Промышленные роботы и манипуляторы
Широкое распространение в производственной деятельности человека получили сегодня промышленные роботы. Они служат одним из эффективнейших средств механизации и автоматизации транспортных и погрузочных работ, а также многих технологических процессов.
Положительный эффект от внедрения промышленных роботов обычно заметен одновременно с нескольких сторон: растёт производительность труда, улучшается качество конечного продукта, снижаются затраты на производство, улучшаются условия труда для человека, и наконец, переход предприятия с выпуска одного вида продукции на другой значительно облегчается.
Однако для достижения столь обширного и многогранного положительного эффекта от внедрения промышленных роботов на уже работающие ручные производства, необходимо предварительно рассчитать планируемые затраты на сам процесс внедрения, на стоимость робота, а также взвесить, адекватна ли вообще сложность вашего производства и технологического процесса — плану модернизации при помощи установки промышленных роботов.
Ведь иногда производство настолько упрощено изначально, что установка роботов просто нецелесообразна и даже вредна. К тому же для наладки, обслуживания, программирования роботов — потребуются квалифицированные кадры, а в процессе работы — вспомогательные устройства и т. д. это важно учитывать заранее.
Так или иначе, роботизированные безлюдные решения на производствах приобретают сегодня все большую актуальность хотя бы потому, что вредное влияние на здоровье человека сводится к минимуму. Прибавим сюда понимание того, что полный цикл обработки и монтажа осуществляется быстрее, без перерывов на перекур и без ошибок, свойственных любому производству, где вместо робота действует живой человек. Человеческий фактор, после настройки роботов и запуска технологического процесса, практически исключается.
Введение 7
Глава1. Постановка задачи исследования. 9
1.1 Методические основы формирования робототехнических комплексов 10
1.2 Устройство манипуляторов и роботов 13
1.3 Виды роботов 18
1.4 Рабочие органы манипуляторов и роботов 25
1.5 Устройство роботов. Исполнительные устройства. 27
1.6 Кинематические схемы и рабочие зоны роботов 29
Глава 2. Инноватика в робототехнике. 40
2.1 Инновации в области промышленной робототехники 40
2.2Технологии, стимулирующие инновации 42
2.3 Проблема обеспечения надёжности программного обеспечения робота 44
Глава 3 Системы управления промышленными роботами и манипуляторами 47
3.1 Система управления 47
3.2 Синтез локальных систем управления механизмами манипуляторных роботов 62
Глава 4. Цикловая система управления манипулятором 69
4.1 Алгоритм работы системы 69
4.2 Описание элементной базы 70
4.2.1 Логические элементы 70
4.2.2 Элемент «НЕ» 71
4.2.3 Элемен «И» 72
4.2.4 Элемент «ИЛИ» 73
4.2.5 Элемент «Исключающее ИЛИ» 74
4.2.6 Булева алгебра 75
4.2.7 Карты Карно 76
4.2.8 Асинхронные RS триггеры 80
4.2.9 Дополнительные элементы 82
4.3 Принцип работы схемы 85
4.4 Силовые ключи. Расчёт и выбор элементов 86
Глава 5 Охрана труда 88
5.1 Обеспечение безопасности обслуживающего персонала в роботизированном производстве 88
5.2. Общие требования охраны труда для рабочих, пользующихся грузоподъёмными манипуляторами, управляемыми с пола 92
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 95
Используемая литература 96
Приложение 1 97
Приложение 2 99
- Шахворостов, С.А. Роботы в системах автоматизации [Электронный ресурс] : учеб. пособие/ С.А. Шахворостов. – Электрон. текстовые дан. (1 файл: 6 МБ). – Красноярск: Научно-инновационный центр, 2016. – 110 с.
- Хутский Г.И., Титов А.М., Своятыцкий Д.Л., Щукин Л.М. 'Промышленные роботы в действии' - Минск: Вышэйшая школа, 1986 - с.192
- И.П. Жеребцов «Основы электроники».-Ленинград. Энергоатомиздат, 1989.
- Горбачев Г . Н ., Чаплыгин Е . Е . «Промышленная электроника». Энергоатомиздат , 1988.
- Фролов В.В. «Язык радиосхем». – М.: Радио и связь, 1988.
- «Микроэлектроника». Под ред. Л.А. Коледова. - М.Высш. шк.,1987.
- Алексеенко А.Г., Шагурин И.И. «Микросхемотехника». Под ред. И.П.Степаненко. - М.: Радио и связь, 1982.
- Гершунский Б.С. Основы электроники и микросхемотехники. – К.: Высш. шк.,1988.
- Бирюков С.А. Применение интегральных микросхем серий ТТЛ. – М.: патриот.,1992.
- «Основы промышленной электроники». Герасимов В.Г.
- «Справочник по цифровой схемотехнике». В. И. Зубчук.
- Р.Токхейм «Основы цифровой электроники» — М.: Мир, 1988.
- Юревич Е.И. Устройство промышленных роботов/ Е.И.Юревич. - Л.: Машиностроение, 1980.
- Суворов Д.Г. Роботизированные технологические линии. Роботы./Д.Г.Суворов. - Новосибирск: НГАСУ, 2000.-56с.
- Левитский Н.И. Теория механизмов и машин. - М.: Наука, 1979.
- Загороднюк В.Т., Паршин Д.Я. Строительная робототехника. – М.: Стройиздат, 1990.
Контурные системы - системы непрерывного управления. Отработка траектории движения происходит непрерывно по каждой степени подвижности. Такие системы дают возможность точно повторить весь введенный в память контур траектории (отсюда и их название). Существенное отличие контурных систем от позиционных состоит в том, что при задании траектории в виде двух точек - начальной и конечной - позиционная система проводит манипулятор по траектории, точно повторяющей ту, которая была введена при программировании.
Работа контурных систем может быть организована по-разному. Если имеется запоминающее устройство большого объёма, все необходимые траектории можно записать полностью, а затем воспроизводить их, не прибегая к сложным вычислениям. Если же использовать более мощное вычислительное устройство, но с небольшим объёмом памяти, целесообразно записать лишь положения некоторого числа опорных точек, а непрерывные участки между ними вычислять (интерполировать) с помощью специальных алгоритмов.
Выбор той или иной системы управления зависит от требований, предъявляемых к системе управления технологическими процессами, для выполнения которых предназначен робот. Например, для загрузки деталей, штамповки, простейших операций сборки вполне достаточно возможностей цикловой системы управления. На этих операциях задача робота состоит в том, чтобы переместить деталь из одной точки пространства в другую. Однако с технологическим процессом точечной сварки кузова автомобиля, например, цикловая система управления явно не справится: слишком много точек позиционирования, в которые робот должен переместить сварочные клещи. Для дуговой сварки даже возможностей позиционной системы управления недостаточно: нужно программировать не только траекторию движения сварочного электрода, но и определённую скорость его перемещения.