Файл: Проектирование РиРТС(КП)remix_2.doc

2.2.1.1 Настоящее техническое задание распространяется на робот промышленный (ПР), представляющий собой автоматическую машину, состоящую из исполнительного устройства в виде манипулятора и перепрограммируемого устройства программного управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций.

2.2.1.2 ПР входит в состав модулей, участков и линий гибких производственных систем (ГПС), обеспечивающих автоматизацию технологических процессов в условиях многономенклатурного, часто переналаживаемого машиностроительного производства.

2.2.1.3 ПР допускает (при соответствующем оснащении) применение его на операциях снятия заготовок и деталей, смены инструментов и других вспомогательных операциях при обслуживании станков с ЧПУ.

2.2.2 Обоснование для разработки

2.1 Разработка промышленного робота производится в соответствии с заданием на курсовое проектирование, указанными в нем данными и необходимыми условиями, выданным преподавателем.

2.2.3 Цель и назначение разработки

2.2.3.1 ПР разрабатывается с целью автоматизации однообразных, утомительных и опасных для здоровья ручных работ на предприятиях отрасли, обеспечения возможности создания технологических модулей, линий и участков ГПС, позволяющих сократить численность основного и вспомогательного производственного персонала, улучшить условия и повысить производительность труда работающих, улучшить качество выпускаемой продукции.

2.2.3.2 Функциональное назначение ПР состоит в осуществлении операций перемещения объектов производства(рабочего инструмента), установки их в рабочие позиции, контроля хода выполнения технологического процесса изготовления листовых штампованных деталей и управления работой технологического оборудования в соответствии с общим алгоритмом функционирования гибкого производственного модуля (линии, участка).

2.2.4 Источники разработки

2.2.4.1 Разработка ведется:

на основе результатов, полученных при выполнении научно-исследовательских работ;

исходных требований на проектирование ПР, разработанных предприятием;

патентно-информационных исследований;

анализа материалов по ПР, имеющихся на предприятиях;

изучения работы по технологическому обслуживанию и эксплуатации ПР модели М40П.05.01, установленного на машиностроительном предприятии;

изобретений по авторским свидетельствам №1106653,

№1364604, №774879.

2.2.5 Технические требования

2.2.5.1 Состав ПР и требования к конструктивному исполнению.

2.2.5.1.1 В ПР должны входить следующие составные части: манипулятор; устройство управления; кабели связи устройства управления с манипулятором.

2.2.5.1.2 Требования к конструктивному исполнению манипулятора.

2.2.5.1.2.1 Манипулятор должен быть выполнен по кинематической схеме (схемам), приведенной в приложении к техническим требованиям и иметь 5 степеней подвижности.

2.2.5.1.2.2 Манипулятор должен состоять из конструктивных модулей, объединяющих механизмы, двигатели, информационные устройства, устройства электрической коммутации одной или нескольких степеней подвижности.

2.2.5.1.2.3 В составе модулей степеней подвижности должны быть использованы (выделены) конструктивно законченные унифицированные и взаимозаменяемые электромеханические модули привода, объединяющие двигатель, датчики и передаточный механизм.

2.2.5.1.2.4 Конструктивные модули манипулятора должны иметь унифицированные быстроразъемные стыковочные элементы, обеспечивающие возможность и удобство объединения их в различные конфигурации в зависимости от характера решаемой задачи.

2.2.5.1.2.5 В конструкции манипулятора должны быть использованы передаточные механизмы, направляющие, комплектующие изделия и материалы, обеспечивающие минимальную массу подвижных частей конструкции при сохранении ее прочности и надежности.

2.2.5.1.2.6 Конструкция манипулятора должна исключать его поломку при встрече с препятствием на скорости, соответствующей номинальной скорости перемещения рабочего органа.

2.2.5.1.2.7 Собственная частота колебаний механической системы манипулятора по степеням его подвижности не должна быть ниже 10 Гц.

2.2.5.1.2.8 Статический прогиб конструкции манипулятора при приложении к его рабочему органу силы, соответствующей номинальной грузоподъемности, не должен превышать удвоенного значения абсолютной погрешности позиционирования ПР.

2.2.5.1.2.9 Свободный ход между валом (штоком) двигателя и датчиком положения конструктивных модулей манипулятора не должен превышать дискреты датчика положения.

2.2.5.1.2.10 Свободный ход рабочего органа манипулятора при заторможенных двигателях приводов степеней подвижности не должен превышать значения абсолютной погрешности позиционирования ПР.

2.2.5.1.2.11 Коэффициент полезного действия механических передач не должен быть ниже 0,6.

2.2.5.1.2.12 Момент (усилие) от неуравновешенности конструкции манипулятора по каждой степени подвижности не должен превышать номинального момента (усилия) электродвигателя.

2.2.5.1.2.13 Составные части манипулятора должны иметь надежную защиту от попадания загрязняющих веществ на направляющие, контакты, датчики.

2.2.5.1.2.14 Конструкция руки манипулятора должна обеспечивать возможность быстрой (автоматической) замены рабочих органов.

2.2.5.1.2.15 Габаритные размеры манипулятора, мм, не более 1200*900*3600

2.2.5.1.2.16 Масса манипулятора, кг, не более 800

2.2.5.1.3 Требования к устройству управления.

2.2.5.1.3.1 Устройство управления конструктивно должно быть выполнено в виде отдельной стойки со встроенными преобразователями следящих приводов ПР, выносным пультом ручного обучения и удовлетворять требованиям ГОСТ 21021–85.

2.2.5.1.3.2 Устройство управления должно быть выполнено по блочно-модульному принципу, обеспечивающему возможность изменения и совершенствования состава, структуры и функций ПР по мере появления новых решаемых им задач.

2.2.5.1.3.3 Устройство управления должно иметь клавиатуру ручного ввода и дисплей, либо интерфейсы связи с клавиатурой и дисплеем, обеспечивающие проведение обучения, контроля и редактирования программ, диагностику технического состояния ПР в диалоговом режиме.

2.2.5.1.3.4 Устройство управления должно иметь интерфейсы связи с манипулятором, обслуживаемым технологическим оборудованием, ЭВМ верхнего уровня и другими устройствами управления и вычислительной техники.

2.2.5.1.3.5 Устройство управления должно обеспечивать позиционное (контурное, позиционно-контурное, цикловое) управление движением манипулятора по 5 степеням подвижности.

2.2.5.1.3.6 Устройство управления при работе в контурном режиме работы должно обеспечивать круговую интерполяцию по радиусу 2,1 с максимальной скоростью 36 м/мин и линейную интерполяцию с максимальной скоростью 48-72 м/мин.

2.2.5.1.3.7 Класс языка программирования определяется типом используемой в устройстве управления ЭВМ или ее местоположением в этом устройстве и зависит от сложности решаемых технологических задач.

2.2.5.1.3.8 Устройство управления должно содержать программные и встроенные аппаратные средства технической диагностики, обеспечивающие контроль функционирования и поиск неисправностей основных блоков устройства и элементов системы следящих приводов ПР.

2.2.5.1.3.9 Основные режимы работы: обучение; автоматическая работа; автоматическая работа по кадрам; контроль программы; редактирование программы; коррекция программы; ввод параметров ПР; поиск кадра; поиск программы.

2.2.5.1.3.10 Устройство управления может быть удалено от манипулятора и внешнего оборудования на расстояние 5 м.

2.2.5.1.3.11 Устройство управления должно обеспечивать программирование ПР методом обучения по первому циклу и перепрограммированием на языке высокого уровня.

2.2.5.1.3.12 Устройство управления должно быть оснащено постоянным запоминающим устройством (ПЗУ) типа RF514 для хранения программ работы ПР.

2.2.5.1.3.13 Устройство управления должно сопрягаться с датчиком обратной связи типа резольвер РБ-2.

2.2.5.1.3.14 Устройство управления по устойчивости и климатическим воздействиям должно соответствовать 3 группе ГОСТ 21552 – 84, по степени защиты, обеспечиваемой нагревостойкостью электрической изоляции, – классу А по ГОСТ 8865 – 87.

2.2.5.1.3.15 Питание – от трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц, мощностью Вт.

2.2.5.1.3.16 Габариты устройства управления, мм, не более 1470х610х470

2.2.5.1.3.17 Масса устройства управления, кг, не более 200

2.2.5.1.4 Требования к программному обеспечению.

2.2.5.1.4.1 Требования к функциональным характеристикам.

2.2.5.1.4.1.1 Программное обеспечение (ПО) должно соответствовать типу системы и обеспечивать реализацию операции из следующего класса:

основные технологические операции взятие, транспортировка, снятие, установка деталей;

вспомогательные технологические операции;

операции управления системой;

управление необходимым дополнительным оборудованием.

2.2.5.1.4.1.2 Задание на работу роботу должно осуществляться в виде специальной структуры данных – «Технологическое задание (ТХЗ)», позволяющей идентифицировать задание, определить последовательность выполняемых операций и т. п.

2.2.5.1.4.1.3 ПО должно обеспечить одновременное запоминание до девяти ТХЗ и работу с любым из них по желанию оператора.

2.2.5.1.4.1.4 Средства ПО должны обеспечить:

формирование ТХЗ в диалоге с оператором (обучение);

корректировку ТХЗ при отработке последовательности операций;

автоматическое выполнение ТХЗ с заданным оператором числом циклов;

вывод ТХЗ на внешний носитель и его ввод;

обмен информацией через последовательный интерфейс с ЭВМ верхнего уровня, обеспечивающий: перепись одного или нескольких технологических заданий; запуск одного из заданий; контроль завершения выполнения заданий ЭВМ верхнего уровня.

2.2.5.1.4.1.5 Состав операций, которые могут входить в ТХЗ, должен обеспечивать управление манипулятором при выполнении следующих действий робота:

перемещение манипулятора в заданную точку в позиционном режиме с отработкой сигналов на технологическое оборудование и выдержек времени;

перемещение манипулятора по контуру, заданному последовательностью точек позиционирования, с произвольным шагом, линейной и круговой интерполяцией между ними в координатах рабочего пространства;

возможность организации подпрограмм и условный переход на подпрограмму по условиям, определяемым входными сигналами;

автоматическое определение положения манипулятора и его отклонений в декартовых координатах относительно заданного при обучении.

2.2.5.1.4.1.6 Для управления системой во всех режимах, организации процессов формирования и выполнения ТХЗ ПО должно обеспечить ввод и трансляцию команд с пульта оператора системы и реализацию требуемых действий.

2.2.5.1.4.1.7 ПО должно обеспечить формирование ТХЗ (обучение) в режиме диалога с оператором.

2.2.5.1.4.1.8 Формирование кодов операций и скорости контурных движений манипулятора должно осуществляться с пульта оператора системы.

2.2.5.1.4.1.9 Задание координат точек траекторий манипулятора должно осуществляться путем его перемещения в ручном режиме с последующей записью этих координат по показаниям кодовых датчиков.

2.2.5.1.4.1.10 ПО должно обеспечить два режима ручного управления манипулятора: непрерывное перемещение в выбранном направлении со скоростью, заданной с пульта оператора системы, пошаговое перемещение в выбранном направлении на шаг, заданный с пульта оператора системы.

2.2.5.1.4.1.11 При автоматическом выполнении ТХЗ ПО должно обеспечить: выбор ТХЗ по заданному оператором номеру и автоматическое его выполнение с заданным оператором числом раз;

выполнение ТХЗ с остановкой после завершения каждой операции, входящей в ТХЗ;

выполнение ТХЗ с остановкой после завершения каждого шага контурного движения манипулятора;

во время выполнения ТХЗ должна быть обеспечена индикация на пульте оператора текущего положения манипулятора в двух видах: положение отдельных звеньев, декартовы координаты рабочего органа.

2.2.5.1.4.1.12 ПО должно обеспечить также остановку автоматического выполнения ТХЗ по запросу оператора при завершении цикла, операции шага или немедленно.

2.2.5.1.4.1.13 После остановки ПО должно обеспечить возможность оператору выполнить любое требуемое действие.

2.2.5.1.4.1.14 По запросу оператора ПО должно осуществить продолжение выполнения ТХЗ в следующих модификациях:

продолжение выполнения с места остановки манипулятора; продолжение выполнения со смещением вперед или назад на указанное число операций или шагов.

2.2.5.1.4.1.15 При остановленном манипуляторе ПО должно обеспечивать возможность смещения манипулятора с запоминанием смещения и последующим его суммированием с требуемым положением манипулятора во всех последующих операциях.

2.2.5.1.4.1.16 ПО должно обеспечивать следующие режимы корректировки ТХЗ: удаление шага; добавление шага; изменение параметров шага.

2.2.5.1.4.1.17 ПО должно обеспечить диагностику аварийных ситуаций, регистрируемых аппаратурными средствами устройства управления, и определить возможность продолжения выполнения ТХЗ.

2.2.5.1.4.1.18 При невозможности продолжения выполнения ТХЗ ПО должно осуществить прерывание выполнения. При этом должна быть обеспечена безаварийная остановка манипулятора.

2.2.5.1.4.1.19 Сообщение о диагностируемой ошибке ПО должно выдавать на пульт оператора в виде кода ошибки.

2.2.5.1.4.1.20 Модули ПО, работающие в режиме реального времени, должны быть защищены от неправильной работы аппаратных средств, если такая защита предусмотрена конструкцией аппаратных средств.

2.2.5.1.4.1.21 ПО должно быть защищено от переполнения областей памяти, отведенных под стеки, буферы и другие поля данных, заполняемые в автоматическом режиме.

2.2.5.1.4.1.22 Файловая система ПО должна обеспечивать контроль правильности сохранения файлов и их передачи между ОЗУ и внешней памятью.

2.2.5.1.4.1.23 Время восстановления ПО после отказа не должно превышать 5 мин.

2.2.5.1.5 Требования к кабелям.

2.2.5.1.5.1 Кабели должны иметь надежную защиту от механических повреждений.

2.2.5.2 Показатели назначения и экономного использования сырья, материалов, топлива, энергии.

2.2.5.2.1 Номинальная грузоподъемность, кг 40

2.2.5.2.2 Максимальная абсолютная погрешность позиционирования, мм

±1 мм

2.2.5.2.3 Геометрические характеристики рабочей зоны: сложная цилиндрическая полярная

2.2.5.2.4 Показатели назначения степени подвижности.

2.2.5.2.4.1 Показатели степени подвижности (ее наименование):

максимальное перемещение, мм (°)