______, рисунков  3, таблиц  5, использованных источников - 7; графическая часть - 2 листа формата А1.

ЦИКЛОГРАММА, РТК, ПР, ДАТЧИКИ, МИКРОПРОЦЕССОР, ГОРИЗОНТАЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК.

В курсовом проекте производится управление РТК на базе горизонтально-фрезерного станка.

Разработана программа управления.

В состав курсового проекта входят пояснительная записка и графическая часть.

В графической части приведен алгоритм функционирования РТК, циклограмма работы РТК и общий вид РТК.

Содержание

Реферат

Введение

1. Нормативные ссылки

2. Термины и определения

3. Техническое задание на проектирование

4. Промышленный робот типа "Универсал-5"

5. Алгоритм функционирования РТК

6. Привязка к портам микроконтроллера

7. Определение норм времени ТП

8. Расчёт времени обработки одной детали на РТК

9. Циклограмма

10. Построение релейно-контактной схемы

11. Построение бесконтактной схемы управления

Заключение

Список использованных источников

Введение

Автоматизация технологических процессов является одним из эффективных путей повышения производительности труда на предприятии.

Автоматизация осуществляется посредством автоматизированных роботизированных технологических комплексов (РТК).

Роботизированный технологический комплекс (РТК) - совокупность единиц технологического оборудования, промышленного робота и средств оснащения, автономно функционирующая и осуществляющая многократные циклы.

Система управления РТК предусматривает использование микропроцессорных средств и должна обеспечивать взаимосвязанную работу всех элементов системы.

Применение микропроцессорных средств в составе системы управления технологическим оборудованием позволяет оперативно изменять технологический процесс на одном и том же оборудовании, тем самым обеспечивая выпуск широкой номенклатуры изделий.

В данном курсовом проекте в качестве объекта управления используется горизонтально-фрезерный станок. Целью курсового проекта является разработка системы управления РТК на базе горизонтально-фрезерного станка.

роботизированный технологический комплекс релейный

1. Нормативные ссылки

В данной работе использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 15.001-88 Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения.

ГОСТ 19.101-77 Единая система программной документации. Виды программ и программных документов.

ГОСТ 37.603-92 Информационная технология. Виды испытаний автоматизированных объектов.

РД 50-37.698-90 Методические указания. Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов.

ГОСТ Р 7.0.5-2008 СИБИД. Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления.

ГОСТ Р 21.1101-2009 СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации.

ГОСТ 27.104-85. Автоматизированные системы управления. Общие требования.

ГОСТ 7.1127-93 ЕСТД. Общие правила выполнения текстовых технологических документов.

ГОСТ 7.1128-93 ЕСТД. Общие правила выполнения графических технологических документов.

ГОСТ 7.1201-85 ЕСТД. Система обозначения технологической документации.

ГОСТ 7.9-95 СИБИД. Реферат и аннотация. Общие требования.

ГОСТ 7.60-2003 СИБИД. Издания. Основные виды. Термины и определения.

2. Термины и определения

В настоящей работе применяются следующие термины с соответствующими определениями:

Крутящий момент - мера вращательного усилия на валу двигателя <#"863358.files/image002.gif">

Рисунок 4.1 - Робот модели "Универсал-5"

Блок тиристорных электроприводов, формирует управляющие напряжения в якорной цепи электродвигателей постоянного тока. Устройство программного управления позиционного типа имеет возможность записи программы в режиме обучения (по первому циклу) и формирует управляющие сигналы, а также технологические команды управления циклом работы манипулятора и обслуживаемого оборудования. Максимальный диаметр объекта манипулирования 170 мм.

БП - блок питания

МКП - программируемый микроконтроллер

МСУ - микропроцессорная система управления

Рисунок 4.2 - Схема микропроцессорной системы управления РТК

5. Алгоритм функционирования РТК

Алгоритм функционирования РТК описывается на основе компоновки РТК по "характерным" точкам.

. В начальный момент времени ПР находится в точке "о" r=0 мм, z=0 мм, f=0⁰ (исходное положение).

. При перемещении тех. конвейера на 1 метр в рабочую зону подается заготовка, при этом должны сработать фотодатчики установленные на конвейере (наличие детали).

. При поступлении сигнала от фотодатчиков о наличии детали в рабочей зоне ПР перемещается в точку "0" r=700 мм и в точку "2" z=-197 мм.

. Схват ПР сжимает заготовку.

. ПР перемещается из точки"3" в точку "2" z=197 мм, затем из точки "2" в точку "1" r=-700 мм

. ПР перемещается в точку "3" " f=180⁰, затем в точку "4" r=1160 мм и в точку "5" z=-372 мм.

. Патрон станка сжимает заготовку, ПР разжимает схват.

. ПР перемещается в точку "4" z=372 мм, затем в точку "3" r=-1160 мм.

. ПР посылает сигнал о готовности на станок (ПР вышел из рабочей зоны станка).

. Станок обрабатывает заготовку.

. По окончании обработки токарный станок посылает на ПР сигнал о завершении работы.

. ПР перемещается из точки "3" в точку "4" r=1160 мм, затем в точку "5" z=-372 мм.

. Схват ПР сжимает деталь, патрон станка разжимает деталь.

. ПР перемещается в точку "4" z=372 мм, затем в точку "3" r=-1160 мм.

. ПР перемещается в точку "0" f=-180⁰, в точку "1" z=700 мм и в точку "2" z=-197 мм., при этом должны сработать фотодатчики.

. Схват ПР разжимает деталь.

. ПР перемещается в точку "1" z=197 мм, затем в точку "0" r=-700 мм,

. Тех. конвейер перемещается на 1 метр, при этом фотодатчики первого ряда (наличие детали) и второго ряда (деталь переместилась), установленные на конвейере должны сработать

В качестве фотоэлектрических датчиков используются фотоэлектрических датчики серии Е3Z.

На основе краткого цикла превращения заготовки в готовую деталь составим блок-схему работы РТК.

6. Привязка к портам микроконтроллера

Для подключения промышленного робота-манипулятора и станочного оборудования к микроконтроллеру используются порты, в частности: E-порты датчиков и Z-порты нагрузок. В соответствие портам микроконтроллера приводятся сигналы с датчиков. Сигналам с датчиков Хi соответствуют Е-порты микроконтроллера. А сигналам на исполнительные механизмы Yi (нагрузку) соответствуют Z-порты микроконтроллера.

Таблица 6.1 - E-порты датчиков

Таблица 6.2 - Z-порты нагрузок (Исполнительные механизмы)

Рисунок 6.2 - Схема подключения ТО к МК

7. Определение норм времени ТП

Основное машинное время:

Для операции 005:

Перемещение от исходной точки к детали 0,12 с.

На участке 1-2 припуск 5:

Длина участка 1-2 67 мм;

n = 304 об/мин (токарная чистовая);

s = 0,34 мм/об (токарная чистовая);

Т_м=мин

Т_м==0,65мин

где

n - обороты шпинделя, об/мин,

Sо - подача,

На участке 2-3 припуск 5:

Длина участка 2-3 5 мм;

n = 304 об/мин (токарная чистовая);

s = 0,34 мм/об (токарная чистовая);

Т_м==0,05 мин

Перемещение на холостом ходу в точку 4 по траектории 3-0-4 0,14 с.

На участке 4-5 припуск 6 мм:

Длина участка 4-5 7 мм см рис. РТК.

n = 380 об/мин (токарная чистовая);

s = 1,2 мм/об (токарная чистовая);

Т_м==0,06 мин

На участке 8-9 припуск 4 длина πхR/2=3,14х4/2=6,3 мм см. рис. РТК;

n = 304 об/мин (токарная чистовая);

s = 0,34 мм/об (токарная чистовая);

Т_м==0,06 мин

На участке 9-10 припуск 2 длина 20 мм см. рис. РТК;

n = 304 об/мин (фрезерная чистовая);

s = 0,34 мм/об (фрезерная чистовая);

Т_м==0,19 мин

Перемещение в исходную. точку 0,12 с.

Время выполнения оп.5=0,12+0,65х60+0,05х60+0,14+0,01х60+0,3х60+ +0,06х60+0, 19x60+0,12=76 сек.

8. Расчёт времени обработки одной детали на РТК

t_ц = 119,9 cек - время цикла обработки детали на станке и возврата РТК в исходное положение. (см. циклограмму)

Кол-во обраб. партии дет. На РТК:

N = 4 часа /t_общее = 4х60х60 /119,9 = 120 дет.;

Цикл обработки детали на ГПМ:

t_ц = 4 часа / N = 14400/120 = 119,9 сек.;

9. Циклограмма

Циклограмма представляет собой графическое изображение последовательности работы отдельных механизмов схемы во времени. Состав элементов циклограммы приведён в таблице 9.1.

Таблица 9.1 - Состав элементов циклограммы

На циклограмме весь период работы разбивается на такты и оказывает направленное воздействие одних элементов на другие, т.е. работа элементов дискретного действия характеризуется на циклограмме появлением и исчезновением сигналов в предельной последовательности. В циклограмме время не оценивается количественно, поэтому она выполняется без масштаба.

10. Построение релейно-контактной схемы

Релейно-контактная схема управления содержит контакты, катушки электрических аппаратов и обмотки машин. В схеме можно выделить входные элементы с контактами a, b, c, d, е, f,,h, g, e, j, k и исполнительные (выходные) и промежуточные элементы A, B, C, D, E,F.

Структурные формулы составляются исходя из взаимодействия командных сигналов и исполнительных сигналов, по циклограмме

Структурная формула для А.

Условие срабатывания ,

Структурная формула

Структурная формула для B.

Условие срабатывания ,,

Условие несрабатывания

Структурная формула

Структурная формула для C.

Условие срабатывания

Условие несрабатывания

Структурная формула

Структурная формула для D.

Условие срабатывания ,

Структурная формула

Структурная формула для E.

Условие срабатывания

Условие несрабатывания

Структурная формула

Структурная формула для F.

Условие срабатывания

Условие несрабатывания

Структурная формула

11. Построение бесконтактной схемы управления

Формализация и преобразование связей между логическими переменными осуществляется в соответствии с правилами алгебры логики, называемой Булевой алгеброй (английский математик Джордж Буль).

Две логические переменные А и В, принимающие значение 0 или 1, могут образовать логические функции. Из 16 возможных функций двух переменных наибольший практический интерес представляют функции отрицания, логического умножения и логического сложения.

По полученным ранее алгебраическим выражениям составим бесконтактную схему привода на основе логических элементовИ, ИЛИ, НЕ.

Запишем структурные формулы системы управления:

f (A) = (a+b)(B) = (d*c*) + (f* (-g))(C) = (i* (-g))(D) = (a+b)(E) = (a+ (-k)) (F) = (i* (-g))

Заключение

В результате выполнения курсового проекта была разработана микропроцессорная система управления (МСУ) роботизированным технологическим комплексом для механической обработки шпоночных пазов валов фрезерованием на базе горизонтально-фрезерного станка и промышленного робота, также изучен алгоритм функционирования РТК. Были изученные построения релейно-контактной и бесконтактной схемы и циклограммы.

Список использованных источников

1.      Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев; Под ред.А. C. Клюева. - 2-ое изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1990 - 464 с.

2.      Сосонкин В.Л. Программное управление технологическим оборудованием: Учебник для вузов по специальности "Автоматизация технологических процессов и производств". - М.: Машиностроение, 1991. - 512 с.

.        Роботизированные технологические комплексы и гибкие производственные системы в машиностроении. Альбом схем и чертежей. Под общ. ред. чл. кор. АИСССР лауреата Ленинской и Государственной премии СССР Ю.М. Соломенцева. М.: Машиностроение, 1989 г.

.        Комплексная механизация и автоматизация в серийном машиностроении. Под ред. Г.А. Глазова. Москва: Ленинград 1962 г.

.        Промышленные роботы в машиностроении. Альбом схем и чертежей. Под ред. лауреата Ленинской и Государственной премии СССР д. т. н. проф. Ю.М. Соломенцева. М.: Машиностроение, 1987 г.

.        Звягольский Ю.С., Корниенко В.Г., Трембыч В.Г. Дипломное проектирование: уч. методич. пособие, КубГТУ, 2009. - 77 с.