82679

Торговые и неторговые автоматы. Промышленные роботы и манипуляторы

Реферат

Производство и промышленные технологии

Промышленный робот –- автономное устройство состоящее из механического манипулятора и перепрограммируемой системы управления которое применяется для перемещения объектов в пространстве и для выполнения различных производственных процессов.

Русский

2015-03-01

25.61 KB

3 чел.


Оглавление:

1.Ведение…………………………………………………………………………3

2.Торговые и неторговые автоматы…………………………………………….4

3. Промышленные роботы и манипуляторы…………………………………...5

4.Управление……………………………………………………………………..8

5.Список использованной литературы………………………………………….11


  1.  Введение

Впервые описание автоматических устройств для продажи «священной» воды и омовения рук в храмах встречается у Герона Александрийского в его «Пневматике»

Начало 17 века – в Англии появились устройства для продажи табака порциями

1851 год – в США выданы первые патенты на торговые автоматы (продавали жевательную резинку

Первоначально материалом для изготовления торговых автоматов служило дерево, железо и стекло. Поэтому, первые привлекали скорее своей необычностью, нежели внешним видом и содержимым, были невзрачны, и зачастую покупатель не видел товара до самой покупки, так как стенки у автоматов были непрозрачными

Большинство автоматов было рассчитано на самые мелкие монетки. Купить их содержимое мог позволить себе даже ребенок – ведь в большинстве случаев именно на детей и были рассчитаны эти автоматы

Уже с начала 20 века появляются торговые машины, практически повторяющие обликом современные: в большинстве случаев они яркие, привлекающие, с прозрачными стенками

Успех таких автоматов у продавцов обуславливала простота обслуживания: с самого своего появления автоматы не требовали электричества, постоянного обслуживающего персонала и были полностью механическими


2. Торговые и неторговые автоматы

Торговые автоматы отличаются от автоматов, предоставляющих различные формы услуг (телефонов-автоматов, игровых машин, монетодавилок и т. д.), продажей конкретного товара. Хотя строгой классификации некоторые формы автоматов не поддаются.

Например, платный автомат, предназначенный для закачивания воздуха в шины или автомат типа «кран-машина», выдающий плюшевые игрушки, могут в равной степени считаться торговыми автоматами, как и автомат по продаже газированной воды без сиропа.

С другой стороны, автоматическая бензоколонка с устройством для принятия кредитной карты как правило не считается торговым автоматом. (Поскольку предположительно управляющий бензоколонки может принять и наличные.)

Закон Украины определяет торговый автомат более широко — автомат по продаже товаров (услуг) это «регистратор расчётных операций, который в автоматическом режиме осуществляет выдачу (предоставление) за наличные денежные средства или с применением платежных карточек, жетонов и т. п. товаров (услуг) и обеспечивает соответствующий учёт их количества и стоимости». Под определение «торговый автомат» также попадают электронные контрольно-кассовые аппараты.

2.1 Причины популярности торговых автоматов

Успех вендинговой индустрии в условиях рыночных отношений зависит от определённых условий.

Таковыми являются:

1) достаточно высокооплачиваемый труд продавцов в конкретной стране (например, в Японии или в США);

2) наличие значительного количества пешеходов с наличными деньгами в условиях отсутствия высокого уровня преступности (в противном случае торговые автоматы будут приманкой для хулиганов и воров);

3) распространённость традиционного метода отговаривания — по пути домой (в отличие от популярной в США поездки в супермаркет раз в неделю);

4) наличие в хождении монет достаточной покупательной способности, без которых пользование торговыми автоматами будет неудобно (так как устройства по приему бумажных купюр зачастую не надёжны);

5) приемлемый уровень госконтроля за продажами определённых продуктов, продаваемых в торговых автоматах (в частности, табачных и алкогольных продуктов; например, в США в последние годы практически исчезли автоматы продающие сигареты, в то время, когда в Германии наоборот можно встретить значительное количество автоматов по продаже пива. Поэтому неудивительно, что Япония, где существует атмосфера, благоприятная для развития вендинговой индустрии, находится далеко впереди всего мира по уровню развития этой индустрии, в то время как в некоторых странах бывшего СССР торговые автоматы зачастую сохранились лишь в виде музейных экспонатов). Например, на Украине в связи с правилами о госконтроле за деятельностью ТА разрешено использование лишь нескольких типов торговых автоматов, применяемых при:

  1.  оформлении проездных/перевозочных документов на поездах пригородного сообщения;
  2.  предоставлении услуг автоматических камер хранения;
  3.  контроле прохода пассажиров в метрополитене.

В начале XXI века в Японии работают несколько миллионов торговых автоматов — в среднем один автомат приходится на 23 японца. В США большинство торговых автоматов установлено на промышленных предприятиях, в офисах, в учебных заведениях, где они выполняют роль буфетов, и лишь 12 % размещено в публичных местах. В США в связи с эпидемией диетических расстройств (ожирения) среди детей возникло движение за вынос торговых автоматов, продающих сладости, чипсы и прочие «нездоровые» продукты, из средних школ и замену их программами здорового (сбалансированного) питания.

3. Промышленные роботы и манипуляторы

Промышленный робот – автономное устройство, состоящее из механического манипулятора и перепрограммируемой системы управления, которое применяется для перемещения объектов в пространстве и для выполнения различных производственных процессов.

Промышленные роботы являются важными компонентами автоматизированных гибких производственных систем (ГПС), которые позволяют увеличить производительность труда.

Появление станков с числовым программным управлением (ЧПУ) привело к созданию программируемых манипуляторов для разнообразных операций по загрузке и разгрузке станков. В 1954 году американский инженер Д. Девол запатентовал способ управления погрузочно-разгрузочным манипулятором с помощью сменных перфокарт. Вместе с Д. Энгельбергом в 1956 г. он организовал первую в мире компанию по выпуску промышленных роботов. Ее название «Unimation» (Юнимейшн) является сокращением термина «Universal Automation» (универсальная автоматика).

В 1962 году в США были созданы первые промышленные роботы «Юнимейт» и «Версатран». Их сходство с человеком ограничивалось наличием манипулятора, отдаленно напоминающего человеческую руку. Некоторые из них работают до сих пор, превысив 100 тысяч часов рабочего ресурса.

«Юнимейт» имел 5 степеней подвижности с гидроприводом и двухпальцевое захватное устройство с пневмоприводом. Перемещение объектов массой до 12 кг осуществлялось с точностью 1,25 мм. В качестве системы управления использовался программоноситель в виде кулачкового барабана с шаговым двигателем, рассчитанный на 200 команд управления, и кодовые датчики положения. В режиме обучения оператор задавал последовательность точек, через которые должны пройти звенья манипулятора в течение рабочего цикла. Робот запоминал координаты точек и мог автоматически перемещаться от одной точки к другой в заданной последовательности, многократно повторяя рабочий цикл. На операции разгрузки машины для литья под давлением «Юнимейт» работал с производительностью 135 деталей в час при браке 2%, тогда как производительность ручной разгрузки составляла 108 деталей в час при браке до 20%.

Робот «Версатран», имевший три степени подвижности и управление от магнитной ленты, мог у обжиговой печи загружать и разгружать до 1200 раскаленных кирпичей в час. В то время соотношение затрат на электронику и механику в стоимости робота составляло 75% и 25%, поэтому многие задачи управления решались за счет механики. Сейчас это соотношение изменилось на противоположное, причем стоимость электроники продолжает снижаться. Предлагаются необычные кинематические схемы манипуляторов. Быстро развиваются технологические роботы, выполняющие такие операции как высокоскоростные резание, окраска, сварка. Появление в 70-х гг. микропроцессорных систем управления и замена специализированных устройств управления на программируемые контроллеры позволили снизить стоимость роботов в три раза, сделав рентабельным их массовое внедрение в промышленности. Этому способствовали объективные предпосылки развития промышленного производства.

В составе робота есть механическая часть и система управления этой механической частью, которая в свою очередь получает сигналы от сенсорной части. Механическая часть робота делится на манипуляционную систему и систему передвижения.

Манипулятор – это механизм для управления пространственным положением орудий и объектов труда.

Манипуляторы включают в себя подвижные звенья двух типов:

– звенья, обеспечивающие поступательные движения;

– звенья, обеспечивающие угловые перемещения.

Сочетание и взаимное расположение звеньев определяет степень подвижности, а также область действия манипуляционной системы робота.

Для обеспечения движения в звеньях могут использоваться электрические, гидравлический или пневматический привод.

Частью манипуляторов (хотя и необязательной) являются захватные устройства. Наиболее универсальные захватные устройства аналогичны руке человека – захват осуществляется с помощью механических «пальцев». Для захвата плоских предметов используются захватные устройства с пневматической присоской. Для захвата же множества однотипных деталей (что обычно и происходит при применении роботов в промышленности) применяют специализированные конструкции.

Вместо захватных устройств манипулятор может быть оснащен рабочим инструментом. Это может быть пульверизатор, сварочные клещи, отвёртка и т.д.

Внутри помещений, на промышленных объектах используются передвижения вдоль монорельсов, по напольной колее и т.д.

Для перемещения по наклонным, вертикальным плоскостям используются системы аналогичные «шагающим» конструкциям, но с пневматическими присосками.

4. Управление

Управление бывает нескольких типов:

1. Программное управление – самый простой тип системы управления, используется для управления манипуляторами на промышленных объектах. В таких роботах отсутствует сенсорная часть, все действия жёстко фиксированы и регулярно повторяются. Для программирования таких роботов могут применяться среды программирования типа VxWorks/Eclipse или языки программирования, например, Forth, Оберон, Компонентный Паскаль, Си. В качестве аппаратного обеспечения обычно используются промышленные компьютеры в мобильном исполнении PC/104 реже MicroPC. Может происходить с помощью ПК или программируемого логического контроллера.

2. Адаптивное управление – роботы с адаптивной системой управления оснащены сенсорной частью. Сигналы, передаваемые датчиками, анализируются и в зависимости от результатов принимается решение о дальнейших действиях, переходе к следующей стадии действий и т.д.

3. Основанное на методах искусственного интеллекта.

4. Управление человеком (например, дистанционное управление).

Современные роботы функционируют на основе принципов обратной связи, подчинённого управления и иерархичности системы управления роботом.

Иерархия системы управления роботом подразумевает деление системы управления на горизонтальные слои, управляющие общим поведением робота, расчётом необходимой траектории движения манипулятора, поведением отдельных его приводов, и слои, непосредственно осуществляющие управление двигателями приводов.

Подчинённое управление служит для построения системы управления приводом. Если необходимо построить систему управления приводом по положению (например, по углу поворота звена манипулятора), то система управления замыкается обратной связью по положению, а внутри системы управления по положению функционирует система управления по скорости со своей обратной связью по скорости, внутри которой существует контур управления по току со своей обратной связью.

Современный робот оснащён не только обратными связями по положению, скорости и ускорениям звеньев. При захвате деталей робот должен знать, удачно ли он захватил деталь. Если деталь хрупкая или её поверхность имеет высокую степень чистоты, строятся сложные системы с обратной связью по усилию, позволяющие роботу схватывать деталь, не повреждая её поверхность и не разрушая её.

Управление роботом может осуществляться как человеком-оператором, так и системой управления промышленным предприятием (ERP-системой), согласующими действия робота с готовностью заготовок и станков с числовым программным управлением к выполнению технологических операций.

Действия промышленного робота

Среди самых распространённых действий, совершаемых промышленными роботами можно назвать следующие:

– перемещение деталей и заготовок от станка к станку или от станка к системам сменных палет;

– сварка швов и точечная сварка;

– покраска;

– выполнение операций резанья с движением инструмента по сложной траектории.

Достоинства использования

– достаточно быстрая окупаемость;

– исключение влияния человеческого фактора на конвейерных производствах, а также при проведении монотонных работ, требующих высокой точности;

– повышение точности выполнения технологических операций и, как следствие, улучшение качества;

– возможность использования технологического оборудования в три смены, 365 дней в году;

– рациональность использования производственных помещений;

– исключение воздействия вредных факторов на персонал на производствах с повышенной опасностью.


5. Список использованной литературы:

1. Муратов, С. И. Торговые автоматы. — Госторгиздат, 1961.

2. В.И. Захарова и М.П. Васильева Промышленные роботы.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69390. Зовнішні запам’ятовуючі пристрої (ЗЗП) 1.86 MB
  Тут розрізняють такі класи: магнітні ЗЗП Оптичні Напівпровідникові За способом доступу до інформації А послідовні ЗЗП типу стрічки Б з прямим доступом За способом запису інформації А з одноразовим записом Б з багаторазовим записом з можливістю перезапису інформації...
69391. Накопичувачі на магнітних барабанах 1.17 MB
  Накопичувачі на магнітних стрічках Носієм інформації є гнучка магнітна стрічка основою є пластмасова стрічка покрита з обох сторін тонким шаром магнітної плівки поверх якої наноситься тонкий шар захисного лаку.
69393. Лазерні принтери (електро-графічні принтери) 42 KB
  Пристрої введення виведенення мови Спілкування користувача із комп’ютером мовою голосом вважається найбільш перспективним з часу початку широкого застосування комп’ютерів однак реалізувати цю задачу ефективними засобами не вдалося проектувальникам і до сьогоднішнього часу і в даний час...