Разработка промышленного робота

В настоящее время автоматизация и модернизация производственного оборудования стало приоритетным направлением технической политики в мире. Это связано, во-первых, с дефицитом основных энергоресурсов, во-вторых, с возрастающей стоимостью их добычи, в третьих, с глобальными экологическими проблемами, обозначившимися в последнее время. Энергосбережение в любой сфере сводится по существу к снижению потерь электрической энергии.

Модернизация производственного оборудования за счет применения комплексных систем автоматизации значительно увеличивает производительность систем, минимизирует вероятность возникновения различных аварийных ситуаций [3]. Это особенно касается автомобильной промышленности.

Современный уровень развития электроники, микропроцессорных средств управления и контроля, средств автоматического регулирования электроприводов позволяет широко использовать технические достижения для решения задач автоматизации и модернизации электротехнических систем. Применение современных способов регулирования скорости технологических механизмов в сочетании с широкими возможностями автоматизации может обеспечить оптимальное использование энергетических и механических ресурсов.

Постоянный технический прогресс и всё большая степень механизации производства приводят к повышению требований, предъявляемых к автоматизированному электроприводу. На сегодняшний день существует множество структур и систем управлений, снижающих электропотребление производства к минимуму и продлевающих срок службы электромеханического оборудования. При выборе автоматизированной системы необходимо ориентироваться на требования, предъявляемые к технологическому процессу, а также на рациональность внедрения той или иной разработки: стоимость модернизации не должна превышать выручку с внедрения новой технологии.

Тема данной курсовой работы – «Разработка промышленного робота».

Цель курсовой работы – формирование практических обоснованных рекомендаций по разработке промышленного робота.

 Исходя из темы и цели курсовой работы, в процессе ее выполнения необходимо решить следующие задачи:

– дать характеристику исследуемому объекту;

– произвести выбор принципа регулирования и неизменяемых элементов промышленного робота;

– произвести разработку модели объекта регулирования;

– произвести выбор стандартного регулятора;

– произвести обоснованный выбор технической реализации промышленного робота;

– произвести выбор технической реализации промышленного робота;

– произвести разработку и анализ алгоритма управления.

Объект исследования – промышленный робот в сварочном производстве.

Предмет исследования – сфера проектирования промышленных роботов.

Методы исследования, применяемые в процессе работы:

- метод сравнения;

- метод анализа;

- изучение теоретических аспектов рассматриваемой тематики;

- разработка практических рекомендаций.

ГЛАВА 1. Обоснование необходимости разработки промышленного робота

1.1 Характеристика объекта

В настоящее время более 70% продукции машиностроения выпускается на предприятиях серийного производства, которым присущи широкая номенклатура выпускаемых изделий и необходимость частой переналадки оборудования. Поэтому для современного машиностроения важнейшей характеристикой является гибкость, то есть способность его быстрой переналадки. В связи с этим одним из направлений прогресса в машиностроении является комплексная автоматизация всех этапов технологических процессов обработки и сборки изделий.

На начальном этапе проблема автоматизации производства решается за счет внедрения РТК, однако при этом остается неавтоматизированным ряд ручных операций, связанных с загрузкой заготовок, выгрузкой готовых деталей, подбором и установкой инструмента и оснастки. Автоматизация перечисленных процессов обусловила создание роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей и систем.

Механизация и автоматизация производственных процессов, организация гибких производств относятся к числу приоритетных направлений развития машиностроения. Несмотря на то, что автоматизация изготовления сварных конструкций постоянно являлась центральной проблемой сварочной науки и техники, и в этом направлении достигнуты значительные успехи, автоматизация точечной сварки всё ещё встречает серьёзные трудности.

Научно-технический прогресс в машиностроении характеризуется усложнением конструкций, повышением требований к их качеству и к технико-экономическим показателям. В последнее время наметилась тенденция увеличения темпов обновления продукции. При этом с одной стороны расширяется номенклатура сварных конструкций, а с другой – растут масштабы их тиражирования. В настоящее время автоматизация производства таких конструкций возможна только за счёт создания робототехнических комплексов или линий. В данном случае обеспечить автоматизацию производства сварных конструкций целесообразно путём использования серийно выпускаемых промышленных роботов (ПР) и создания на их базе РТК, предназначенных для сварки однородной продукции [17].

Использование ПР для автоматизации сварки относительно простых и точных деталей, как правило, способствует получению продукции высокого качества, сокращению сроков и уменьшению стоимости перехода на новую продукцию, экономии трудовых ресурсов.

Так, например, средняя скорость ручной дуговой сварки плавящимся электродом в углекислом газе 16-20 м/ч. По физиологическим возможностям сварщик не в состоянии выполнять швы на изделиях стабильно и качественно при скоростях сварки более 40 м/ч, а при роботизированной сварке, особенно при выполнении швов малого катета, эти скорости могут быть увеличены в 1,5-2 раза.

Продолжительность работы робота в составе РТК обычно составляет 60 - 80 %, а при механизированных способах сварки – 20 - 40 % [15]. Это достигается более быстрым перемещением робота при позиционировании и совмещение операций, выполняемых роботом и рабочим, что сокращает вспомогательное время.

Всего 22 источника