4. возможностью автоматизации контроля качества продукции и определения его зависимости от изменения технологических параметров.
Следующим по сложности типом РТК является цех, и соответственно система управления РТК цехом образует третий уровень управления, который осуществляет координацию работы РТУ, автоматизированных складов и внутрицеховых транспортных систем. Этот уровень реализуется также с использованием ЭВМ.
Четвертый уровень - уровень оперативно-календарного планирования и контроля. На этом уровне осуществляется составление плана по объему и номенклатуре изделий на смену, сутки, неделю и т. д. Как самостоятельные подсистемы в состав четвертого уровня входят подсистемы диагностики и устранения неисправностей РТК.
Таким образом, в развитом виде система управления РТК состоит из четырех уровней управления. Структурная схема такой системы приведена на рис. 14.
В качестве примера организации управления РТК рассмотрим систему управления участком изготовления магнитопроводов трансформаторов приборного типа и систему управления транспортного робота, предназначенного для автоматизации внутрицеховых погрузочно-разгрузочных операций. Структурная схема такого комплекса приведена на рис. 15. В нашем примере РТК работает следующим образом. С навивочных полуавтоматов 1 кольца магнито-проводов с помощью устройства транспортировки магнитопроводов 2, состоящего из транспортирующего и подъемного устройств, переносятся в вибробункер (БВ-630) 3. Таким образом, на один вибробункер работают три полуавтомата навивки. Участок оборудован двумя аналогичными линиями.
Рис. 14. Структурная схема системы управления: 1 - банк данных; 2 - подсистема управления РТК; 3 - подсистема оперативно-календарного планирования; 4 - подсистема контроля качества; 5 - подсистема автоматического контроля и устранения неисправностей; 6,7 - диспетчер управления оборудованием (ДУО); 8 - диспетчер управления транспортом; 9 - подсистема планирования по объему и номенклатуре; 10 - подсистема учета выполнения плана; 11 - диспетчер управления оборудо-ванием контроля качества; 12, 13 - подсистема выбора программ (ПВП); 14 - подсистема расчета маршрута; 15 - подсистема учета и анализа простоев оборудования; 16 - подсистема учета брака и его статистического анализа; 17, 18, 19 - устройства управления роботов и технологического оборудования (УРТО); 20 - устройство управления транспорта; 21 - управление роботами, устраняющими неисправности
Рис. 15. Структурная схема РТК: 1 - полуавтомат навивки; 2 - устройство транспортировки магнитопроводов; 3 - вибробункер БВ-630; 4 - устройство сборки; 5 - устройство формирования сборок; 6, 7 - устройство подачи оправок; 8 - устройство загрузки печи; 9 - печь отжига и калибровки; 10 - электромагнитный вентиль; 11 - охладитель магнитопровода; 12 - устройство разгрузки охладителя; 13 - устройство загрузки автомата резки; 14 - автомат резки; 15 - промышленный робот для зачистки заусенцев; 16 - промышленный робот для контроля качества; 17 - подвижный промышленный робот; 18, 19 - устройства остановки робота у рабочего места и в конце пути
Кольца магнитопроводов в вибробункере получают необходимую ориентировку и далее поступают в устройство сборки 4. В это же устройство на другой его вход устройством подачи оправок 6; 7 с выходов автоматов резки поступают оправки. В устройстве сборки оправки проходят операцию смазывания, а затем осуществляется их сборка с кольцами магнитопроводов. Затем сборка поступает в устройства их формирования 5 по 40 шт. в каждой группе, а после этого они поступают на исходную позицию подвижного робота. Соблюдая очередность готовности, подвижный робот 17 берет эту группу сборок непосредственно в захватное устройство (без кассеты) и транспортирует к тому устройству загрузки печи 8, которое первым выдало информацию в систему управления РТК о готовности к приему сборок.
При получении от робота группы сборок устройство загрузки печи отправляет их в загрузочные лотки печи 9. С выходов печей сборки через электромагнитные вентили 10 поступают на входы охладителей 11, которые загружаются специальными толкателями, входящими в их состав, и через определенное время группами по 20 шт. подаются на входы устройств разгрузки охладителей 12. В этих устройствах сборки опять формируются в группы по 40 шт. и устанавливаются на исходные позиции для взятия их вторым подвижным роботом, который переносит их к устройствам загрузки автоматов резки 13. С выходов 14 автоматов резки полукольца магнитопроводов поступают к промышленным роботам зачистки заусенцев и далее на роботы контроля качества и счетное устройство. Готовые магнитопроводы направляются на участок сборки трансформаторов. Количество изготовленных за смену магнитопроводов высвечивается на пульте оператора участка.
Управление рассмотренным РТК состоит из двух уровней управления. Первый уровень в соответствии со сформулированными выше принципами образуют устройства управления технологическим оборудованием и промышленными роботами (см. гл. 4). Управление подвижными промышленными роботами построено на основе микро-ЭВМ "Электроника-60". Второй уровень управления представляет собой систему управления участком, построенную тоже на основе микроЭВМ "Электроника-60" в модификации 15ВМ-16-005.
Система управления участком на основе информации о состоянии и запросах основного и специального технологического оборудования выполняет следующие основные функции:
· регулирует загрузку оборудования заготовками, обеспечивая заданную очередность и их число в соответствии с информацией о потребности;
· управляет действиями подвижных роботов, задавая их устройствам управления направление и скорость движения, а также указывая точки назначения и выполняемую операцию;
· контролирует ход технологического процесса изготовления магнитопроводов и выдает команды на первый уровень управления для включения или выключения отдельных единиц технологического оборудования;
· осуществляет контроль качества изделий;
· ведет учет готовых и бракованных изделий;
· контролирует темп прохождений изделий через технологическое оборудование;
· контролирует степень заполнения вибробункера.
При создании РТК для участков и цехов важной задачей является автоматизация внутрицеховых транспортных операций. Традиционные транспортные средства обладают существенным недостатком - требуют дополнительных устройств для автоматизации, погрузочно-разгрузочных операций и, как правило, недостаточно гибки, т. е. при изменении размещения оборудования необходимо и изменение конструкции самих транспортных средств.
Более мобильным средством, лишенным этих недостатков, являются подвижные роботы, ориентированные на комплексное выполнение погрузочно-разгрузочных и транспортных операций. Такой транспортный робот осуществляет транспортировку со склада на рабочие места тары с заготовками и перевозку готовой продукции на склад. Склад при этом должен быть оборудован погрузочным и разгрузочным транспортерами, которые подают тару к подвижному роботу и принимают тару с обработанными изделиями. Устанавливает и снимает тару манипулятор робота.
Система управления подобным подвижным роботом строится обычно на основе микро-ЭВМ типа "Электроника-60" и выполняет следующие основные функции:
· управляет движением робота по трассе;
· определяет последовательность обслуживания рабочих мест;
· осуществляет загрузку-разгрузку рабочих мест тарой с заготовками;
· выполняет загрузку-разгрузку складских транспортеров.
Эффективность всей системы управления в значительной степени зависит от эффективности использования ресурсов управляющей ЭВМ, что, в свою очередь, определяется качеством программного обеспечения. На рис. 16 показана структурная схема программного обеспечения, построенная по модульному принципу, определяющему необходимую универсальность и гибкость всей системы.
Рис. 16 Структурная схема программного обеспечения: 1 - модуль обработки прерываний; 2 - монитор; 3 - модуль временных выдержек; 4 - модуль расчета обобщенных координат; 5, 7 - буфер; 6 - модуль расчета управляющих воздействий; 8 - модуль выдачи управляющих воздействий; 9 - модуль определения истинного положения подвижного робота; 10 - модуль разгрузки транспортера; 11 - модуль загрузки транспортера; 12 - модуль разгрузки рабочего места; 13 - модуль загрузки рабочего места; 14 - модуль работы с адресами движения
Рассмотренные принципы решения задач организации управления РТК на основе использования типовых подсистем позволяют существенно ускорить процесс разработки и внедрения РТК в народное хозяйство.
Заключение
В заключении курсовой работы на тему “Основы робототехнического проектирования. Основные этапы проектирования робототехнических комплексов согласно единой системы конструкторской документации (ЕСКД)” можно отметить, что робототехнические комплексы являются важным элементом автоматизации производства. Они позволяют повысить эффективность производственных процессов, уменьшить затраты на оплату труда и снизить количество ошибок, допускаемых при выполнении работ.
Промышленные роботы (ПР) призванные заменить ручной труд человека машинным трудом, являются принципиально новым технологическим средством, позволяющим завершить комплексную автоматизацию производства и придать последнему свойство гибкой переналадки на различные технологии и изготовляемые изделия. Снабженные роботами технологические ячейки, участки, линии именуются роботизированными технологическими комплексами (РТК). Разнообразие производственных процессов в машиностроении и приборостроении, местных условий производства, серийность и пр. определяют соответственно различные типы роботизированных технологических комплексов.
В работе были рассмотрены основы робототехнического проектирования, а также основные этапы проектирования робототехнических комплексов согласно единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Были рассмотрены задачи, которые решает робототехнический комплекс, а также принципы его работы на примере производственных процессов.
Список использованных источников
1. Юревич Е.И. Основы робототехники: 3-е издание [Текст]: учеб. пособие для вузов / Е.И. Юревич. - 3-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Изд-во: БХВ-Петербург, 2010.
2. Борисенко Л.А. Теория механизмов, машин и манипуляторов: учеб. пособие / Л.А. Борисенко. - Минск: Новое знание; М.: ИНФРА-М, 2011. - 285 с.
3. Козырев Ю.Г. Промышленные роботы [Текст] : справочник / Ю.Г. Козырев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1988. - 392 с.
4. Козырев Ю.Г. Применение промышленных роботов [Текст]: учеб. пособие / Ю.Г. Козырев. - М.: КНОРУС, 2013. - 488 с.
5. Козырев Ю.Г. Захватные устройства и инструменты промышленных роботов [Текст]: учеб. пособие / Ю.Г. Козырев. - М.: КНОРУС, 2011. - 312 с.