📄Работа №217452
Тема: Разработка роботизированного участка складского помещения станции технического обслуживания для хранения ячеек тяговых батарей электромобилей различной ёмкости
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
Автомобили и автомобильное хозяйство
Объем:
51 листов
Год:
2022
Просмотров:
3
4510
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
Аннотация
Введение 4
1 Стартовые данные 9
1.1 Обзор ячейки тяговой батареи 9
1.2 Последовательность выполнения операций 13
1.3 Линейная система промышленного робота 14
2 Разработка транспортирующего устройства 20
2.1 Расчёт усилия прижима пневматических зажимов 20
2.2 Разработка и проектирование транспортирующего устройства 22
2.3 Расчёт осевой нагрузки промышленного робота 27
3 Разработка стеллажа хранения ячеек тяговых батарей 29
4 Калибрование и обслуживание транспортирующего устройства 35
5 Безопасность роботизированного участка 39
5.1 Правила безопасности обслуживающего персонала 39
5.2 Правила безопасности промышленного робота 41
6 Программирование траектории движения робота 44
Заключение 48
Список используемых источников 49
Введение 4
1 Стартовые данные 9
1.1 Обзор ячейки тяговой батареи 9
1.2 Последовательность выполнения операций 13
1.3 Линейная система промышленного робота 14
2 Разработка транспортирующего устройства 20
2.1 Расчёт усилия прижима пневматических зажимов 20
2.2 Разработка и проектирование транспортирующего устройства 22
2.3 Расчёт осевой нагрузки промышленного робота 27
3 Разработка стеллажа хранения ячеек тяговых батарей 29
4 Калибрование и обслуживание транспортирующего устройства 35
5 Безопасность роботизированного участка 39
5.1 Правила безопасности обслуживающего персонала 39
5.2 Правила безопасности промышленного робота 41
6 Программирование траектории движения робота 44
Заключение 48
Список используемых источников 49
📖 Аннотация
В дипломной работе разработан проект роботизированного участка складского помещения станции технического обслуживания для хранения ячеек тяговых батарей электромобилей. Актуальность исследования обусловлена ростом парка электромобилей и необходимостью автоматизации процессов их обслуживания, что отражено в трудах Бородина И.Ф. и Брюханова В.Н. Основные результаты включают разработку транспортирующего устройства с пневмозажимами, металлоконструкции стеллажа, системы безопасности и управляющих программ для промышленного робота грузоподъёмностью 500 кг. Научная значимость заключается в методике проектирования подобных систем, а практическая — в готовом инженерном решении, повышающем эффективность и безопасность складских операций на СТО.
📖 Введение
Применение роботов в промышленности началось, по историческим меркам, не так давно — чуть больше, чем полвека назад, но сейчас уже мало какое производство можно представить себе без автоматических линий, без стальных манипуляторов и зорких стеклянных зрачков роботов — эти железные ребята прочно вошли в большинство производственных процессов и уходить не собираются [2].
Промышленная робототехника является одним из новых направлений автоматизации производственных процессов, начало развития, которого в нашей стране относится к последнему десятилетию. «Комплексный подход к решению технико-экономических и социальных задач, связанных с внедрением их промышленных роботов (ПР), позволил высвободить около 2000 рабочих. В процессе создания, производства и внедрения ПР приходилось сталкиваться с решением ряда сложных научно-технических проблем. Получен большой, опыт по разработке робототехнических комплексов (РТК) и организации автоматизированного производства на базе ПР. Все эти вопросы, получившие отражение в предлагаемой книге, представляют, по нашему мнению, значительный интерес как для широкого круга специалистов, конструкторов и производственников различных отраслей, которые заняты в настоящее время работой по увеличению производства и широкому применению ПР [5] во всех отраслях народного хозяйства, так и для всех специалистов, работающих в области автоматизации производственных процессов.
Современный этап научно-технической революции характеризуется комплексной автоматизацией производства на базе систем машин-автоматов. До недавних пор в основном применяли специализированные автоматы и автоматические линии, незаменимые в массовом производстве, но нерентабельные в условиях серийного и мелкосерийного производства из -за высокой стоимости, а также длительности разработки, внедрения и 4
переналадки их на новую продукцию. Традиционное управляемое вручную оборудование обеспечивает достаточную гибкость производства, но требует применения квалифицированного труда рабочих и имеет низкую производительность.
За последние десятилетия автоматизация основных технологических операций (формообразование и изменение физических свойств деталей) достигла такого уровня, что вспомогательные операции, связанные с транспортировкой и складированием деталей, разгрузкой и загрузкой технологического оборудования, выполняемых вручную либо с помощью существующих средств механизации и автоматизации, являются тормозом как в повышении производительности труда, так и в дальнейшем совершенствовании технологии [6]. Обычными методами с помощью существующих технических средств невозможно автоматизировать сборочные, сварочные, окрасочные и многие другие операции. Все это привело к острым противоречиям между совершенством промышленной техники и характером труда при ее использовании, потребностью в трудовых ресурсах и их фактическим наличием, требованиями интенсификации производственных процессов и ограниченными психофизиологическими возможностями человека. Эти причины социального, экономического и технического характера, ставшие основными сдерживающими факторами в развитии производства и дальнейшем повышении производительности труда, а также современные достижения в создании орудий производства, вычислительной техники и электроники привели к бурному развитию робототехники - отрасли, создавшей и производящей новую разновидность автоматических машин - промышленные роботы» [1]. По замыслу
разработчиков эти машины предназначены для замены человека на опасных для здоровья, физически тяжелых и утомительно однообразных ручных работах. Свое название они получили благодаря реализованной в них идеи моделирования двигательных, управляющих и, в некоторой степени, приспособительных функций рабочих, занятых на повторяющихся трудовых операциях по разгрузке-загрузке технологического оборудования, управлению работой этого оборудования, межоперационному перемещению и складированию деталей, а также на различных сборочных, сварочных, окрасочных и других операциях, выполняемых с применением переносных орудий труда.
Промышленные роботы (ПР) оказались тем недостающим звеном, появление которого позволило решать задачи комплексной автоматизации на более высоком уровне, объединяя средства производства предприятия в единый автоматизированный комплекс.
Цель работы является разработка роботизированного участка хранения ячеек тяговых батарей различной ёмкости для электромобилей. Объектом является тяговая батарея автомобиля, представляющий собой прямоугольный ящик, весом до 300кг. Количество мест для хранения ячеек тяговых батарей составляет 60. На рассматриваемом участке хранения предусмотрены следующие технологические операции: съём ячейки тяговой батареи с транспортировочного конвейера, определение свободной места загрузки, установка ячейки тяговой батареи в свободную ячейку.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:
- Оценка стартовых данных участка хранения
- Определение необходимого оборудования и проработка плоского макета расположения оборудования для построения технологического процесса (основного и вспомогательного)
- Конструирование основного оборудования для технологических операций
- Анализ сконструированного оборудования для расчёта нагрузочных характеристик на оси промышленного робота
- Определение местоположения основного и вспомогательного оборудования в пространстве сборочного участка
Создание траекторий движения промышленного робота и его
программирование
- Формирование зон безопасности путём программирования контроллера безопасности для промышленных роботов
Предметом исследования является виртуальная модель участка хранения тяговых батарей.
Применяемы метод исследования - компьютерное моделирование в системах автоматизированного проектирования.
Основные положения, выносимые на защиту:
- Одностороннее захватное устройство для транспортировки батареи;
- Металлический пятиэтажный стеллаж для хранения ячеек тяговых батарей;
- Пространственное положение оборудования для организации циклической работы участка хранения;
- Концепт безопасности, обеспечивающий защиту обслуживающего персонала в процессе работы сборочного участка;
- Параметры программирования и траектории движения промышленного робота.
Научной новизной работы являются устройства, спроектированные для проведения технологических операций в рамках заданной автодетали, их взаимное расположение и безаварийное взаимодействие в ходе выполнения технологических операций.
Практическая значимость проекта заключается в возможности применения полученных цифровых данных в виде компьютерной модели участка хранения батарей для организации складского помещения. Использование координат расположения оборудования относительно цехового начала координат позволит расположить оборудование в пределах досягаемости промышленного робота и сформировать беспрерывную циклическую работу участка; изготовление оборудования по спроектированным компьютерным моделям гарантирует безаварийную совместимость взаимодействующих устройств, а также избавит подвижные единицы оборудования от повреждений в результате взаимодействия; применяемое программное обеспечение позволяет симулировать движения промышленного робота и подготовить программные данные для реализации движения промышленного робота, это позволяет исключить программирование движений промышленных роботов на производстве, что значительно снижает экономические затраты на реализацию проекта; разработка системы безопасности позволяет исключить несчастные случаи на производстве, что также снижает экономическую нагрузку.
Промышленная робототехника является одним из новых направлений автоматизации производственных процессов, начало развития, которого в нашей стране относится к последнему десятилетию. «Комплексный подход к решению технико-экономических и социальных задач, связанных с внедрением их промышленных роботов (ПР), позволил высвободить около 2000 рабочих. В процессе создания, производства и внедрения ПР приходилось сталкиваться с решением ряда сложных научно-технических проблем. Получен большой, опыт по разработке робототехнических комплексов (РТК) и организации автоматизированного производства на базе ПР. Все эти вопросы, получившие отражение в предлагаемой книге, представляют, по нашему мнению, значительный интерес как для широкого круга специалистов, конструкторов и производственников различных отраслей, которые заняты в настоящее время работой по увеличению производства и широкому применению ПР [5] во всех отраслях народного хозяйства, так и для всех специалистов, работающих в области автоматизации производственных процессов.
Современный этап научно-технической революции характеризуется комплексной автоматизацией производства на базе систем машин-автоматов. До недавних пор в основном применяли специализированные автоматы и автоматические линии, незаменимые в массовом производстве, но нерентабельные в условиях серийного и мелкосерийного производства из -за высокой стоимости, а также длительности разработки, внедрения и 4
переналадки их на новую продукцию. Традиционное управляемое вручную оборудование обеспечивает достаточную гибкость производства, но требует применения квалифицированного труда рабочих и имеет низкую производительность.
За последние десятилетия автоматизация основных технологических операций (формообразование и изменение физических свойств деталей) достигла такого уровня, что вспомогательные операции, связанные с транспортировкой и складированием деталей, разгрузкой и загрузкой технологического оборудования, выполняемых вручную либо с помощью существующих средств механизации и автоматизации, являются тормозом как в повышении производительности труда, так и в дальнейшем совершенствовании технологии [6]. Обычными методами с помощью существующих технических средств невозможно автоматизировать сборочные, сварочные, окрасочные и многие другие операции. Все это привело к острым противоречиям между совершенством промышленной техники и характером труда при ее использовании, потребностью в трудовых ресурсах и их фактическим наличием, требованиями интенсификации производственных процессов и ограниченными психофизиологическими возможностями человека. Эти причины социального, экономического и технического характера, ставшие основными сдерживающими факторами в развитии производства и дальнейшем повышении производительности труда, а также современные достижения в создании орудий производства, вычислительной техники и электроники привели к бурному развитию робототехники - отрасли, создавшей и производящей новую разновидность автоматических машин - промышленные роботы» [1]. По замыслу
разработчиков эти машины предназначены для замены человека на опасных для здоровья, физически тяжелых и утомительно однообразных ручных работах. Свое название они получили благодаря реализованной в них идеи моделирования двигательных, управляющих и, в некоторой степени, приспособительных функций рабочих, занятых на повторяющихся трудовых операциях по разгрузке-загрузке технологического оборудования, управлению работой этого оборудования, межоперационному перемещению и складированию деталей, а также на различных сборочных, сварочных, окрасочных и других операциях, выполняемых с применением переносных орудий труда.
Промышленные роботы (ПР) оказались тем недостающим звеном, появление которого позволило решать задачи комплексной автоматизации на более высоком уровне, объединяя средства производства предприятия в единый автоматизированный комплекс.
Цель работы является разработка роботизированного участка хранения ячеек тяговых батарей различной ёмкости для электромобилей. Объектом является тяговая батарея автомобиля, представляющий собой прямоугольный ящик, весом до 300кг. Количество мест для хранения ячеек тяговых батарей составляет 60. На рассматриваемом участке хранения предусмотрены следующие технологические операции: съём ячейки тяговой батареи с транспортировочного конвейера, определение свободной места загрузки, установка ячейки тяговой батареи в свободную ячейку.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:
- Оценка стартовых данных участка хранения
- Определение необходимого оборудования и проработка плоского макета расположения оборудования для построения технологического процесса (основного и вспомогательного)
- Конструирование основного оборудования для технологических операций
- Анализ сконструированного оборудования для расчёта нагрузочных характеристик на оси промышленного робота
- Определение местоположения основного и вспомогательного оборудования в пространстве сборочного участка
Создание траекторий движения промышленного робота и его
программирование
- Формирование зон безопасности путём программирования контроллера безопасности для промышленных роботов
Предметом исследования является виртуальная модель участка хранения тяговых батарей.
Применяемы метод исследования - компьютерное моделирование в системах автоматизированного проектирования.
Основные положения, выносимые на защиту:
- Одностороннее захватное устройство для транспортировки батареи;
- Металлический пятиэтажный стеллаж для хранения ячеек тяговых батарей;
- Пространственное положение оборудования для организации циклической работы участка хранения;
- Концепт безопасности, обеспечивающий защиту обслуживающего персонала в процессе работы сборочного участка;
- Параметры программирования и траектории движения промышленного робота.
Научной новизной работы являются устройства, спроектированные для проведения технологических операций в рамках заданной автодетали, их взаимное расположение и безаварийное взаимодействие в ходе выполнения технологических операций.
Практическая значимость проекта заключается в возможности применения полученных цифровых данных в виде компьютерной модели участка хранения батарей для организации складского помещения. Использование координат расположения оборудования относительно цехового начала координат позволит расположить оборудование в пределах досягаемости промышленного робота и сформировать беспрерывную циклическую работу участка; изготовление оборудования по спроектированным компьютерным моделям гарантирует безаварийную совместимость взаимодействующих устройств, а также избавит подвижные единицы оборудования от повреждений в результате взаимодействия; применяемое программное обеспечение позволяет симулировать движения промышленного робота и подготовить программные данные для реализации движения промышленного робота, это позволяет исключить программирование движений промышленных роботов на производстве, что значительно снижает экономические затраты на реализацию проекта; разработка системы безопасности позволяет исключить несчастные случаи на производстве, что также снижает экономическую нагрузку.
✅ Заключение
В результате разработки зоны хранения ячеек тяговых батарей для электромобилей были получены следующие результаты:
- в ходе проектирования и расчёта прижимного усилия пневматических параллельных зажимов транспортирующего устройства было разработано устройство, обеспечивающее надёжную фиксацию и позиционирование ячеек тяговых батарей для их дальнейшего транспортирования;
- представлено обоснование, что для транспортировки указанной ячейки тяговой батареи необходимо применение тяжёлого промышленного робота грузоподъёмностью 500кг;
- разработана специальная металлоконструкция для хранения ячеек тяговых батарей с учётом особенностей самого изделия и условий его хранения;
- конфигурация и настройка оси линейного расширения для промышленного робота позволяет повысить достижимость робота до всех элементов конструкции, участвующих в технологическом процессе;
- разработана схема калибрования инструмента и металлоконструкции стеллажа хранения, позволяющая произвести высокоточную калибровку оборудования с минимальными затратами;
- разработана схема организации безопасности для промышленного робота; выделены основные зоны блокировки движения и рабочая зона робота;
- разработаны и разделены на отдельные процедуры управляющие программы для всех технологических операций, выполняемых промышленным роботом; разработаны траектории движения для обслуживающих операций, таких как ремонт, обслуживание, контроль и диагностика транспортирующего устройства.
- в ходе проектирования и расчёта прижимного усилия пневматических параллельных зажимов транспортирующего устройства было разработано устройство, обеспечивающее надёжную фиксацию и позиционирование ячеек тяговых батарей для их дальнейшего транспортирования;
- представлено обоснование, что для транспортировки указанной ячейки тяговой батареи необходимо применение тяжёлого промышленного робота грузоподъёмностью 500кг;
- разработана специальная металлоконструкция для хранения ячеек тяговых батарей с учётом особенностей самого изделия и условий его хранения;
- конфигурация и настройка оси линейного расширения для промышленного робота позволяет повысить достижимость робота до всех элементов конструкции, участвующих в технологическом процессе;
- разработана схема калибрования инструмента и металлоконструкции стеллажа хранения, позволяющая произвести высокоточную калибровку оборудования с минимальными затратами;
- разработана схема организации безопасности для промышленного робота; выделены основные зоны блокировки движения и рабочая зона робота;
- разработаны и разделены на отдельные процедуры управляющие программы для всех технологических операций, выполняемых промышленным роботом; разработаны траектории движения для обслуживающих операций, таких как ремонт, обслуживание, контроль и диагностика транспортирующего устройства.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.