Аннотация 2
Введение 6
1 Анализ исходных данных 12
1.1 Назначение детали 12
1.2 Технологичность конструкции детали 13
1.3 Определение типа производства 13
1.4 Анализ технологического процесса 14
2 Разработка технологической части работы 16
2.1 Выбор вида и методов получения заготовки 16
2.2 Получение заготовки методом литья 18
2.3 Сравнение методов получения заготовки 20
2.4 Схемы базирования, технологический маршрут и план обработки 23
2.5 Выбор оборудования 24
2.6 Последовательность переходов 25
2.7 Выбор режущего инструмента 26
2.8 Расчет режимов резания 27
2.9 Расчет норм времени 32
3 Расчет и проектирование станочного приспособление 36
3.1 Исходные данные 36
3.2 Расчет усилия зажима и зажимного механизма 37
3.3 Расчет силового привода 39
3.4 Расчет погрешности установки в приспособлении 39
3.5 Описание конструкции приспособления 41
3.6 Расчет и проектирование режущего инструмента 41
3.7 Компоновка рабочего места 43
4 Безопасность и экологичность технического объекта 45
4.1 Конструктивно-технологическая характеристика объекта 45
4.2 Идентификация профессиональных рисков 47
4.3 Методы и технические средства снижения рисков 48
4.4 Обеспечение пожарной безопасности технического объекта 49
4.5 Обеспечение экологической безопасности технического объекта 51
5 Экономическая эффективность работы 52
Заключение 55
Список используемых источников 56
Приложение А. Маршрутная карта 59
Приложение Б. Спецификация к установочному приспособлению 64
Приложение В. Спецификация к контрольному приспособлению 67
Купить

Происхождение большинства современных роботов можно проследить до первых промышленных роботов. Большая часть технологий, которые делают роботов более удобными для человека и адаптируемыми для различных приложений, была разработана производителями промышленных роботов. Промышленные роботы на сегодняшний день являются крупнейшим коммерческим применением робототехники. Все важные основы управления роботами изначально разрабатывались с расчетом на промышленное применение. Эти приложения заслуживают особого внимания, чтобы понять происхождение науки о робототехнике и оценить многие нерешенные проблемы, которые до сих пор мешают более широкому использованию роботов в производстве. Несмотря на то, что роботы хорошо зарекомендовали себя в крупномасштабном производстве, особенно при сборке автомобилей и связанных с ними компонентов, остается еще много сложных проблем, требующих решения. Диапазон возможных приложений мог бы значительно увеличиться, если бы роботов было проще устанавливать, интегрировать с другими производственными процессами и программировать, особенно с адаптивным считыванием и автоматическим устранением ошибок.
Промышленные роботы используются во все большем разнообразии конструкций и часто используются в полной системе автоматизации, состоящей из множества промышленных роботов. Сегодня индивидуальные роботы применяются как «следующий шаг» в автоматизации, например, для выгрузки готовой детали от станка с последующей загрузкой заготовки, готовой к обработке. «Второй шаг» в автоматизации - производственные ячейки, где робот настроен на разгрузку и погрузку нескольких машин, но был разработан как ячейка с нуля.
Роботы, разработанные специально для промышленного применения, могут быть охарактеризованы в соответствии с их режимами работы, системами управления, установленными инструментами или интерактивными механизмами. Эти машины используются для широкого спектра производственных целей, они играют важную роль в автоматизации промышленных систем. Как правило, промышленные роботы программируются либо с ограниченной, либо с неограниченной последовательностью управления, которая определяет траектории движения роботизированного механизма (например, инструмента или захвата), взаимодействующего с внешними объектами. Роботизированные элементы управления также могут быть серво-основанными, полагаясь на замкнутый контур для обеспечения обратной связи и неограниченного управления, которое не предполагает обратной связи и полагается на ограниченные движения последовательности.
Роботы в основном построены из обычных материалов. Некоторые специализированные роботы для применения в чистых помещениях или других "высокотехнологичных" проектах могут использовать титановый металл и конструкционные композиты из углеродных волокон. Рабочая среда и требуемая прочность являются основными факторами при выборе материала. Сталь, чугун, а алюминий чаще всего используется для вооружения и базирования роботов. Если робот мобильный, то обычно оснащают его резиновыми шинами для бесшумной работы и положительного сцепления с полом. Роботы содержат значительное количество электроники и проводки, а некоторые управляются радио или лазером. Цилиндры и другие механизмы, генерирующие движение, содержат гидравлическое масло или сжатый воздух. Шланги из силикона, резины и плетеной нержавеющей стали соединяют эти механизмы с их регулирующими клапанами. Для защиты робота от окружающей среды некоторые открытые участки покрыты гибкими экранами и складными сильфонами. Электродвигатели и линейные приводы закупаются у поставщиков автоматизации вместе с контроллером, или "мозгом". Контроллеры размещаются в стальных электрических шкафах, расположенных вблизи рабочей зоны робота или перевозимых на борту самого робота.
Промышленная роботизированная система способна выполнять более широкий спектр задач, чем стандартные автоматические машины, даже если оборудование может быть оснащено несколькими конфигурациями оснастки. Но хотя они могут использоваться как многофункциональные устройства, большинство промышленных роботов предназначены для специализации на конкретной задаче, такой как сборка, погрузка, покраска или сварка. Многие роботы могут использоваться для выполнения задач, аналогичных их области специализации, но эффективность работы в рамках данного проекта обычно зависит от таких факторов, как размер, габариты, вес, дальность действия, скорость, повторяемость движения, грузоподъемность и эксплуатационные расходы.
Оптимизация движения объекта управляемого промышленным роботом между двумя заданными позициями, включают как оптимизацию движения объект, которым манипулируют соответственно конечного исполнительного органа относительно базы робота, а также оптимизация позиционирования базы робота относительно приложения, определяемого двумя позициями, или наоборот, позиционирование приложения относительно робота основание. Оптимальное положение базы робота в сотовой сборке в зависимости от решаемых задач приводит к сокращению до 20% времени выполнения задачи. Цель такой оптимизации состоит в том, чтобы минимизировать или наоборот - максимизировать следующие функции: уменьшение времени выполнения и увеличение производительности робота с учетом того, что относительные скорости элементов привода конструктивно ограничены; уменьшение потребления энергии или механической работы, требуемой для выполнения, приводящей к снижению механических напряжений в приводах и на структуру робота и получение плавной траектории, которой легко следовать; уменьшение максимальной мощности, требуемой для работы с роботом. Для получения лучших результатов используют многокритериальную оптимизацию, которой удается достигнуть тогда, когда целевая функция достигает большее количество заданных выше критериев. Наиболее распространенные критерии: минимальное время, минимальная энергия.
Критерии эффективности важны не только для подбора промышленного робота для конкретного применения, но они имеют большое значение в течение всего периода использования. Промышленные роботы, как и все технические системы, подвержены износу, приводящему к ухудшению эксплуатационных параметров. Таким образом, требование регулярного измерения производительности и параметров промышленных роботов появляется для контроля его технического состояния и обеспечения надежности процессов. Регулярно собираемая информация является основой для прогрессивных форм технического обслуживания, она может помочь предотвратить сбой робота или появление несоответствующей продукции из-за ухудшения эксплуатационных характеристик. Правильный метод диагностики именно для этой цели зависит от определения требований к измерениям, выбора измерительного оборудования и метода измерения. Проведение измерений на промышленных роботах - комплексная задача, формирующая специфическую область промышленного робота.
Точность позиционирования определяется величиной ошибки позиционирования робота при многократном перемещении в заданное положение. Ошибка позиционирования может быть вызвана конструктивными особенностями робота, весом перемещаемых деталей, скоростью движения и значением движения по степеням свободы. Величина ошибки позиционирования является одной из критических характеристик промышленного робота, так как это может повлиять на его применение для сборки, калибровки, сварки, резки и т. д. Результаты предварительных испытаний показывают значительный разброс в точностных характеристиках в рабочей зоне робота. Кроме процедуры калибровки инструмента, прописанные в руководстве, вносят дополнительную погрешность. В таком случае, значение ошибки позиционирования непредсказуемо. Может быть выявлена только благодаря опыту наладчика роботов.
Широкое распространение получили промышленные роботы- манипуляторы, которые используются в производственных линиях, поскольку они точны и быстры. Однако традиционные промышленные манипуляторы предварительно запрограммированы программистами для выполнения конкретной задачи в хорошо структурированная и постоянной среде. В случае изменений окружающей среды программист должен заранее учесть все возможные события и закодировать действия робота в ответ всем этим различным событиям. Этот процесс будет включать тщательное тестирование каждого отдельного случая. Однако если появятся новые обстоятельства, которые не были учтены заранее, весь процесс предварительного программирования будет повторяться, а робот должен будет оставаться в нерабочем состоянии до тех пор, пока не будет перепрограммирован.
«ПР состоит из манипулятора (силового исполнителя) и программатора (системы управления), т.е. является автоматическим манипулятором с программным управлением»[15].
«Для выполнения сложных производственных функций ПР должен иметь : рабочие органы, (руки); управляющую систему и ЭВМ; комплекс датчиков рабочих органов робота и состояния рабочей среды; комплекс средств общения человека с роботом, необходимых для ввода команд, контроля функционирования. Устройство управления робота управляет его манипуляционными устройствами и устройством передвижения, образуя в совокупности с ними как объектами управления систему автоматического управления роботом»[15].
«Манипулятор промышленного робота по своему функциональному назначению должен обеспечивать движение выходного звена и закрепленного в нем объекта манипулирования в пространстве по заданной траектории и с заданной ориентацией. Для полного выполнения этого требования основной рычажный механизм манипулятора должен иметь не менее шести степеней подвижности, причем движение механизма в каждой из них должно быть управляемым. Промышленный робот с шестью степенями подвижности сложен как в изготовлении, так и в эксплуатации» [15].
«Для управления манипулятором по заданной траектории каждая кинематическая пара снабжена двумя исполнительными механизмами и двумя датчиками (конечными выключателями (КВ) начального и предельного положения)»[15].
Из приведенной выше информации вытекает основная цель выпускной квалификационной работы: проектирование технологического процесса воспроизведения корпуса выключателя, который при минимальной себестоимости отвечает условиям обеспечения необходимых показателей.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
• усовершенствовать технологический процесс путем внедрения нового оборудования и приспособлений и выбора наиболее экономичного варианта воспроизведения детали;
• применить полученные знания на практике.
Купить