Помощь студентам в учебе
АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КЕРАМИЧЕСКОЙ ПЛИТКИ
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ, И РЕШЕНИЙ 9
1.1 СТЗ F500/F210ETN 10
1.2 СТЗ Xpectia- FH 12
1.3 СТЗ DMV2000 14
2 ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ
ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ 18
2.1 Постановка задачи 18
2.2 Сбор информации по данной теме 19
2.3 Реализация программного модуля для контроля геометрических
параметров керамической плитки 22
3 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ЛИНИИ СОРТИРОВКИ И
КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КЕРАМИЧЕСКОЙ ПЛИТКИ 32
3.1 Графическая схема работы СТЗ и схема расположения камер 32
3.2 Структурная схема линии сортировки и контроля геометрических
параметров керамической плитки 35
4 РАСЧЁТ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ СОРТИРОВОЧНОГО
КОНВЕЙЕРА 38
4.1 Расчёт мощности двигателя конвейера подачи 38
5 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ 43
5.1 Камера для СТЗ 43
5.2 Контроллер для СТЗ 46
5.3 Контроллер управления линией сортировки 48
5.4 Выбор датчиков технологической информации 50
5.5 Выбор блока питания 51
5.6 Выбор двигателей для конвейеров 52
5.7 Выбор устройств плавного пуска 53
6 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ЛИНИИ СОРТИРОВКИ
И КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КЕРАМИЧЕСКОЙ ПЛИТКИ 55
7 СОСТАВЛЕНИЕ СПИСКА СИГНАЛОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЛИНИЕЙ
СОРТИРОВКИ 57
7.1 Составление списка сигналов системы автоматизации 57
7.2 Сигналы управления 59
8 ПРИМЕР РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ПЛК 63
9 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА 69
9.1 Материальные затраты 69
9.2 Затраты на оплату труда 70
9.3 Отчисления на социальные нужды 71
9.4 Затраты на реализацию системы автоматизации 72
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 74
10.1 Краткое описание производственного участка 74
10.2 Анализ всех производственных и экологических опасностей 74
10.3 Нормы помещения для работы с ПЭВМ 75
10.4 Требования охраны труда при работе на анализируемом
оборудовании 75
10.5 Производственная санитария 77
10.6 Эргономика и производственная эстетика 82
10.7 Противопожарная и взрывобезопасность при работе с ПЭВМ 83
10.8 Экологическая безопасность 84
10.9 Обеспечение безопасности при угрозе чрезвычайных ситуаций 84
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 88
ВВЕДЕНИЕ 7
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ, И РЕШЕНИЙ 9
1.1 СТЗ F500/F210ETN 10
1.2 СТЗ Xpectia- FH 12
1.3 СТЗ DMV2000 14
2 ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ
ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ 18
2.1 Постановка задачи 18
2.2 Сбор информации по данной теме 19
2.3 Реализация программного модуля для контроля геометрических
параметров керамической плитки 22
3 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ЛИНИИ СОРТИРОВКИ И
КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КЕРАМИЧЕСКОЙ ПЛИТКИ 32
3.1 Графическая схема работы СТЗ и схема расположения камер 32
3.2 Структурная схема линии сортировки и контроля геометрических
параметров керамической плитки 35
4 РАСЧЁТ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ СОРТИРОВОЧНОГО
КОНВЕЙЕРА 38
4.1 Расчёт мощности двигателя конвейера подачи 38
5 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ 43
5.1 Камера для СТЗ 43
5.2 Контроллер для СТЗ 46
5.3 Контроллер управления линией сортировки 48
5.4 Выбор датчиков технологической информации 50
5.5 Выбор блока питания 51
5.6 Выбор двигателей для конвейеров 52
5.7 Выбор устройств плавного пуска 53
6 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ЛИНИИ СОРТИРОВКИ
И КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КЕРАМИЧЕСКОЙ ПЛИТКИ 55
7 СОСТАВЛЕНИЕ СПИСКА СИГНАЛОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЛИНИЕЙ
СОРТИРОВКИ 57
7.1 Составление списка сигналов системы автоматизации 57
7.2 Сигналы управления 59
8 ПРИМЕР РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ПЛК 63
9 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА 69
9.1 Материальные затраты 69
9.2 Затраты на оплату труда 70
9.3 Отчисления на социальные нужды 71
9.4 Затраты на реализацию системы автоматизации 72
10 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 74
10.1 Краткое описание производственного участка 74
10.2 Анализ всех производственных и экологических опасностей 74
10.3 Нормы помещения для работы с ПЭВМ 75
10.4 Требования охраны труда при работе на анализируемом
оборудовании 75
10.5 Производственная санитария 77
10.6 Эргономика и производственная эстетика 82
10.7 Противопожарная и взрывобезопасность при работе с ПЭВМ 83
10.8 Экологическая безопасность 84
10.9 Обеспечение безопасности при угрозе чрезвычайных ситуаций 84
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 88
Хорошо известно, что большую роль в получение прибыли производителем является увеличение частоты выпуска своей продукции, уменьшение затрат на изготовление и сохранение качеств товара, по возможности его улучшив. В связи с развитием ЭВМ, появляются возможности увеличить скорость и производительность труда за счет автоматизации и конвейеризации производства.
Причем нужно учесть, что затраты на нововведение должны быть соизмеримы с привнесенной от них прибылью в будущем. Лучше всего будет заняться автоматизированием именно тех процессов, которые не будут иметь больших затрат, но которые могут представлять так называемое "бутылочное горлышко" для всего временного цикла изготовления конечного продукта.
В данной выпускной квалификационной работе рассмотрим автоматизацию участка по контролю геометрических параметров керамической плитки.
Для автоматизации процесса будет использоваться современная система технического зрения (СТЗ). В настоящее время системы технического зрения уже активно применяется в различных областях деятельности промышленности и производства, включающих:
- системы измерения;
- системы обнаружения и считывания штрих-кода, либо любых других
- маркировок, в том числе, непосредственно, текстовой и числовой информации;
- автоматические системы учета товара;
- системы безопасности;
- системы визуального контроля качества (обнаружение дефектов);
- системы управление промышленными роботами и манипуляторами, которое так широко распространённо в автомобильной промышленности.
Актуальность данной работы заключается в том, что в современных производственных реалиях важно увеличить скорость работы конвейерной линии по сортировке, при сохранении необходимого уровня контроля геометрических параметров керамической плитки. Для выполнения данной работы используются современные решения систем технического зрения для контроля качества выпускаемой продукции, которая может обеспечить необходимую скорость сбора и обработки данных.
Целью выпускной квалификационной работы является увеличения объема выпускаемой продукции.
Для достижения поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:
1) анализ предлагаемых систем технического зрения на рынке и обоснование для применения в разрабатываемой системе;
2) выбор системы технического зрения для контроля геометрических параметров керамической плитки;
3) обзор существующего процесса и необходимых требовании при контроле геометрических параметров керамической плитки;
Причем нужно учесть, что затраты на нововведение должны быть соизмеримы с привнесенной от них прибылью в будущем. Лучше всего будет заняться автоматизированием именно тех процессов, которые не будут иметь больших затрат, но которые могут представлять так называемое "бутылочное горлышко" для всего временного цикла изготовления конечного продукта.
В данной выпускной квалификационной работе рассмотрим автоматизацию участка по контролю геометрических параметров керамической плитки.
Для автоматизации процесса будет использоваться современная система технического зрения (СТЗ). В настоящее время системы технического зрения уже активно применяется в различных областях деятельности промышленности и производства, включающих:
- системы измерения;
- системы обнаружения и считывания штрих-кода, либо любых других
- маркировок, в том числе, непосредственно, текстовой и числовой информации;
- автоматические системы учета товара;
- системы безопасности;
- системы визуального контроля качества (обнаружение дефектов);
- системы управление промышленными роботами и манипуляторами, которое так широко распространённо в автомобильной промышленности.
Актуальность данной работы заключается в том, что в современных производственных реалиях важно увеличить скорость работы конвейерной линии по сортировке, при сохранении необходимого уровня контроля геометрических параметров керамической плитки. Для выполнения данной работы используются современные решения систем технического зрения для контроля качества выпускаемой продукции, которая может обеспечить необходимую скорость сбора и обработки данных.
Целью выпускной квалификационной работы является увеличения объема выпускаемой продукции.
Для достижения поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:
1) анализ предлагаемых систем технического зрения на рынке и обоснование для применения в разрабатываемой системе;
2) выбор системы технического зрения для контроля геометрических параметров керамической плитки;
3) обзор существующего процесса и необходимых требовании при контроле геометрических параметров керамической плитки;
В настоящей работе рассмотрены три системы технического зрения. В результате сравнения необходимых функций, произведён выбор системы технического зрения от компании Omron «Xpectia-FH».
Представлен теоретический материл по работе систем технического зрения. Схематично показано как создаётся трехмерная модель объекта с помощью двух и более камер.
Применён метод контурного анализа для определения геометрических параметров объекта на изображении. Представлена математическая реализации контроля геометрических параметров.
Приведены возможные дефекты керамической плитки и варианты их распределение по сортам.
По требованиям ГОСТ составлены критерии для сортировки плитки по 4 сортам.
В результате представлен упрощённый графический вариант способа установки камер СТЗ для распознавания.
Разработаны структурная и функциональная схемы для линии сортировки и контроля геометрических параметров. Приведено содержательное описание работы автоматики на линии сортировки.
В качестве датчика определения наличия детали используется оптоволоконный датчик E32-T21L 2M фирмы OMRON с увеличенным расстоянием срабатывания.
Выбраны одна цветная камера FH-SCX12 и две монохромные камеры FH- SMX12 с объективами.
Для управления системой сортировки выбран контроллер SIEMENS SIMATIC S7-1200.
Разработана программа контроллера Siemens SIMATIC S7-1200 для работы конвейера сортировки с использованием языка программирования LD (или язык лестничных диаграмм).
Для системы технического зрения выбран четырехъядерный высокоскоростной контроллер FH-3050-20. Контроллер обеспечивает поддержку высокоскоростных камер со скоростью съемки до 38,9 кадров в секунду и необходимую точность измерений до 0,5 мм.
Внедрение системы позволяет повысить объем выпуска продукции с 3,5 до 14 миллионов квадратных метров в год.
Общая сумма затрат по статьям материальные затраты, затраты на оплату труда и социальные отчисления составила 4 164 492 рублей.
Рассмотрены вопросы экологической безопасности и обеспечения безопасности при угрозе чрезвычайных ситуаций, а также рассмотрена противопожарная и взрывобезопасность при работе с персональной электронно-вычислительной машиной. Произведен анализ всех производственных и экологических опасностей. Предусмотрены меры по охране труда и определены требования производственной санитарии. Рассмотрены вопросы экологической безопасности и обеспечения безопасности при угрозе чрезвычайных ситуаций, а также рассмотрена противопожарная и взрывобезопасность при работе с персональной электронно-вычислительной машиной.
Представлен теоретический материл по работе систем технического зрения. Схематично показано как создаётся трехмерная модель объекта с помощью двух и более камер.
Применён метод контурного анализа для определения геометрических параметров объекта на изображении. Представлена математическая реализации контроля геометрических параметров.
Приведены возможные дефекты керамической плитки и варианты их распределение по сортам.
По требованиям ГОСТ составлены критерии для сортировки плитки по 4 сортам.
В результате представлен упрощённый графический вариант способа установки камер СТЗ для распознавания.
Разработаны структурная и функциональная схемы для линии сортировки и контроля геометрических параметров. Приведено содержательное описание работы автоматики на линии сортировки.
В качестве датчика определения наличия детали используется оптоволоконный датчик E32-T21L 2M фирмы OMRON с увеличенным расстоянием срабатывания.
Выбраны одна цветная камера FH-SCX12 и две монохромные камеры FH- SMX12 с объективами.
Для управления системой сортировки выбран контроллер SIEMENS SIMATIC S7-1200.
Разработана программа контроллера Siemens SIMATIC S7-1200 для работы конвейера сортировки с использованием языка программирования LD (или язык лестничных диаграмм).
Для системы технического зрения выбран четырехъядерный высокоскоростной контроллер FH-3050-20. Контроллер обеспечивает поддержку высокоскоростных камер со скоростью съемки до 38,9 кадров в секунду и необходимую точность измерений до 0,5 мм.
Внедрение системы позволяет повысить объем выпуска продукции с 3,5 до 14 миллионов квадратных метров в год.
Общая сумма затрат по статьям материальные затраты, затраты на оплату труда и социальные отчисления составила 4 164 492 рублей.
Рассмотрены вопросы экологической безопасности и обеспечения безопасности при угрозе чрезвычайных ситуаций, а также рассмотрена противопожарная и взрывобезопасность при работе с персональной электронно-вычислительной машиной. Произведен анализ всех производственных и экологических опасностей. Предусмотрены меры по охране труда и определены требования производственной санитарии. Рассмотрены вопросы экологической безопасности и обеспечения безопасности при угрозе чрезвычайных ситуаций, а также рассмотрена противопожарная и взрывобезопасность при работе с персональной электронно-вычислительной машиной.