• RU
  • icon На проверке: 2
Меню

Автоматзация производственных процессов

  • Добавлен: 04.11.2022
  • Размер: 512 KB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Курсовой проект - Автоматзация производственных процессов

Состав проекта

icon
icon
icon схват-спецификация.spw
icon Спецификация гидроцилиндр.spw
icon Чертеж циклограммы с временем.cdw
icon Гидроцилиндр.cdw
icon Схват.cdw
icon пояснительная записка.docx

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon схват-спецификация.spw

схват-спецификация.spw
КПП АПП51001.031.009.004
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.001
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.011
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.012
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.013
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.014
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.015
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.016
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.017
Шарнирный параллелограмм
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.018
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.019
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.020
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.021
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.022
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.023
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.024
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.025
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.026
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.027
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.028
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.029
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.030
CфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.031
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.032

icon Спецификация гидроцилиндр.spw

Спецификация гидроцилиндр.spw
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.09.003
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.001
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.002
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.003
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.004
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.005
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.006
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.007
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.008
CфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.09.009
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.010
СфСамГТУ 151001 КР.АПП.031.013.011
Винт A.М3-6g х10.48.016ГОСТ1491-80
Шпилька М5-gх60.10940Х.026ГОСТ22038-76
Гайка М10-7H.5019 ГОСТ 2528-73
Шайба Н10 ГОСТ 11872-89
Манжета 1-040-3 ГОСТ6678-72
Манжета 2-012-1 ГОСТ6678-72
Кольцо 040-30-2-4 ГОСТ 9833-73
Кольцо 040-25-2-4 ГОСТ 9833-73
Гайка М5-7H.5 ГОСТ 15526-70
Шайба 5.01.08кп.016 ГОСТ 10450-70

icon Чертеж циклограммы с временем.cdw

Чертеж циклограммы с временем.cdw
КП АПП 151001.031.013.003
Циклограмма автоматического
цикла в масштабе действительного

icon Гидроцилиндр.cdw

Гидроцилиндр.cdw
Техническая характеристика
Рабочее давление р = 1
Технические требования
Покрытия поверхностей:
наружных - эмаль ХВ-16 темно-бежевая V. У1 ТУ 6-10-1301-83
При сборке гидроцилиндра каналы крышек очистить
уплотнения заполнить пластичной смазкой.
Цилиндр испытать пробным давлением рабочей жидкости 1.8 МПа.
Протечки не допускаются.
Рабочая жидкость - масло турбинное Тп22С ТУ 38 101821-83.
Резьбовые поверхности перед сборкой смазать пастой ВНИИНП-225
После испытаний гидроцилиндр заполнить рабочей жидкостью
При монтаже гидроцилиндра обеспечить совпадение
направления действия усилия с осью штока на всём пути
Полный ресурс работы цилиндра не менее 1
Наработка на отказ не менее 200 тыс. двойных ходов.
КП АПП 151001.031.013.003

icon Схват.cdw

Схват.cdw
КП АПП 151001.031.013.004
Технические характеристики
Усилие зажима заготовки P = 914 H
Диапазон захвата заготовки D=145 200 мм
Силовой пневмопривод давлением p=1 МПа
Позиционный допуск TPP = 0.2 мм
Требуемая точность выполнения заготовок по квалитету H14
Наработка на отказ должна составлять не менее 2
Верхняя плита не показана.

icon пояснительная записка.docx

Краткое описание схемы манипулятора и его работы 6
Построение схемы автоматизации .9
Построение очередности действия механизмов в цикле 11
Построение циклограммы без учета масштаба времени .13
Построение структурной схемы автоматизации .14
Расчет времени автоматического цикла 15
Построение циклограммы с учетом масштаба времени 22
Описание работы цилиндра 23
Краткое описание захватного устройства 24
Описание схвата ..26
Библиографический список ..28
Автоматизация технологического процесса— совокупность методов и средств предназначенная для реализации системы или систем позволяющих осуществлять управление самим технологическим процессом без непосредственного участия человека либо оставления за человеком права принятия наиболее ответственных решений.Как правило в результате автоматизации технологического процесса создаётся АСУ ТП.
Основа автоматизации технологических процессов — это перераспределение материальных энергетических и информационных потоков в соответствии с принятым критерием управления (оптимальности).
Основными целями автоматизации технологического процесса являются:
Повышение эффективности производственного процесса.
Повышение безопасности.
Повышение экологичности.
Повышение экономичности.
Задачи автоматизации и их решение
Цели достигаются посредством решения следующих задач автоматизации технологического процесса:
Улучшение качества регулирования
Повышение коэффициента готовности оборудования
Улучшение эргономики труда операторов процесса
Обеспечение достоверности информации о материальных компонентах применяемых в производстве (в т.ч. с помощью управления каталогом)
Хранение информации о ходе технологического процесса и аварийных ситуациях
Решение задач автоматизации технологического процесса осуществляется при помощи:
внедрения современных методов автоматизации;
внедрения современных средств автоматизации.
Автоматизация технологических процессов в рамках одного производственного процесса позволяет организовать основу для внедрения систем управления производством и систем управления предприятием.
В связи с различностью подходов различают автоматизацию следующих технологических процессов:
Автоматизация непрерывных технологических процессов (Process Automation)
Автоматизация дискретных технологических процессов (Factory Automation)
Автоматизация гибридных технологических процессов (Hybrid Automation)
Данная курсовая работа освещена овладению методикой построения схем автоматизации очередности действия механизмов в цикле циклограмм структурной схемы автоматизации расчета времени автоматического цикла анализа распределения времени по элементам цикла а так же расчета усилий на штоках исполнительных механизмов и использованием манипулятора работающего на принципах конечных выключателей – электрических датчиков подающих сигнал на пневмозолотник управляющий работой пневмоцилиндром.
Манипуляторы обладают определенными преимуществами перед роботами. Они являются более быстродействующими более простым по конструкции. Недостатком их является строгая определенность перемещения исполнительного органа. Однако этот недостаток несущественен так как при обслуживании одной модели станка при обработки заготовок различных по конструкции переналадка их состоит из замены охвата и перестановки конечных выключателей. Манипуляторы могут быть использованы для автоматизации загрузки различного типа металлорежущего оборудования.
Краткое описание схемы манипулятора и его работы.
Манипулятор на рис.1 может перемещать исполнительный орган (схват) в прямоугольной системе координат ZYX кроме того заготовка может быть повернута на заданный угол вокруг оси ОY. Поворот заготовки в некоторых случаях необходим для того чтобы она заняла нужное положение отличное от положения в накопителе при установке в установочно-зажимное приспособление технологического оборудования для выполнения операции либо для выполнения переустановки заготовки в случае если операция выполняется с различных установок.
Исполнительный орган может перемещаться в прямоугольной системе координат с использованием силовых цилиндров Ц1 Ц2 Ц3 и Ц4 по различным траекториям.
Перемещение по оси ОX осуществляется с помощью силовых цилиндров Ц1 и Ц2. Цилиндр 1 установлен на платформе 2 и осуществляет перемещение исполнительного органа относительно этой платформы. В свою очередь платформа 2 с помощью цилиндра 2 установленного на кронштейне платформы 3 также может перемещаться относительно платформы 3 по координате Х. С помощью силового цилиндра 3 установленного на кронштейне платформы 4 исполнительный орган может перемещаться по координате Y. Перемещение платформы 3 по координате Y осуществляется по направляющим платформы 4. Силовой цилиндр 4 установленный на основании 5 манипулятора перемещает платформу 4 и расположенные на ней все остальные платформы и силовые цилиндры а следовательно и исполнительный орган по координате Z поднимая либо опуская исполнительный орган. Это перемещение необходимо либо для совмещения оси заготовки с осью центров станка либо для установки и снятия заготовки либо для извлечения заготовки из накопителя.
Силовой цилиндр 5 установленный на фланце руки 1 может поворачивать схват а следовательно и заготовку на заданный угол вокруг оси ОХ. Поворот схвата можно осуществить с использованием различных конструктивных решений однако самой рациональной применяемой в манипуляторах и роботах является конструкция использующая втулочно-реечное зацепление. Цилиндр 5 состоит из корпуса 5 который крепится на фланце руки фланцев 1и 8 втулок 11 и 14. Фланцы и втулки крепятся к корпусу 5 с помощью стяжных болтов. Внутри корпуса во втулке расположена рейка которая может перемещаться возвратно-поступательно под действием поршней 3 и 7 приводимых в движение давлением рабочей среды подаваемой либо в полость А либо в полость Б. Движением рейки в осевом направлении ограничивается упорами 2 и10 положение которых фиксируется контргайками 9.
Если рабочая среда под давлением будет подаваться в полость А то поршень 3 переместит рейку вправо до соприкосновения поршня 7 с упором 10 если – 3 полость Б то рейка переместится влево до соприкосновения поршня 3 с упором 2. В зацеплении с рейкой находится шестерня 13 установленная на трубе 13 поворотной части руки. Величина хода рейки а следовательно Z угол поворота руки регулируется положением упоров 2 и 10.
Цилиндр 6 управляет работой схвата. Шток цилиндра 6 соединен с тягой проходящих через руку 1 к схвату который захватывает либо освобождает заготовку.
В штоках силовых цилиндров установлены задатчики соответственно: на штоке Ц1-А Ц2-Б Ц3-В Ц4-Г Ц5-Д Ц6-З. Задатчик представляет собой жесткую пластину он так же может быть установлен на платформе которая перемещается штоком цилиндра. В конце перемещения штока цилиндра задатчик приходит в соприкосновение с кнопкой датчика ВК который подает сигнал на управление работой силового цилиндра выполняющего следующий элемент автоматического цикла. При использовании герконов на задатчиках устанавливают постоянные магниты. При этом сигнал образуется без контакта постоянного магнита и геркона.
В зависимости от требуемых усилий могут быть использованы пневмо- либо гидроцилиндры. Схемы с гидроцилиндрами позволяют использовать большие давления рабочей среды поэтому на штоке цилиндра развиваются большие усилия и следовательно при одних и тех же требуемых для выполнения элемента цикла усилиях они являются более компактными. Гидроцилиндры используют на оборудовании которое имеет маслонасосную станцию (вертикальные и горизонтальные токарные полуавтоматы шлифовальные и гидрокопировальные станки станки с программным управлением оборудование для электрохимической обработки гидравлические прессы и др.).
Для больших рабочих ходов поршней цилиндров и в случаях больших скоростей перемещений с целью уменьшения динамических нагрузок в конце рабочего хода используют приводы с автоматическим двусторонним торможением поршня в конце рабочего хода.
При включении датчика соединяется электрическая цепь подающая ток на промежуточное устройство – электрозолотник который открывает доступ рабочий среды в необходимую полость исполнительного механизма (рабочего цилиндра) предназначенного для выполнения следующего элемента рабочего цикла в соответствии с заданной траекторией.
Построение схемы автоматизации
Траектория движения исполнительного органа
З -захват (зажим) заготовки
Р –раскрепление заготовки
В скобках указаны элементы цикла при обратном ходе
Параметры силовых цилиндров
Исполнительный механизм (ИМ)
Диаметр цилиндра D мм
P=12 105 – давление в гидросистеме манипулятора
Vn=8 ммин=0133мс – скорость прямого хода штоков цилиндров
Vо=12 ммин=02 мс – скорость обратного хода штоков цилиндров
Звенья схемы автоматизации
Промежуточное устройство (ПУ)
Схема автоматизации строится применительно к заданной траектории движения исполнительного органа. Она включает силовые цилиндры обеспечивающие заданную траекторию их взаимосвязь задатчики и датчики траекторию перемещения исполнительного органа с указанием узловых точек а также порядковые номера элементов цикла. Направление перемещения исполнительного органа (схвата) указывается стрелками направленными в сторону перемещения.
В зависимости от траектории схема может быть изображена в одной либо двух плоскостях. Выполнять схему следует для исходного положения штоков силовых цилиндров. Зажим и разжим схвата обозначают буквами З и Р заключенными в прямоугольник а поворот руки вокруг оси ОХ – буквой П также заключенной в прямоугольник.
Построение очередности действия механизмов в цикле
Построение очередности действия механизмов осуществляется в соответствии с траекторией перемещения исполнительного органа определяемой заданием. Ее представляют в виде таблицы которая содержит номера элементов цикла содержание элемента цикла с указанием узловых точек траектории либо захвата раскрепления заготовки либо поворота руки манипулятора; задатчика датчика промежуточного устройства и исполнительного механизма ответственных за выполнение данного элемента цикла.
Построение таблицы начинают с нулевого элемента цикла соответствующего возвращению исполнительного органа в исходное положение точку 0 а заканчивают последним элементом цикла также соответствующим возвращению исполнительного органа в исходное положение.
П.6.3. Построение очередности действия механизмов в цикле.
Перемещение штока цилиндра Ц1 назад (а-о) возвращение а-о в исходное положение
Перемещение штока цилиндра Ц1 вперед (о-а)
Перемещение штока цилиндра Ц6 назадзажим заготовки
Перемещение штока цилиндра Ц4 вверх (а-г)
Перемещение штока цилиндра Ц5 влево поворотом заготовки
Перемещение штока цилиндра Ц3 влево (г-л)
Перемещение штока цилиндра Ц2 вперед(и-м)
Перемещение штока цилиндра Ц4 вниз (м-н)
Перемещение штока цилиндра Ц6 вперед раскрепление заготовки
Перемещение штока цилиндра Ц2 назад(н-к)
Перемещение штока цилиндра Ц3 вправо(к-а)
Перемещение штока цилиндра Ц5 вправо поворот
Перемещение штока цилиндра Ц1 назад(а-о)
Построение циклограммы без учета масштаба времени
Циклограмма строится для наглядного анализа действия механизмов схемы автоматизации технологической операции в виде таблицы содержащей по вертикали перечень исполнительных механизмов и положений их подвижных элементов (поршня штока) а по горизонтали- номера элементов цикла в соответствии с заданной траекторией. Условно примем наименования положение штоков цилиндров следующие: 1) для цилиндров Ц1 Ц2 и Ц6- «заднее» и «переднее»; 2) для цилиндра Ц3 - «правое и «левое» ; 3
При этом исходное положение поршней исполнительных механизмов следующее: 1) для цилиндров Ц1 и Ц2- «заднее»; 2) для Ц3 и Ц5- «правое»; 3) для цилиндра Ц4- «нижнее»; 4) для цилиндра Ц6- «переднее».
В этом положении исполнительный орган схемы автоматизации будет находиться в точке 0 схемы прямоугольных координат.
На циклограмме каждому положению исполнительного механизма ставится в соответствие горизонтальная линия. Поэтому если шток механизма неподвижен при выполнении данного элемента цикла то его состояние определяется горизонтальной линией в пределах элемента цикла а если в данном элементе цикла осуществляется перемещение штока исполнительного механизма- наклонной линии соответствующей переходу подвижных частей (поршня штока) из одного крайнего положения в другое.
Построение структурной схемы автоматизации
Структурная схема представляет собой непрерывную цепь состоящую из обозначений звеньев механизмов системы автоматизации расположенных в строгой последовательности передачи импульсов в пределах одного автоматического цикла. Звенья схемы располагаются в прямоугольниках и соединяются стрелками в пределах цикла начиная от задатчика определяющего приход (возвращение) системы автоматизации в исходное положение далее - в соответствии с траекторией перемещения исполнительного органа кончая завершением цикла.
Расчет времени автоматического цикла
Время цикла определяется траекторией перемещения исполнительного органа поворотом зажимом и разжимом схвата манипулятора величиной перемещения штоков исполнительных механизмов и скоростью их перемещения.
1Определение времени tцз по заданным скоростям прямого Vn и обратного Vo ходов исполнительного механизма.
Заданное время определяется по следующей формуле:
n- количество исполнительных механизмов задействованных в заданной схеме автоматизации.
tni и tоi определяются по следующим зависимостям:
Vn и Vo - скорости перемещения штоков прямого и обратного ходов исполнительных механизмов соответственно мс.
Расчетные tni и toi необходимо округлить до сотых долей секунды Li Vn и Vo выбираются в соответствии с заданием (см. П. 7.)
Траектория перемещения исполнительного органа поворот зажим и разжим схвата определяют состав исполнительных механизмов схемы автоматизации технологической операции т. е. не все силовые цилиндры указанные в приложении П.7 могут быть задействованы в конкретной схеме автоматизации.
tцз = tП1 +2 tП2 +tП3 +2 tП4 + tП5 + tП6 + tО1 +2 tО2 +tО3 + 2tО4 + tО5 + tО6
tП1 = L1VП = 050133 = 385с.
tП2 = L2VП = 0250133 =192с.
tП3 = L3VП = 0250133 = 192с.
tП4 = L4VП = 010133 = 077с.
tП5= L5VП= 0040133 = 0308с
tП6 = L6VП = 001017 = 0077с.
tО1 = L1VО = 0502 = 25с.
tО2 = L2VО = 02502 = 125с.
tО3 = L3VО = 02502 = 125с.
tО4 = L4VО = 0102 = 05с.
tО5 = L5VО = 00402= 02с
tО6 = L6VО = 00102 = 005с.
tцз =385+192+192+077+0308+0077+25+125+125+05+02+005=14595с
2 Определение площадей поршня со стороны бесштоковой (F1) и штоковой (F2) полостей цилиндра.
F1 и F2 рассчитываются по следующим формулам:
di – диаметр штока i-го цилиндра м.
Di – выбирается в соответствии с заданием а di – выбирается в зависимости от Di.
Здесь необходимо отметить что у цилиндра Ц5 рабочая среда подаётся лишь в бесштоковые полости т.е. F25 = F15. Давление р =12 МПа характерно для пневмоцилиндров. По [2 таб. 74 с.467] для цилиндра с D =40мм диаметр штока d =20мм при D = 70мм диаметр штока d = 35мм при D = 50мм диаметр штока d = 25мм при D = 25мм диаметр штока d = 12мм.
Для цилиндра Ц2 Ц3Ц6
3Определение расхода рабочей среды в цилиндрах.
QП = VПF1 = 0133·1256·10-4 = 167·10-5м3с.
QО = VОF2 = 02·942·10-4 = 1884·10-5м3с.
QП = VПF1 = 0133·196·10-4 = 2552·10-5м3с.
QО = VОF2 = 0233·1472·10-4 = 2944·10-5м3с.
QП= VПF1= 0133·3847·10-4 = 5001·10-5м3с.
QО= VОF2 = 02·2885·10-4 = 577·10-5м3с.
QП= VПF1= 0133·491·10-4 = 638·10-5м3с.
QО= VОF2 = 02·491·10-4 = 98210-5м3с.
Так как у цилиндра Ц6 при прямом ходе рабочая среда подается в штоковую полость то
QП= VПF2= 0133·942·10-4 = 1225·10-5м3с.
QО= VОF1 = 02·1256·10-4 = 2512·10-5м3с.
4Определение диаметров патрубков трубопроводов подводящих рабочую среду в полости цилиндра.
n5 = = 01310-6м2; о5 = = 0210-6м2
n6= = 02510-6м2; о6 = = 05210-6м2
Определение диаметров патрубков трубопроводов.
Рассчитанные диаметры патрубков трубопроводов необходимо привести к стандартному ряду рекомендуемых диаметров который имеет следующий вид: 15; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 10; 12; 16; и т.д.
Если диаметры патрубков меньше первого числа рекомендуемого ряда то их следует округлить до десятой доли миллиметра а если они оказались в пределах чисел рекомендуемого ряда – то до ближайшего числа ряда. Размеры диаметров патрубков выбираем из стандартного ряда.
Для цилиндров Ц2Ц3 dП = 2мм
Для цилиндров Ц1 dП = 25мм
Для цилиндра Ц5 dП= 12мм
5Определение действительных площадей сечений патрубков.
Определение действительных площадей сечений патрубков.
Для цилиндров Ц1Ц2Ц3 fП23Д = d24 = 314·000224м2 = 0314·10-5м2
fО23Д = d24 = 314·000224м2 = 0314·10-5м2
Для цилиндров Ц1 fП1Д = fО1Д =d24 = 314·0002524м2 =049·10-5м2
Для цилиндра Ц4 fП4Д =fО4Д = d24 = 314·000424м2 = 1256·10-5м2
Для цилиндра Ц5 fП5Д = d24 = 314·0001224м2 = 0 113·10-5м2
fО5Д = d24 = 314·0001524м2 = 0177·10-5м2
Для цилиндра Ц6 fп6Д = d24 = 314·0001524м2 = = 0177·10-5м2
fо6Д = d24 = 314·0002524м2 = = 049·10-5м2
6 Определение действительных расходов рабочей среды в цилиндрах.
Действительные расходы рабочей среды QД соответствуют действительным площадям сечений патрубков fД.
= 011310-54852 = 54810-5м3с
= 017710-54852 = 85910-5м3с
7 Определение действительных скоростей перемещения штоков исполнительных механизмов.
3·10-512 ·10-4 = 01223мс
VОД = 1523·10-5942 ·10-4 = 0162мс
77·10-51963 ·10-4 = 0121мс
VОД = 2377·10-51472 ·10-4 = 0161мс
VП4Д = 6094·10-53847·10-4 = 0158мс
VО4Д = 609410-52885·10-4 = 0211мс
VП5Д = 548·10-5491·10-4 = 0111мс
VО5Д =859·10-5491·10-4 =0175 мс
VП6Д = 859·10-51256·10-4 = 0068мс
VО6Д = 2377·10-5942·10-4 = 0252мс
8 Определение действительного времени автоматического цикла.
Определение действительного времени перемещения штоков исполнительных механизмов.
Для цилиндра Ц1– tДП1 = L1VДП = 05 0121 =413 с
tДО1 = L1VДО = 050161 = 311с
Для цилиндра Ц2 Ц3 – tДП1 = L1VДП = 025 0121 =207 с
tДО1 = L1VДО = 0250162 = 154с
Для цилиндра Ц4 – tДП4= L4VДП = 010158=063 с
tДО4 = L4VДО = 010211 = 047с
Для цилиндра Ц5 – tДП5 = L5VДП = 0040111=036с
tДО5 = L5VДО = 0040175 = 023с
Для цилиндра Ц6 – tДП6 = L6VДП = 0010068 =015 с
tДО6= L6VДО = 0010252 = 0039с
tцд=413+207+207+063+036+015+311+154+154+047+023+0039=16339.
9 Расчёт усилий на штоках силовых цилиндров.
Для цилиндров Ц2Ц3Ц6
РП236 = р·F1· = 12·106·1256·10-4·09 = 135648 Н
РО236 = 12·106·942·10-4·09 = 101736 Н
РП1 = р·F1· = 108·106·1963·10-4·09 = 212004 Н
РО1 = 108·106·1472·10-4·09 = 158976 Н
РП4= 108·106·3847·10-4·09 = 415476Н
РО4 = 108·106·2885·10-4·09 =31158Н
РП5= РО5=108·106·8·10-4·09 = 53028 Н
Построение циклограммы с учетом масштаба времени
Описание работы цилиндра.
Привод с гидроцилиндром предназначен для выдвижения руки манипулятора ПР типа М20Ц. При подводе давления в рабочую полость поршень 2 перемещается влево и в конце хода входит в отверстие крышки
При подводе давления в штоковую полость обратный клапан встроенный в штуцер открывается и поршень с большой скоростью перемещается вправо. Поршень уплотняется манжетами так же как и шток.
Крышка 4 и 5 притягиваются друг к другу стяжкой.
Краткое описание захватных устройств
Захватные устройства (ЗУ) ПР предназначены для базирования и удержания объекта в определенном положении при манипулировании.
Наиболее важной с технологической точки зрения является классификация ЗУ по характеру базирования объекта манипулирования. Центрирующие ЗУ определяют положение оси или плоскости симметрии объекта (заготовки детали инструмента и т. д.) при установке в зажимное приспособление накопительное устройство или рабочий орган станка. Среди центрирующих наиболее многочисленна группа механических зажимных ЗУ оснащенных кинематически связанными рабочими элементами схвата в виде губок кулачков призм и т. д. Центрирующими могут быть и ЗУ с эластичными камерами деформируемыми под действием давления воздуха в их внутренних полостях.
Базирующие ЗУ определяют положение установочной поверхности (или поверхностей) объекта манипулирования что характерно для поддерживающих и некоторых зажимных типов ЗУ. Фиксирующие ЗУ сохраняют положение объекта манипулирования которое тот имел в момент захватывания.
Если требуется обеспечивать перебазирование объекта манипулирования то ЗУ должно иметь автономно управляемое перемещение каждого его рабочего элемента. Таким свойством обладают ЗУ с многозвенными шарнирными пальцами снабженными сенсорными устройствами. Однако ЗУ перебазирующие объект манипулирования при его захватывании не имеют пока промышленного применения из-за сложности конструкции и управления.
При выборе типа ЗУ для ПР необходимо в качестве исходных данных учитывать: 1) тип и конструкцию основного и вспомогательного технологического оборудования (например станков накопительных или транспортных устройств и т. д.) обслуживаемых данным ПР; 2) характеристики объекта манипулирования; 3) тип и конструкцию самого ПР; 4) особенности технологического процесса выполняемого робототехническим комплексом.
В зависимости от формы и габарита объектов манипулирования ЗУ могут быть различных типоразмеров: 1) для коротких тел вращения (типа фланцев) диаметром до 160 200 250 и 315 мм (массой от 10 до 40 кг); 2) для длинных тел вращения (типа валов) диаметром до 60 80 100 и 160 мм (с массой от 10 до 160 кг); 3) для призматических (корпусных) изделий размером до 160 250 и 400 мм (с массой от 10 до 40 кг) и т. д.
Конструкция ЗУ определяется двигателем привода исполнительного механизма преобразующего движение привода в необходимое перемещение рабочих элементов схвата. В ЗУ используют различные исполнительные механизмы для преобразования с определенным отношением линейного или углового движения выходного звена привода в поступательное или вращательное перемещение рабочего элемента.
При этом можно выделить две группы исполнительных механизмов: 1) с постоянным коэффициентом передачи рабочего усилия не зависящим от положения схвата; 2) с переменным коэффициентом передачи усилия в зависимости от положения схвата. Преимуществом исполнительных механизмов с переменным передаточным отношением является возможность достижения больших усилий зажима. Однако наибольшие усилия достигаются обычно лишь в узком диапазоне рабочих перемещений.
В связи с этим для обеспечения надежного удержания объектов манипулирования при широком диапазоне их размеров необходимо использовать в ЗУ исполнительные механизмы с постоянным передаточным механизмом (например зубчато-реечные винтовые некоторые рычажные и др.) или предусматривать переналадку исполнительных механизмов с переменным передаточным отношением (например рычажного типа).
Конструктивно места крепления сменных ЗУ на кисти руки манипулятора выполняют в виде фланца с центрирующей расточкой и крепежными резьбовыми отверстиями вокруг нее. Такая конструкция места крепления ЗУ является наиболее простой и универсальной.
С целью унификации конструктивных элементов стандартизованы присоединительные размеры фланцевых мест крепления а также диаметры цилиндрических хвостовиков ЗУ для ПР в машиностроении.
Грузоподъемность захватных устройств должна соответствовать одному из значений следующего ряда: 063; 125; 25; 5; 10; 20; 40; 80; 160; 250; 500 и 1000 кг.
Данная конструкция захватного устройства c пневмоприводом применяется в ПР М40П для деталей фланцевого типа. Схват оснащен тремя подвижными губками 1 закрепленными на рычагах 2 под углом 120 градусов относительно друг друга. Привод губок захватного устройства пневматический - воздух подается в коробку пневмозолотников 3 и через пневмоклапан 4 в одну из полостей пневмоцилиндра 5: правую при зажиме и левую при разжиме детали. Поступательное перемещение штока 6 пневмоцилиндра преобразуется при помощи рычагов 7 и шарнирных параллелограммов 8 в радиальное по отношению к зажимной детали движение рычагов левой и правой и верхней губок. Привод правой губки осуществляется при помощи пары зубчатых колес 910 и шарнирного параллелограмма 11.
Введение в кинематическую схему шарнирных параллелограммов обеспечивает сохранение углового положения губок схвата центрирующих деталь при зажиме.
Оси поворотных рычагов закреплены в верхней 12 и нижней 13 параллельных плитах которые связаны между собой планками 14 образующими жесткий каркас. Каркас с зажимными губками крепиться к основанию 15 при помощи трех стержней 16 и пружиной 17 компенсирующих погрешности позиционирования схвата с заготовкой при установке ее например в патрон станка.
Крепление схвата к механизму кисти руки осуществляется при помощи кронштейна 18.
При недопустимой деформации кронштейна (например при упоре схвата в какое-либо препятствие) подпружиненный упор 19 нажимается на конечный микровыключатель 20 который подает аварийный сигнал в устройство управления ПР. Электрокабель подключается через разъем 11.
Определение усилия захватывания
Усилие захватывания определяют из предположения что удерживание объекта манипулирования происходит за счет сил трения создаваемых этим усилием:
где m — масса объекта манипулирования ; а — максимальное ускорение центра масс объекта манипулирования 5 мс2; К1 — коэффициент зависящий от положения заготовки по отношению к губкам схвата и направления действия силы тяжести =05 (по схеме схвата) ; К2 = 2 так как в схвате отсутствует самоторможение.
m = ×D2 4lρ= 314×015240.17890=139 кг
К= 2 Коэффициент запаса
g=9.8 ускорение свободного падния
Исходя из анализа кинематической проекция усилия привода равно сумме проекций сил захватывания:
Используя принцип возможных перемещений механизма будем считать что перемещение схвата по окружности будет выражаться через длину дуги:
Pcosαl-F1cosγl1- F2cosγl1- F3cosγl1=0
Из конструктивных соображений примем
Тогда усилие привода
P=3Fl1l=3914.30.080.07=3134.7 H
Диаметр поршня пневмоцилиндра равен
D=10000.06319=63.19мм
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя т.3.- 6-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1982. 576 с. ил.
Гидравлические и пневматические приводы промышленных роботов и манипуляторов Г.В. Крейнин И.Л. Кривц Е.Я. Винницкий В.И. Ивлев; Под ред. Г. В. Крейнина М: Машиностроение 1993. 304 с.
Определение уровня механизации и автоматизации технологического процесса. Метод. указ. к курсовой работе С.П. Петрова. Сызрань: Сф СамГТУ 2005. 7 с.
Промышленные роботы в машиностроении: Альбом чертежей: Учеб. пособие для вузов Под ред. Ю.М. Соломенцева. М.: Машиностроение 1987.
Рабинович А.Н. Автоматизация механосборочного производства. Киев: Высш. шк. 1969.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1 Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение 1986. 656 с.

Свободное скачивание на сегодня

Обновление через: 22 часа 52 минуты
up Наверх