Разработка роботизированного комплекса на основе трехосевого позиционера с ответной опорой и механизмом подъема план-шайбы тракторного завода "ДСТ-Урал"
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА ИСЛЕДОВАНИЯ 7
1.1 Описание и принцип работы роботизированного комплекса 7
1.2 Описание технологического процесса 10
1.3 Требования к системе 11
2 РАЗРАБОТКА МЕХАТРОННОЙ СИСТЕМЫ 13
2.1 Функциональная и кинематическая схемы объекта 13
2.1.1 Расчет привода вращения планшайбы 17
2.1.2 Расчет привода подъема 22
2.1.3 Расчет привода линейного перемещения 29
2.2 Выбор силового оборудования 35
2.2.1 Привод вращения планшайбы 35
2.2.2 Привод подъемы детали 37
2.2.3 Привод линейного перемещения 40
2.2.4 Элементы защиты 42
2.3 Силовая и функциональная схема привода 43
2.4 Подбор элементов автоматики 45
2.4.1 Программируемый логический контроллер 45
2.4.2 Панель оператора 47
2.4.3 Элементы автоматики 48
2.5 Требования к разрабатываемой SCADA-системе 51
2.5.1 Алгоритм работы системы управления 52
2.5.2 Требования к SCADA-системе 53
2.6 Разработка HMI-панели системы управления 53
2.6.1 Стартовый экран системы 54
2.6.2 Экран «Оператор» 55
2.6.3 Экран «Наладчик» 56
2.6.4 Экран «Сервис» 57
2.6.5 Экран «Пульт робота» 58
2.6.6 Экран «Ошибки» 59
2.7 Алгоритмы работы при работе с панелью оператора 60
3 ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО ОБЪЕКТА 66
3.1 Структурная схема управления позиционером 66
3.1.1 Блок сервопривода 66
3.1.2 Блок червячной передачи 68
3.1.3 Блок передачи винт-гайка 68
3.2 Модель мехатронного модуля 72
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 78
ПРИЛОЖЕНИЕ А Конструкторская документация на трехосевой позиционер 81
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Листинг программы 95
На базе имеющегося на предприятии «ДСТ-Урал» оборудования разработана управляющая система, представляющая собой совокупность чувствительных и исполнительных элементов, призванных облегчить процесс сварки изготавливаемой продукции.
Данный комплекс должен осуществлять сварку крупногабаритных и трудоемких элементов: рам тракторов, бульдозеров и трубоукладчиков. Поэтому для более эффективной и качественной сварки необходимо использовать промышленные роботы-манипуляторы и в паре к ним поворотные механизмы - позиционеры.
В данной выпускной квалификационной работе магистра разрабатывается проект роботизированного комплекса на основе трехосевого позиционера с ответной опорой с механизмом подъема планшайбы, грузоподъемностью пять тонн.
Разработана система управления трехосевым позиционером с ответной опорой и механизмом подъема планшайбы и программа для управления с панели оператора.
Приведены расчеты мехатронной системы с подбором исполнительных элементов. Приведена математическая модель системы в программной среде Matlab Simulink. Электротехническая документация на разрабатываемую систему разработана с использованием программного продукта EPLAN.
Данная система была успешно внедрена и отлажена на предприятии ООО «ДСТ-Урал». На сегодняшний день она успешно выполняет заданные функции.
