📄Работа №160001
Тема: Модернизация промышленного робота ТУР-10
Характеристики работы
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Машиностроение
Объем:
66 листов
Год:
2021
Просмотров:
145
4920
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОМЫШЛЕННОМ РОБОТЕ ТУР-10 14
2 МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА ТУР-10 19
2.1 Назначение и функции контроллера ОВЕН ПР200 20
2.2 Разработка управляющей программы в среде OWEN Logic 21
2.3 Назначение и функции панели оператора ОВЕН СП270 29
2.4 Назначение и функции преобразователя частоты ВЕСПЕР Е2-8300 31
2.5 Конфигурирование преобразователя частоты ВЕСПЕР Е2-8300 32
2.6 Назначение и функции датчика угла поворота 39
2.7 Модернизация электроприводов 41
3 МОДЕРНИЗАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА ТУР -10 46
3.1 Определение номинальной грузоподъемности ПР 46
3.2 Расчет ориентирующего механизма 47
3.3 Расчет механизма вращения траверсы 51
3.4 Расчет захватного устройства 55
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ 61
Заключение 63
Список использованной литературы 65
Приложения должны быть в работе, но в данный момент отсутствуют
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОМЫШЛЕННОМ РОБОТЕ ТУР-10 14
2 МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА ТУР-10 19
2.1 Назначение и функции контроллера ОВЕН ПР200 20
2.2 Разработка управляющей программы в среде OWEN Logic 21
2.3 Назначение и функции панели оператора ОВЕН СП270 29
2.4 Назначение и функции преобразователя частоты ВЕСПЕР Е2-8300 31
2.5 Конфигурирование преобразователя частоты ВЕСПЕР Е2-8300 32
2.6 Назначение и функции датчика угла поворота 39
2.7 Модернизация электроприводов 41
3 МОДЕРНИЗАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА ТУР -10 46
3.1 Определение номинальной грузоподъемности ПР 46
3.2 Расчет ориентирующего механизма 47
3.3 Расчет механизма вращения траверсы 51
3.4 Расчет захватного устройства 55
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ 61
Заключение 63
Список использованной литературы 65
Приложения должны быть в работе, но в данный момент отсутствуют
📖 Введение
Изучение передовых технологических процессов и оснащения, тенденций и возможностей их демонстрирует, что в будущем времени главным внедрением в индустрии типом ПР станут роботы с дискертным управлением, работающие по строгим циклам управления с малозначительными элементами адаптации. Увеличение производительности внедрения роботов не может быть без значимого совершенствования их технических данных и наращивания показателя активной универсальности.
Актуальность работы заключается в том, что промышленный робот старого образца был модернизирован под современные требования.
Цель работы: модернизация промышленного робота ТУР-10 с использованием современных электроприводов и комплектующих системы управления для восстановления работоспособности с повышением грузоподъемности.
Задачи работы:
• Модернизировать приводы робота, заменив электродвигатели постоянного тока на асинхронные двигатели, оснащенные датчиками угла положения;
• Спроектировать систему управления на основе программируемого логического контроллера, панели оператора, преобразователя частоты и датчика угла поворота;
• Разработать управляющую программу промышленным контроллером, сконфигурировать панель оператора и преобразователь частоты;
• Провести расчеты ориентирующего механизма, механизма вращения траверсы, захватного устройства, а также исследования точности позиционирования.
Объектом исследования является промышленный робот ТУР-10.
Научная новизна работы заключается в системе управления, созданной на основе современных средств промышленной автоматики, взамен морально устаревшей и не подлежащей восстановлению в связи с отсутствием необходимой элементной базы. Кроме того заменен электродвигатель постоянного тока на асинхронный двигатель и установлены программируемый логический контроллер, панель оператора, преобразователь частоты и датчик угла поворота.
Практическая полезность: Разработан проект модернизации промышленного робота ТУР-10, позволяющий восстановить работоспособность устаревшего оборудования с использованием современных электроприводов и комплектующих системы управления.
В ПР, специализированных для выполнения транспортных , загрузочно-разгрузочных и других сборочных операций, более действенно логико-программное управление, под этим понимается управление перемещениями рабочих органов манипуляционной системы ПР в согласовании с системой логических уравнений управляющих команд. Есть схожесть робототехнических задач с задачами большинства автоматизируемых операций, характеристикой которой считается движение объекта ( или же инструмента ) в месте от одной позиции к иной по заданной траектории, с одновременной переориентацией объекта( инструмента). События по разработке логико-программного управления транспортирующими и ориентирующими движениями рабочих органов ПР разбиваются на следующие этапы:
• Анализ системы, режимов и критерий эксплуатации промышленных роботов с дискретным управлением, а еще траекторией движения объектов и инструмента, обычных для роботизируемой технологической операции, с целью определения методов задания траекторий движений и ориентации рабочих органов и алгоритмов получения последовательности действий исполнительных приводов ПР, включаемых в технологический процесс;
• Наложение ограничений на полученных очередности действий исполнительных приводов, исходящих из допущений о виде и характере данной линии движения (траектория дает собой кусочно-непрерывную кривую, любой из участков соответствует движению лишь только по одной координате);
• Составление последовательности действий исполнительных приводов ПР с учетов обозначенных лимитов;
• Построение активной модели и разработка метода функционирования системы логико-программного управления с учетом вероятных сбоев и их результатов на выполнение последовательности действий исполнительных приводов ПР;
• Получение очередности управляющих команд - дискретных сигналов, вызывающих срабатывание исполнительного привода;
• Исследование начальной очередности управляющих команд на вероятность безотказного управления. В случае неподтверждения безотказного управления - переустройство и дополнение начальной последовательности действий исполнительных приводов ПР.
• Разработка системы логических уравнений очередности управляющих команд с учетом такого, собственно что каждая команда имеет возможность быть представлена в виде логически взаимосвязанного большого количества сигналов о положении рабочих органов ПР и о работе технологического оснащения. Закономерные уравнения входящих в очередность управляющих команд образуют систему логических уравнений, обеспечивающих жесткое выполнение данной последовательности действий исполнительных приводов ПР;
• Разработка совместного метода логико-программного управления транспортирующими и ориентирующими перемещениями ПР с учетом ограничений, обусловленных дискретным характером управления и специфичными особенностями эксплуатации ПР;
• Разработка комплекса программ для ЭВМ, реализующего совместный метод логико-программного управления и обеспечивающего проведение анализа массива данных, формирование последовательности действий исполнительных приводов ПР, получение очередности и составление системы логических уравнений управляющих команд.
При разработке логико-программного управления ПР предусматривают массив начальных данных. Который имеет информацию о данной линии движения и требуемой ориентации рабочего органа( инструмента), а еще дополнительную информацию, отражающую своеобразные особенности возведения манипуляционной системы ПР. Наличие комплекса программ облегчает процесс программирования управления, ограничивая его заданием нужной линии движения и ориентации рабочего органа ПР и обеспечивая вероятность скорого перепрограммирования.
Система логических управлений имеет возможность представить в виде программы для ЭВМ. Система логических уравнений управляющих команд записывается в виде программы в соответствующем машинном виде. Целью информационного обеспечивания считается придание роботу качеств, позволяющих ему работать в изменяющихся критериях. При данной работе предусматриваются конфигурации как в находящейся вокруг среде, происходящие с объектами влияния, например и внутреннего состояния ПР (условия его нагружения, смысла кинематических и динамических параметров). Благодаря этому робот имеет возможность работать в условиях, не предусмотренных программой его работы
Для выполнения подобный работы нужно применить всевозможные способы анализа состояния, находящейся вокруг ПР, а еще способы анализа положения и состояния составляющих как самого робота, например в обслуживаемых им технологических машин. В первом случае способы информационного обеспечивания относятся к наружным, а втором - к внутренним.
В позиционных устройствах программного управления, используемых в ПР, особой особенностью считается присутствие режима обучения. В данном режиме движения ЗУ в требуемую точку места записываются в память прибора управления с поддержкой датчиков обратной связью подвижных звеньев. датчики обратной связи подвижных звеньев манипулятора цифровые. В числовых устройствах позиционного управления используемых для управления ПР со важным количеством точек позиционирования, с поддержкой операционно-логического блока сравнивается состояние рабочих органов ПР с данной программой управления, вслед за этим выдаются управляющие команды на робот. роботы с сервоуправлением имеют внутренние датчики( положения, скорости, ускорения, силы, момента), обеспечивающие контроль внутреннего состояния робота. Сопоставлением фактических и данных характеристик в случае надобности вносятся надлежащие корректировки.
Манипуляторы промышленных роботов Манипуляторы промышленных роботов предусмотрены для движения рабочего органа или же предмета, оказавшегося на нем, из 1-го положения в другое в границах зоны обслуживания по случайной или же заблаговременно линии движения с точной точностью. Совокупность перемещений робота представлены в виде глобальных (межоперационных), региональных(внутри операционных) и локальных (технологических) перемещений.
Глобальные ( межоперационные) перемещения робота - это перемещения от объекта к объекту на подвижном основании. Региональные перемещения производятся рабочими органами стационарного робота в границах его зоны обслуживания. К локальным относят движения рабочего органа при ориентирующих перемещениях или же при выполнении технологических операций. В зависимости от вида применяемых в структуре манипулятора ПР кинематических пар гарантируется поступательные, вращательные и комбинированные перемещения. Таким образом, внедрение кинематических пар в сочетании с теми или другими группами перемещений дает возможность создавать манипуляторы ПР с требуемыми зонами обслуживания, работающие в конкретной (заданной) системе координат: прямоугольной P, сферической (поверхность Ss ), цилиндрической С и сферической (объем Sv). Каждой из систем координат, в которых задумывается ПР, соответствует конкретный порядок перевода его рабочих органов из одной точки Р1 рабочей зоны в иную Р2, собственно что предусматривается при программирование перемещений ПР.
Труднее обстоит дело с обратной связью по положению призванной обеспечить остановку в конце кинематической цепи исполнительного органа. Это дозволит корректировать все промахи механической части, охватывая мертвые ходы механизма, люфты и упругие деструкции. Датчики обратной связи по положению различают 3-х типов : импульсные, кодовые и аналоговые.
Импульсные датчики используются в системах отсчета координат по приращениям, так как не могут дать информацию в неподвижном состоянии. В приборе управления обязан быть счетчик для регистрации поступающих от датчика импульсов и их сбережения. Импульсные датчики имеют все шансы быть разного принципа воздействия, в том числе числе фотоэлектрические, индуктивные и т.д. системы импульсных датчиков обратной связи многочисленны.
Кодовый датчик обратной связи выделяется тем, что на его выходе складывается код, позволяющий с важной точностью предопределять состояние исполнительного органа в любой точке данного движения, в том числе и в недвижимом состоянии. Существует некоторое количество типов аналоговых датчиков, выпускаемых серийно. К ним возможно отнести многооборотный потенциометр на подобии 1111МЛ, имеющий надлежащие свойства : разрешающую способность - не менее 0,01 % ; быстродействие - не менее 200 об/мин; надежность - 1000 ч при вероятности отказа 0,92. Устройство числового программного управления предназначено для управления манипулятором ПР при автоматизации всевозможных технологических процессов изготовления , которые требуют позиционного управления. Основная область использования приборов такого типа - управление манипуляторами при автоматизации транспортных и вспомогательных, загрузочно-разгрузочных операций, связанных с обслуживанием группы металлорежущих станков.
Актуальность работы заключается в том, что промышленный робот старого образца был модернизирован под современные требования.
Цель работы: модернизация промышленного робота ТУР-10 с использованием современных электроприводов и комплектующих системы управления для восстановления работоспособности с повышением грузоподъемности.
Задачи работы:
• Модернизировать приводы робота, заменив электродвигатели постоянного тока на асинхронные двигатели, оснащенные датчиками угла положения;
• Спроектировать систему управления на основе программируемого логического контроллера, панели оператора, преобразователя частоты и датчика угла поворота;
• Разработать управляющую программу промышленным контроллером, сконфигурировать панель оператора и преобразователь частоты;
• Провести расчеты ориентирующего механизма, механизма вращения траверсы, захватного устройства, а также исследования точности позиционирования.
Объектом исследования является промышленный робот ТУР-10.
Научная новизна работы заключается в системе управления, созданной на основе современных средств промышленной автоматики, взамен морально устаревшей и не подлежащей восстановлению в связи с отсутствием необходимой элементной базы. Кроме того заменен электродвигатель постоянного тока на асинхронный двигатель и установлены программируемый логический контроллер, панель оператора, преобразователь частоты и датчик угла поворота.
Практическая полезность: Разработан проект модернизации промышленного робота ТУР-10, позволяющий восстановить работоспособность устаревшего оборудования с использованием современных электроприводов и комплектующих системы управления.
В ПР, специализированных для выполнения транспортных , загрузочно-разгрузочных и других сборочных операций, более действенно логико-программное управление, под этим понимается управление перемещениями рабочих органов манипуляционной системы ПР в согласовании с системой логических уравнений управляющих команд. Есть схожесть робототехнических задач с задачами большинства автоматизируемых операций, характеристикой которой считается движение объекта ( или же инструмента ) в месте от одной позиции к иной по заданной траектории, с одновременной переориентацией объекта( инструмента). События по разработке логико-программного управления транспортирующими и ориентирующими движениями рабочих органов ПР разбиваются на следующие этапы:
• Анализ системы, режимов и критерий эксплуатации промышленных роботов с дискретным управлением, а еще траекторией движения объектов и инструмента, обычных для роботизируемой технологической операции, с целью определения методов задания траекторий движений и ориентации рабочих органов и алгоритмов получения последовательности действий исполнительных приводов ПР, включаемых в технологический процесс;
• Наложение ограничений на полученных очередности действий исполнительных приводов, исходящих из допущений о виде и характере данной линии движения (траектория дает собой кусочно-непрерывную кривую, любой из участков соответствует движению лишь только по одной координате);
• Составление последовательности действий исполнительных приводов ПР с учетов обозначенных лимитов;
• Построение активной модели и разработка метода функционирования системы логико-программного управления с учетом вероятных сбоев и их результатов на выполнение последовательности действий исполнительных приводов ПР;
• Получение очередности управляющих команд - дискретных сигналов, вызывающих срабатывание исполнительного привода;
• Исследование начальной очередности управляющих команд на вероятность безотказного управления. В случае неподтверждения безотказного управления - переустройство и дополнение начальной последовательности действий исполнительных приводов ПР.
• Разработка системы логических уравнений очередности управляющих команд с учетом такого, собственно что каждая команда имеет возможность быть представлена в виде логически взаимосвязанного большого количества сигналов о положении рабочих органов ПР и о работе технологического оснащения. Закономерные уравнения входящих в очередность управляющих команд образуют систему логических уравнений, обеспечивающих жесткое выполнение данной последовательности действий исполнительных приводов ПР;
• Разработка совместного метода логико-программного управления транспортирующими и ориентирующими перемещениями ПР с учетом ограничений, обусловленных дискретным характером управления и специфичными особенностями эксплуатации ПР;
• Разработка комплекса программ для ЭВМ, реализующего совместный метод логико-программного управления и обеспечивающего проведение анализа массива данных, формирование последовательности действий исполнительных приводов ПР, получение очередности и составление системы логических уравнений управляющих команд.
При разработке логико-программного управления ПР предусматривают массив начальных данных. Который имеет информацию о данной линии движения и требуемой ориентации рабочего органа( инструмента), а еще дополнительную информацию, отражающую своеобразные особенности возведения манипуляционной системы ПР. Наличие комплекса программ облегчает процесс программирования управления, ограничивая его заданием нужной линии движения и ориентации рабочего органа ПР и обеспечивая вероятность скорого перепрограммирования.
Система логических управлений имеет возможность представить в виде программы для ЭВМ. Система логических уравнений управляющих команд записывается в виде программы в соответствующем машинном виде. Целью информационного обеспечивания считается придание роботу качеств, позволяющих ему работать в изменяющихся критериях. При данной работе предусматриваются конфигурации как в находящейся вокруг среде, происходящие с объектами влияния, например и внутреннего состояния ПР (условия его нагружения, смысла кинематических и динамических параметров). Благодаря этому робот имеет возможность работать в условиях, не предусмотренных программой его работы
Для выполнения подобный работы нужно применить всевозможные способы анализа состояния, находящейся вокруг ПР, а еще способы анализа положения и состояния составляющих как самого робота, например в обслуживаемых им технологических машин. В первом случае способы информационного обеспечивания относятся к наружным, а втором - к внутренним.
В позиционных устройствах программного управления, используемых в ПР, особой особенностью считается присутствие режима обучения. В данном режиме движения ЗУ в требуемую точку места записываются в память прибора управления с поддержкой датчиков обратной связью подвижных звеньев. датчики обратной связи подвижных звеньев манипулятора цифровые. В числовых устройствах позиционного управления используемых для управления ПР со важным количеством точек позиционирования, с поддержкой операционно-логического блока сравнивается состояние рабочих органов ПР с данной программой управления, вслед за этим выдаются управляющие команды на робот. роботы с сервоуправлением имеют внутренние датчики( положения, скорости, ускорения, силы, момента), обеспечивающие контроль внутреннего состояния робота. Сопоставлением фактических и данных характеристик в случае надобности вносятся надлежащие корректировки.
Манипуляторы промышленных роботов Манипуляторы промышленных роботов предусмотрены для движения рабочего органа или же предмета, оказавшегося на нем, из 1-го положения в другое в границах зоны обслуживания по случайной или же заблаговременно линии движения с точной точностью. Совокупность перемещений робота представлены в виде глобальных (межоперационных), региональных(внутри операционных) и локальных (технологических) перемещений.
Глобальные ( межоперационные) перемещения робота - это перемещения от объекта к объекту на подвижном основании. Региональные перемещения производятся рабочими органами стационарного робота в границах его зоны обслуживания. К локальным относят движения рабочего органа при ориентирующих перемещениях или же при выполнении технологических операций. В зависимости от вида применяемых в структуре манипулятора ПР кинематических пар гарантируется поступательные, вращательные и комбинированные перемещения. Таким образом, внедрение кинематических пар в сочетании с теми или другими группами перемещений дает возможность создавать манипуляторы ПР с требуемыми зонами обслуживания, работающие в конкретной (заданной) системе координат: прямоугольной P, сферической (поверхность Ss ), цилиндрической С и сферической (объем Sv). Каждой из систем координат, в которых задумывается ПР, соответствует конкретный порядок перевода его рабочих органов из одной точки Р1 рабочей зоны в иную Р2, собственно что предусматривается при программирование перемещений ПР.
Труднее обстоит дело с обратной связью по положению призванной обеспечить остановку в конце кинематической цепи исполнительного органа. Это дозволит корректировать все промахи механической части, охватывая мертвые ходы механизма, люфты и упругие деструкции. Датчики обратной связи по положению различают 3-х типов : импульсные, кодовые и аналоговые.
Импульсные датчики используются в системах отсчета координат по приращениям, так как не могут дать информацию в неподвижном состоянии. В приборе управления обязан быть счетчик для регистрации поступающих от датчика импульсов и их сбережения. Импульсные датчики имеют все шансы быть разного принципа воздействия, в том числе числе фотоэлектрические, индуктивные и т.д. системы импульсных датчиков обратной связи многочисленны.
Кодовый датчик обратной связи выделяется тем, что на его выходе складывается код, позволяющий с важной точностью предопределять состояние исполнительного органа в любой точке данного движения, в том числе и в недвижимом состоянии. Существует некоторое количество типов аналоговых датчиков, выпускаемых серийно. К ним возможно отнести многооборотный потенциометр на подобии 1111МЛ, имеющий надлежащие свойства : разрешающую способность - не менее 0,01 % ; быстродействие - не менее 200 об/мин; надежность - 1000 ч при вероятности отказа 0,92. Устройство числового программного управления предназначено для управления манипулятором ПР при автоматизации всевозможных технологических процессов изготовления , которые требуют позиционного управления. Основная область использования приборов такого типа - управление манипуляторами при автоматизации транспортных и вспомогательных, загрузочно-разгрузочных операций, связанных с обслуживанием группы металлорежущих станков.
✅ Заключение
Реализован не просто один электропривод, а заменена вся система управления вместе с исполнительными механизмами то есть заменено целиком и полностью система управления робота с исполнительными механизмами в частности поворотной платформы самого робота. Установлены контроллер - основное головное устройство системы управления, для задания координат и отображения информации применен панель оператора. Разработана управляющая программа для контроллера. На первом этапе реализовано замена двигателя постоянного тока исполнительного механизма поворотной платформы на двигатель переменного тока асинхронного двигателя, который управляется непосредственно преобразователем частоты, который в свою очередь получает управляющую команду от головного устройство от контроллера ПР -200 фирмы ОВЕН, а задание информации отображения происходит с помощью терминала, панели оператора. Разработан первый этап, только поворотная платформа, не затрагивая механизмы схвата, механизмы перемещения руки, а только решена маленькая узкая задача, только поворотную платформу робота. Добавлены новые элементы : контроллер, панель оператор, преобразователь частоты и заменены исполнительные механизмы двигатель постоянного тока на асинхронный двигатель. Реализована задание с помощью панели оператора, задаются конкретные точки перемещения руки робота, его схвата в декартовых системах координат, а контроллер, для которого разработана управляющая программа, пересчитывает декартовые системы координат в полярные для перемещения поворота в нужном направлении, в точку нашей поворотной платформы робота.
По аналогии с этой системой управления можно реализовать и остальные приводы управления. На данном этапе реализована одна ось свободы робота, проверено работает ли это решение. Весь робот будет управляться от этого контроллера, задаваться и отображаться на панели оператора, но для этого должна появится третья координата - по вертикали, и соответственно другие приводы будут работать по такому же принципу работы.
По аналогии с этой системой управления можно реализовать и остальные приводы управления. На данном этапе реализована одна ось свободы робота, проверено работает ли это решение. Весь робот будет управляться от этого контроллера, задаваться и отображаться на панели оператора, но для этого должна появится третья координата - по вертикали, и соответственно другие приводы будут работать по такому же принципу работы.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.
Автомобили и автомобильное хозяйство
Технология машиностроения
Механика