67484

РОБОТОТЕХНІЧНІ СИСТЕМИ (РТС), ЇХ СТРУКТУРА

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Роботизований технологічний процес технологічний процес в якому в ролі основного технологічного устаткування використовуються промислові роботи і маніпулятори. З цією метою роботи доцільно сполучити з таким технологічним устаткуванням яке оснащене числовим програмним...

Украинкский

2014-09-10

337 KB

44 чел.

 Технічні засоби робототехнічних систем

Лекція 02

Тема: РОБОТОТЕХНІЧНІ СИСТЕМИ (РТС), ЇХ СТРУКТУРА

План

  1.  Основні поняття: промисловий робот (ПР), робототехнічний комплекс (РТК), система, гнучкі виробничі системи.
  2.  Класи РТС: маніпуляційні, мобільні, інформаційні керуючі.
  3.  Структура РТС.

Література:

  1.  Попов Е.П., Письменный Г.В. Основы робототехники: Введение в специальность: Учеб. Для вузов по спец. «Робототехн. Системы и комплексы» – М.: Высш. шк., 1990.  – 224с.
  2.  Промышленная робототехника/ Под ред. Л.С.Ямпольского. – К.:Техніка, 1984. – 264с., ил.
  3.  Роботизированные производственные комплексы/ Под ред. Ю.Г.Козырева, А.А.Кудинова. – М.: Машиностроение,1987. – 272 с.
  4.  КостюкВ.И., Гавриш А.П., Ямпольский Л.С. Промышленные роботы. – К.: Выща школа, 1985. – 360с.

  1.  Основні поняття: промисловий робот (ПР), робототехнічний комплекс (РТК), система, гнучкі виробничі системи

Робототехніка - напрям науки і техніки в сфері механізації та автоматизації ручних операцій.

Предмет робототехніки - розробка дослідження роботів і пов'язана з цим сукупність проблем, починаючи від теоретичних досліджень, розрахунків, конструювання, створення роботизованих виробництв і керування ними і закінчуючи питаннями аналізу економічних і соціальних проблем впровадження роботів у промисловість.

Промисловий робот - автоматична машина, стаціонарна чи рухома, що складається з виконавчого пристрою у вигляді маніпулятора з кількома степенями вільності і перепрограмованого пристрою програмного керування для виконання у виробничому процесі рухових і керуючих функцій (за ГОСТ 25686-85 ).

Роботизація виробництва - комплексне поняття, яке охоплює широке коло аспектів - від створення нових технологій, нового керування до розробки принципів управління і організації виробництва, в якому широко використовуються роботи, а також проведення комплексних техніко-економічних досліджень щодо визначення оптимальної степені універсальності окремих типів роботів.

Роботизоване виробництво - виробництво, в якому на різних його стадіях в необхідному і достатньому об'ємі використовуються промислові роботи і маніпулятори.

Об'єкт роботизації - деталь, виріб, над яким виконують необхідні за технологічним процесом взаємодії і операції за допомогою промислових роботів і маніпуляторів.

Роботизований технологічний процес - технологічний процес, в якому в ролі основного технологічного устаткування використовуються промислові роботи і маніпулятори.

Робототехнічний комплекс - сукупність основних технологічних машин і промислових роботів, що працюють в єдиному виробничому циклі по обробці (виготовленню) деталей і здатних швидко налагоджуватись на новий вид продукції. В ряді випадків робототехнічні комплекси керуються від ЕОМ. З'єднання декількох робототехнічних комплексів в складну розвинуту систему з управлінням від автономної чи централізованої ЕОМ призводить до створення роботизованої технологічної лінії. В багатьох випадках в склад таких ліній входять станки з ЧПК, що дозволяє створити автоматичні лінії з зв'язком, які знадобляться для експлуатації в умовах єдиного і малосерійного виробництва.

Робототехнічна система (РТС) - технічна система, в якій перетворення і зв'язки енергії маси і інформації відображені з використанням промислових роботів.

Гнучкістю виробництва називається його здатність швидко і без суттєвих затрат переналагоджуватись на виготовлення нової і модернізованої продукції і на нові технологічні процеси з новою їх організацією.

  1.  Класи РТС: маніпуляційні, мобільні, інформаційні керуючі

2.1 Промислові роботи, відносяться до класу маніпуляційних роботів. Промисловий робот - це автоматична машина, стаціонарна чи пересувна, що складається з виконавчого пристрою у вигляді маніпулятора, який має кілька степенів вільності, перепрограмувального пристрою, і програмного керування для виконання у виробничому процесі рухових і керуючих функцій.

Для робота характерні: перепрограмованість - властивість промислового робота заміняти керуючу програму автоматично чи за допомогою людини-оператора. До перепрограмування відноситься зміна послідовності і значення переміщень по ступенях рухливості і керуючих функцій за допомогою засобів керування на пульті пристрою керування.

Завдяки наявності декількох степенів вільності і гнучкої системи керування, що легко переналагоджується на виконання різних програм руху маніпулятора, робот є багатофункціональною машиною. Це відповідає вимогам гнучкого переналагоджування виробництва на різні технологічні процеси. З цією метою роботи доцільно сполучити з таким технологічним устаткуванням, яке оснащене числовим програмним керуванням (ЧПК), яке також легко переналагоджується.

Роботи виготовляються в наземному, підвісному і портальному виконаннях. Невеликі роботи можуть бути настільними або встановленими безпосередньо на об'єкті устаткування, наприклад, на станині токарного верстата. Для обслуговування двох або декількох верстатів робот може автоматично переміщатися по заданій програмі.

Найбільше поширення роботи одержали в машинобудівних і приладобудівних галузях. Але існує також тенденція комплексної автоматизації з застосуванням роботів в інших галузях промисловості (легкому, комп’ютерному, хімічному, будівельному, металургійному, вугле-, нафто-, гозодобувному).

2.2 Мобільні робототехнічні системи відрізняються наявністю рухомого шасі з автоматично керованими приводами. Вони можуть бути колісними, ходячими, колісно-ходячими і гусеничними. Існують також плаваючі і літаючі мобільні робототехнічні системи. Часто мобільні машини несуть на собі маніпуляційні роботи і можуть застосовуватися в польових умовах, в космічних польотах, на промислових підприємствах, а також у будівництві і на транспорті.

На заводах багато ручної роботи потрібно при транспортуванні деталей, матеріалів і інструментів в заводському цеху між верстатами і складами. Тут об'єктом робототехніки є створення автоматичних візків (робокарів), що рухаються в цеху по заданій програмі при керуванні від ЕОМ. Програма може легко переналагоджуватися. Це ж відноситься і до автоматичних підвісних транспортних роботів. Треба згадати і про автoматизацію усіх видів складських робіт за допомогою робототехнічних систем, коли робот автоматично обслуговує по програмі від ЕОМ різні осередки складу і прибуваючі до нього робокари.

2.3 Інформаційно-керуючі робототехнічні системи можуть не мати механічно рухомих виконавчих пристроїв. Вони на підставі інформації, що надходить від зовнішніх джерел, виконують за допомогою визначених алгоритмів і програмам (у тому числі адаптуються до обстановки і до поставленої задачі) обробку інформації, видачу результатів на дисплей чи інші зовнішні пристрої, а також автоматично виробляють необхідні керуючі сигнали на основі цих результатів. Інформаційні рoбoтoтехнічні системи можуть визначати властивості невідомиx об'єктів у будь-якім середовищі, зокрема автоматично проводити дослідження в космічному просторі.

Інформаційні роботи можуть міститися в підводних апаратах і автоматично керувати їхнім рухом у залежності від ситуації і результатів вимірів у місці їхньої дії.

До інформаційних роботів відносяться також і автоматичні контрольно-вимірювальні системи на виробництві. Справді, там затрачається багато ручної праці на контрольно-вимірювальні операції. Тут призначенням робототехніки є автоматизація самого процесу контролю, подачі деталей на контроль, проведення вимірів і потім автоматичне сортування деталей різного ступеня придатності (чи просто на придатні і браковані) , а також передача до верстата інформації про необхідність підналагодження. Ця задача теж повинна бути вирішена для завершення комплексної автоматизації виробництва і ліквідації одноманітної ручної праці. В таких інформаційних роботах можуть бути присутніми деякі маніпуляційні пристрої.

Не менше pyтиннoї праці й у фінансистів, креслярів, технологів, нормувальників і навіть у конструкторів, проектантів і плановиків. Ці сфери людської діяльності є особливими областями автоматизації з використанням обчислювальної техніки, дисплеїв (числових, буквених і графічних) і графобудівників. Тут немає механічних рук чи транспортних переміщень, але по суті справи ліквідація рутинної (ручного і розумового) праці це є областю робототехніки в широкому розумінні терміна.

  1.  Структура РТС

Складна виробнича система є сукупністю об'єктів, зв'язаних причинно-наслідковою залежністю таким чином, що їхні функції, вироблювані ними дії і операції, що виконуються над ними, повинні приводити до передбаченого результату — випуску продукції певної якості в належній кількості і за встановлений час. Оптимальна система досягає максимальної продуктивності при обмежених витратах. В умовах серійного багатономенклатурного виробництва оптимальними можуть бути тільки ГВС, що володіють властивістю відносного пристосовування, тобто, властивістю пристосовуватися до змін всередині і зовні системи зберігаючи при цьому продуктивність, близьку до максимальної.

По структурі РТС можна уявити як деяку сукупність взаємозв'язаних компонентів. Нижче приведені основні компоненти системи.

3.1 Підсистема обробки (формоутворення) деталей включає серійне або спеціально розроблене основне технологічне устаткування, доцільність застосування якого визначається вимогами конкретного виробничого процесу, рівнем концентрації і поєднання операцій і ступенем автоматизації переходів обробки. У ряді випадків підсистема комплектується ПР, виконуючими основні технологічні операції.

3.2 Підсистема потоку (транспортування) деталей здійснює операції складування внутрішньоцехового і міжверстатного транспортування деталей і заготівок, а також операції установки, зняття, переорієнтації і фіксації деталей при обслуговуванні основного технологічного устаткування.

До складу підсистеми потоку деталей (заготівок) входять автоматизовані склади, роботи різних конструкцій, конвейєри, візки і інші засоби автоматизації транспортно-складських операцій.

При розробці транспортних засобів необхідно звертати особливу увагу на забезпечення сполучення із загальнозаводськими і цеховими засобами транспортування заготівок, напівфабрикатів і готових деталей, на вибір типу і місткості накопичувальних пристроїв, що комплектують РТК, а також способу орієнтації, комплектації і фіксації заготівок (деталей) на початковій позиції РТК.

3.3 Підсистема потоку інструменту і пристосувань забезпечує комплектацію, наладку, доставку і зміну допоміжного оснащення,  пристосувань, формоутворювального і вимірювального інструменту в підсистемах обробки і контролю, а також захватних пристроїв і інструменту для ПР. При створенні автоматизованих ділянок (ліній) доцільно встановлювати на всіх РТК уніфіковані пристрої (магазини), що припускають автоматичну зміну і закріплення інструментів, пристосувань і захватних пристроїв (для ПР). Подача інструменту, пристосувань і захватних пристроїв, може здійснюватися загальною підсистемою потоку деталей. При цьому стає можливим комплектувати партію заготівок, що запускається, набором пристосувань і інструментів, необхідних для їхньої обробки. Установка інструментів в уніфікованих формою і розмірам облямовуваннях (блоках) дозволяє застосовувати ПР, які обслуговують потік деталей, для виконання операцій зміни інструменту на верстатах.

3.4 Підсистема контролю якості продукції забезпечує контроль виробництва в цілях отримання заданих якісних показників.

3.5 Підсистема управління і інформації виконує наступні функції: управління основним і допоміжним устаткуванням, транспортно-навантажувальними пристроями і складом; контролю і діагностики роботи устаткування, фіксації відмов і простоїв; накопичення і розподіли інформації про місцезнаходження партій заготівок і деталей, а також про ступінь укомплектованості оснащенням, пристосуваннями, формоутворюючим і вимірювальним інструментом; розрахунку послідовності обробки партій деталей на верстатах; обліку виробів, заготівок, напівфабрикатів, матеріалів, що комплектують, а також оперативної оцінки ступеня заповнення складу; видачі інформації диспетчеру і інші функції, пов'язані з плануванням, організацією виробництва і управлінням іншими підсистемами.

3.6 Допоміжна підсистема підтримує працездатність складної виробничої системи в цілому. В її функцій входять забезпечення енергопотоку, прибирання відходів виробництва, матеріальне забезпечення і т.д.

Перераховані підсистеми взаємозв'язані, тому конкретне організаційне і конструктивне технологічне розв'язання по одній з них обумовлює, як правило, певні вимоги до інших.

Таким чином, на практиці створюються різного роду складні виробничі системи, що розрізняються призначенням, структурою, ступенем автоматизації основних і допоміжних операцій і управління, диференційованого по рівню організації причинно-наслідкової залежності усередині підсистем і між ними.

На  основі аналіза існуючих структур РТК можна виділити основні схеми компонування типових РТК , поданих на рисунку3.5.

РТК-1—один робот (автономний або вбудований) обслуговує одну технологічну одиницю (робототехнологічна одиниця). Застосовується в умовах масового і великосерійного виробництва. Можливо територіальне об'єднання робототехнологічних одиниць по ознаці однотипності обслуговуваного технологічного устаткування або типовості операцій (як це показано на рисунку 3.5а), що зручно в обслуговуванні і наладці РТК.

Така компоновка передбачає наявність живильників 2, що забезпечують промислові роботи 4 впорядкованими по наявності, належності до класу і положення заготівками для подальшого завантаження технологічного устаткування 1. Функції  оператора 5 зводяться до спостереження за правильністю функціонування елементів РТК.

РТК-2 — один робот обслуговує групу з двох-чотирьох  одиниць технологічного устаткування (рисунок 3.5б). Робота ПР 4 і технологічного устаткування 1 синхронізована з роботою підвідної А і відвідногї D транспортних систем таким чином, що виконання окремих операцій на одній з одиниць технологічного устаткування дозволяє обслуговувати роботом другу одиницю устаткування. Одночасно промисловим роботом може вироблятися заміна інструменту і оснащення, розташованого в магазинах 2 і 3 відповідно. Оператор 5 виробляє наладку устаткування, "навчання" робота і стежить за функціонуванням елементів РТК.

РТК-3 — декілька промислових роботів і одиниць технологічного устаткування з транспортними міжопераційними зв'язками, живильниками і накопичувачами об'єктів праці, представляють єдине ціле і з'єднані єдиним технологічним процесом перетворення матеріальних об'єктів (рисунок 3.5в). Живильник 2 забезпечує за допомогою подаючої транспортної системи А на вході робототехнологічного комплексу подачу на позицію обслуговування промислового робота 4 впорядковані по положенню і приналежності до класу заготівки для завантаження за допомогою ПР технологічного устаткування 1. Після завершення чергової операції роботи перенавантажують напівфабрикати з устаткування на міжопераційну транспортну систему D-A, готуючи, таким чином, завантаження наступної одиниці устаткування за допомогою відповідного промислового робота, і так до завершальної операції, після чого готовий виріб складується наступним промисловим роботом в накопичувач 3. Функції оператора 4 аналогічні розглянутим вище.

РТК-4 — декілька роботів обслуговує групу технологічних машин, число яких перевищує кількість роботів. При такій компоновці виділяється декілька ділянок із закінченим циклом перетворення об'єктів праці, зокрема, складання складальних одиниць, а весь технологічний процес складання виробу з'єднаний транспортною системою (рисунок 3.5г).

Об'єднані таким чином в єдину роботизовану лінію робототехнологічні комплекси забезпечують послідовну комплектацію складального з'єднання на транспортному конвейєрі шляхом установки промисловими роботами 4 на розташовані на транспортері базові деталі комплектуючих елементів з'єднання, що знаходяться в накопичувачах 2 і 3 у впорядкованому за наявністю, положенням і приналежністю до класу стані. У разі відсутності чергового елемента в накопичувачі або  наявності  бракованого   (неорієнтованого)   елемента, доупорядкування накопичувачів  здійснюється  операторами  5, які  обслуговують лінію. ¦

РТК-5 — роботи різної складності використовуються в роботизованих виробничих системах. В цьому випадку виделяють ділянки, сформовані за принципом завершеності операцій і процесів. Зокрема, на рисунок 3.5д представлена компоновка роботизованої ділянки, що включає технологічне устаткування 1, 3, 6 і 7, промислові роботи 4 різної складності, накопичувачі 2 з впорядкованими за наявністю, положенням і приналежністю до класу об'єктами праціі і міжопераційні зв'язки 8, на яких можуть вироблятися супутні (згинання, лудіння, миття, зачистка) або контрольні операції. Технологічне устаткування може забезпечуватися індивідуальними стійками 9 локального управління, а ділянка в цілому управляється від ЕОМ, які є одночасно елементами сполучення з верхнім рівнем ієрархії — центральний процесором, що здійснює управління виробничою системою. Функції операторів 5 розширяються, і тепер вони не тільки стежать за правильністю функціонування ділянки, але і здійснюють обслуговування засобів і систем управління ділянкою. Таким чином, можна прийняти три основні схеми взаємного розташування устаткування і роботів: кругову (рисунок 3.5б), лінійну (рисунок 3.5а,в) і лінійно-паралельну (рисунок 3.5г)

PAGE  1

EMBED KompasCDWFile  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

42325. Технология создания простейшей информационной системы 8.22 MB
  База данных должна содержать две таблицы: Товары и Приход товаров. Таблицы оперативной части ИС предназначены для работы с оперативной информацией значение которой актуально обычно только в течение короткого времени от момента поступления такой информации до момента окончания её обработки. Рабочая структура таблиц приведена ниже: Таблица Товары Название поля Смысл Тип Длина Tovr Наименование товара Строка 20 EdIzm Единица измерения Строка 10 Zen Цена за единицу измерения Целочисленный Таблица Приход товаров Название поля...
42326. Технология создания простейшей информационной системы (часть 2) 1.12 MB
  Например в компоненте DBGrid подчинённой таблицы отображается содержимое только тех строк подчинённой таблицы в которых содержимое поля внешнего ключа подчинённой таблицы ссылается на содержимое поля первичного ключа той строки главной таблицы на которую указывает курсор главной таблицы содержимое других строк подчинённой таблицы остаётся невидимым для пользователя. Для отказа от этого механизма визуализации в окне инспектора объектов компонента набор данных подчинённой таблицы в нашем случае это компонент Tble2 таблица Prihod...
42327. Ограничения целостности. SQL-операторы для работы с ограничениями 124.5 KB
  Ограничения целостности Цель работы Изучить используемые в Firebird типы ограничений целостности. Изучить SQLоператоры для работы с ограничениями. Теоретические сведения Ограничения целостности данных представляют собой такие ограничения которые вводятся с целью предотвратить помещение в базу противоречивых данных. Ограничения внешнего ключа Foreign keys ссылочная целостность.
42328. Триггеры, генераторы, исключения 133 KB
  Студент получает индивидуальный вариант исходных данных с кратким описанием предметной области, который используется при выполнении всех лабораторных работ. При этом каждая очередная лабораторная работа является продолжением выполненной ранее и поэтому они должны обязательно выполняться последовательно. Варианты заданий к лабораторной работе №5 № варианта Имя пользователя Имя файла БД Имя таблицы Бизнес-правило для поля 1 TEM001 SLRY.FDB Цех Дата_поступления 2 TEM002 STUFF.FDB Собрано День_недели 3 TEM003 STUFFPLUS.FDB Изделия Наименование 4 TEM004 TELEPHONE.
42329. Внесение изменений в базу данных 96 KB
  Внесение изменений в базу данных Цель работы Изучить используемые в реляционных СУБД операторы изменения данных. Заполнить таблицы разрабатываемой базы данных тестовыми данными для последующего использования. Исходные данные Студент получает индивидуальный вариант исходных данных с кратким описанием предметной области который используется при выполнении всех лабораторных работ. Теоретические сведения В SQL имеется три оператора относящиеся к группе операторов DML Dt Mnipultion Lnguge которые предназначены для выполнения запросов...
42330. Выборка данных 173.5 KB
  Изучить используемый в реляционных СУБД оператор извлечения данных из таблиц. Получить навыки работы с оператором SELECT в программе "IBExpert". SELECT [DISTINCT LL] { величина [ величина ]} [INTO :Переменная [ :Переменная ]] FROM tbleref [ tbleref ] [WHERE условие поиска ] [GROUP BY Колонка [ Колонка ]] [HVING условие поиска ] [UNION [LL] select_expr ] [ORDER BY список сортировки ]; величина = {Колонка :Переменная константа выражение функция udf [ величина [ величина ]] NULL USER} [S Псевдоним] константа = Число 'Строка' выражение = SQL выражение возвращающее единичное значение функция = COUNT [LL] величина DISTINCT величина SUM [LL] величина ...
42331. Хранимые процедуры (Procedures) 113.5 KB
  Хранимые процедуры Цель работы Изучить виды используемых в Firebird хранимых процедур. Теоретические сведения Хранимые процедуры Procedures Хранимая процедура это откомпилированная во внутреннее представление сервера СУБД подпрограмма хранящаяся в базе данных. Хранимые процедуры пишутся на специальном языке хранимых процедур и триггеров в котором имеются операторы присваивания ветвлений и циклов и в которых можно использовать операторы SQL такие как INSERT DELETE UPDTE и SELECT. Хранимые процедуры позволяют переносить часть...
42332. Разработка концептуальной модели базы данных 233 KB
  Добавьте следующие элементы в структуру данных сущности FIRMS: Имя атрибута Назначение ID Идентификатор партнера Nme Наименование партнера ddress Адрес City Город Phone Телефоны EMil Адрес электронной почты Person Контактное лицо FinDelt Финансовое сальдо ChngDelt Обменное сальдо Coeff Коэффициент скидки наценки RetDys Количество дней для возврата В структуру данных сущности BOOKS добавьте следующие элементы: Имя атрибута Назначение ID Идентификатор книги Nme Название книги uthor Авторы Publish Издательство Yer Год выпуска Pges Количество...
42333. Разработка реляционной модели базы данных 232 KB
  Разработка реляционной модели базы данных Цель работы Изучить виды моделей данных. Получить навыки разработки реляционной модели данных с помощью CSEсредства Open ModelSphere. Теоретические сведения Что такое реляционная модель данных Реляционная логическая модель данных это модель данных логического уровня для реляционной СУБД но не привязанная ни к какой конкретной СУБД. Перед созданием реляционной модели данных необходимо изучить такие понятия этоой модели данных как таблицы столбцы; первичные потенциальные и внешние ключи;...