На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Разработка схемы управления

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 31.05.2012. Сдан: 2010. Страниц: 12. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Министерство  образования и науки Российской Федерации 

Федеральное агентство по образованию

Саратовский государственный  технический университет

 
Кафедра «Автоматизация и управление технологическими процессами» 
 
 
 
 
 
 
 
 

Пояснительная записка к курсовому  проекту

 
По курсу: «Схемотехника систем управления» 

 « Разработка схемы управления » 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                Выполнил:
                                                студент группы АТП  – 31
                                                                                  Блинов О. Г. 

                                                Проверил:
                                                доц. каф. АТП
                                                Виноградов М. В. 
 
 
 
 

                                                   

Саратов 2009
Реферат
  
  Современное  производство с его быстрыми  темпами технического развития, немыслимыми масштабами и скоростями производства требует высокой точности применяемых деталей, а также широкой информационной связи между объектами производства, т.е. глубокого контроля автоматическими системами технологических операций и процессов, происходящих в оборудовании в процессе производства, а так же высокого контроля производимой продукции.
    В  настоящее время широкой автоматизации  подверглись различные отрасли промышленности. Начиная от легкой пищевой, и заканчивая на тяжелой – военной, в которой необходима наиболее высокая точность деталей и узлов, их высокое программно – информационное обеспечение.
  Применение  автоматических систем в процессе производства, а также в бытовых устройствах  или установках позволяет значительно  уменьшить потребление электроэнергии, снижает в значительной степени  количество потребляемого производством  сырья, уменьшает количество и концентрацию отходов производства. Получаемая в процессе производства продукция или энергия отличается повышенным качеством, которое не могло бы быть достигнуто без применения автоматических систем. Так же только с применением автоматических систем в процессах производства можно добиться массового выпуска продукции, а значит и уменьшить стоимость единицы произведенной продукции, что так необходимо при современных темпах развития, при которых вновь разработанные технологии или продукция  быстро подвергаются моральному износу и требуют своей замены или модернизации с наименьшими затратами.
   Автоматизирование  технологических процессов также  позволяет в значительной степени снизить монотонный труд рабочих, а значит понизить их утомляемость в течение дня и повысить их внимательность; позволяет освободить человека от работ во вредных для его здоровья условиях.
   Успехи  микроэлектроники, высокие темпы  развития электронного приборостроения способствуют все большему проникновению средств вычислительной техники в системы управления производственными объектами и технологическими процессами. Это позволяет повысить качество управления и, как следствие, повысить эффективность управляемых процессов и качество выпускаемой продукции. В свою очередь успехи в управлении стимулируют совершенствование технологических и производственных процессов. Усложняются задачи управления и повышаются требования к средствам и системам управления. С учетом быстрого развития и расширения сферы применения к средствам вычислительной техники в системах управления предъявляются следующие требования: реализуемости различных законов управления на базе единых технических средств (программируемость), возможности широко варьировать число и вид управляющих и осведомительных сигналов (агрегирование узлов сопряжения), ориентации на заданный ресурс времени, определяемый характером управляемого процесса. Усложнение реализуемых алгоритмов, повышение уровня интеграции элементов, требования унификации средств приводят к значительным изменениям в методике проектирования. В целом задачи проектирования все более усложняются. Значительные изменения претерпевают те модели и формализованные методы, которые используются на различных этапах проектирования. Непременным условием преодоления этих трудностей является системный подход при проектировании и автоматизация проектирования на основе применения ЭВМ.
   Цель  данного курсового проекта является разработка схемы системы управления адаптивным промышленным роботом и разработка печатной платы устройства, в соответствии с требованиями предъявляемым к печатным платам.
   
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание

Реферат……………………………………………………………………………….2
Содержание…………………………………………………………………………..4
Введение……………………………………………………………………………...5
Задание на курсовой проект……………………………………………………….7
Структурный синтез управления РТК  сборки узла из двух деталей………...8
    Разработка схемы системы управления…………………………….10
1.1 Вербальный  алгоритм работы системы……………………………………10
1.2 Формализация  алгоритмов графом переходов……………………………12
1.3 Синтез схемы управления………………………………………………......13
    Разработка принципиальной схемы…………………………………..19
2.1 Выбор элементной  базы и разработка принципиальной  электрической                                            схемы……………………………………………………………………………..19
    Проектирование печатной платы……………………………………....23
3.1 Проектирование печатной платы…………………………………………...23
3.2  Разработка конструкции субблока системы управления……………...….25
Заключение……………………………………………………………………….......27 Список использованной литературы……………………………………………..28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

   Адаптивные  промышленные роботы (ПР) представляют собой новую степень развития робототехники, для которой характерно создание гибкопрограммируемых устройств, предназначенных для получения информации об окружающей среде, предмете производства и состояния механизмов робота. Адаптивные роботы предназначены для работы в условиях с заранее неизвестными изменениями окружающей среды, к которой они должны приспосабливаться. На пути развития адаптивных ПР многоемких научных, технических и организационных проблем, связанных с созданием широкой номенклатуры специализированных датчиков и устройств для исследования и отображения окружающей среды, микропроцессорных систем обработки получаемой информации ее использование для управления работой роботов, программирование процессов восприятия и реакции на получаемую информацию в реальном масштабе времени, повышением надежности и долговечности ПР, улучшением метрологических его характеристик и т. д.
   Для придания роботу новых качеств необходимо, чтобы он обладал способностью к мгновенному восприятию внешней среды и мог использовать ее для автоматического формирования сигналов управления движением своих манипуляторов с целью выполнения заложенной в его память технологической задачи.
   Адаптивный  робот является принципиально новой  производственной машиной с большими возможностями. К числу основных функций, выполняемых адаптивным роботами, относятся функции, свойственные человеку в процессе его трудовой деятельности, а именно: восприятие внешней среды с помощью «органов чувств» - системы технического зрения (СТЗ), «осмысление» и принятие решения (микропроцессорная обработка информации), активное воздействие на внешнею среду (манипуляторами).
   Многообразие  автоматизируемых технологических процессов определяет весьма большое число параметров, подлежащих измерению в процессе работы адаптивного робота. К основным параметрам относятся линейные и угловые перемещения механизмов робота, возникающие в них силы и моменты, расстояния между захватом робота и объектом, положение и скорость движения захвата, признаки наличия, размеры, температура, форма, цвет деталей и др. В качестве дополнительных параметров измерения могут быть зазоры, перекосы, проскальзывания, наличие внутренних дефектов, толщина материала или покрытия, твердость, напряжения, площадь, ориентация относительно осей и многие другие.
   Применение  элементов адаптации требуется  для всех типовых технологических операций, таких, как окрасочные, сварочные, штамповка, механическая обработка, контроль качества, транспортировка, сборка и др. Актуальность адаптации существенно возрастает при усложнении и удорожании объекта производства, при работе в агрессивных средах, а также при воздействии различных влияющих факторов – механических и климатических нагрузок, биологических и специальных сред, ионизирующих и электромагнитных излучений.
     Развитие адаптивных ПР обусловило  создание многочисленных датчиков  силомоментного и тактильного  очувствления, внутренней информации  о параметрах и состоянии манипулятора, систем технического зрения, локационных дальномеров и др., а также существенную модернизацию в последнее время получили системы управления адаптивных ПР.
   Обобщение подобного материала с иллюстрациями  практического опыта применения и конкретными конструкциями адаптивных ПР представляет несомненный интерес на данном этапе бурного развития автоматизации производства.
    
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задание на курсовой проект. 

   Разработать структурную схему управления РТК, примерная схема которого приведена на рисунке 1, и структурную и принципиальную схемы управления роботом-манипулятором. Спроектировать печатную плату. 

   Таблица 1. Вариант задания на курсовой проект.
Разряд          
Номер варианта Зажим у стола Есть – 1
Нет - 0
Подъем руки Есть – 1
Нет - 0
Выдвижение  руки Есть – 1
Нет - 0
Привод  Пневмо – 1
Электро - 0
Робот 1 – 1
2 - 0
2 0 0 0 1 0
 
      Разработать систему автоматического управления сборочным РТК, с подробным синтезом схемы управления приводами поворота, захвата руки манипулятора 2; таким образом, чтобы после стартового сигнала срабатывал схват манипулятора, поворачивался влево, схват разжался, поворачивался вправо в первоначальное положение; проверка качества сборки: если брак – срабатывает манипулятор 1; если годное изделие – поворот влево, схват сжался, выдвижение упора, поворот вправо, схват разжался, втягивание упора, поворот вправо в исходное положение. Индикацию состояний реализовать семисегментными светодиодными индикаторами.   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Структурный синтез системы управления РТК сборки узла из двух деталей.
   РТК включает два манипулятора, СТЗ в режиме визуальной инспекции, поворотный стол и пресс (рисунок 1).

Рисунок 1. Состав адаптивного сборочного робототехнического комплекса. 

   Задача, выполняемая РТК, - сборка узла, состоящего из двух деталей, которые находятся в накопителях. Наличие системы очувствления в виде СТЗ придает РТК адаптивные свойства, которые заключаются в смене линии поведения в зависимости от состояния процесса сборки, который СТЗ контролирует.
     Технологический процесс работы РТК заключается в выполнении следующих операций: 

    Шаг 1. Взять деталь А и перенести на сборочную позицию.
    Шаг 2. Убедиться с помощью СТЗ в  наличии на сборочной позиции  детали в требуемом положении, Если нет - перейти на шаг 11.
    Шаг 3. Взять деталь Б из накопителя и перенести на сборочную позицию.
    Шаг 4. Убедиться с помощью СТЗ в  наличии детали Б на сборочной позиции в требуемом положении. Если нет - шаг 13.
    Шаг 5. Повернуть стол.
    Шаг 6. Запрессовать детали А и Б.
    Шаг 7. Повернуть стол.
    Шаг 8. Убедиться с помощью СТЗ в  правильности сборки. Если
      нет, то перейти на шаг 15.
    Шаг 9. Перенести узел в тару готовых  изделий.
    Шаг 10.Перейти на шаг 1.
    Шаг 11.Взять деталь А и положить в трусы ссука.
    Шаг 12.Перейти на шаг 11.
    Шаг 13.Взять детали Б и А и положить в тару брака.
    Шаг 14.Перейти на шаг 1.
    Шаг 15.Взять узел и положить в тару брака.
    Шаг 16.Перейти на шаг 1.  

    Приведенная последовательность содержит лишь основные операции. В реальном случае могут  появиться дополнительные устройства (ориентирующие устройства и т.п.), а значит, и шаги.  
 

        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Разработка схемы системы управления 

      Вербальный  алгоритм работы системы
   Разработать схему автоматического управления пневмоприводами поворота М1, захвата руки манипулятора М2, таким образом, что бы после стартового сигнала Z манипулятор осуществлял операцию «взять заготовку А и перенести ее на сборочную позицию». Этот же манипулятор по сигналу G должен выполнять операцию «взять готовое изделие и положить в бункер готовых изделий». Требуется ввод ещё одного пневмопривода М3, осуществляющего выдвижение упора в момент времени, когда манипулятор перемещает готовое изделие в бункер и задвижение упора, когда изделие помещено в бункер и манипулятор переходит в исходное положение. В таблице 2 указаны используемые в данном варианте проекта пневмоприводы и их функциональное назначение. В таблице 3 указаны датчики, необходимые для управления пневмоприводами, и конкретное назначение каждого из них. 

   Таблица 2. Пневмоприводы и их назначение: 

Условное  обозначение Назначение  пневмопривода
М11 Поворот манипулятора влево
М12 Поворот манипулятора вправо
М21 Захват детали схватом манипулятора
М22 Разжим детали схватом манипулятора
М31 Выдвижение  упора
М32 Задвижение упора
 
 
   Таблица 3. Условные обозначения датчиков и их назначение. 

Условное  обозначение датчиков положения Назначение  датчиков
S1 Сигнализирует, что в захвате манипулятора зажата деталь;
S2 Сигнализирует, что захват руки манипулятора разжат;
L Сигнализирует, о том, что манипулятор находится в крайнем левом положении;
R Сигнализирует, о том, что манипулятор находится  в крайнем правом положении;
N Сигнализирует, о том, что манипулятор находится  в среднем положении (около упора);
U1 Сигнализирует о том, что упор находится в верхнем положении;
U2 Сигнализирует о том, что упор находится в  нижнем положении;
 
 
   При поступлении  стартового сигнала Z подачи заготовки на стол, пневмопривод захвата заготовки М2 обеспечивает захват детали Б из накопителя. Для контроля срабатывания захвата необходим датчик положения S1. Он сигнализирует о том, что в захвате зажата деталь. Затем пневмопривод М1 поворачивает манипулятор вместе с заготовкой влево из положения Р7 в положение Р3, контролируемое датчиком положения L. После этого пневмопривод схвата манипулятора М2 разжимает заготовку, помещая её на поворотный стол. После сигнала расжатия схвата S2 пневмопривод М1 поворачивает манипулятор из положения Р3 в положение Р7, контролируемое датчиком R в крайнем правом положении, где манипулятор будет находиться до поступления сигнала Z или G.
   При поступлении  сигнала  G (собрано годное изделие), срабатывает пневмопривод М1, при этом манипулятор поворачивается влево из начального положения Р7 в положение Р3, контролируемого датчиком положения L. Затем срабатывает пневмопривод М2, обеспечивающий захват готового изделия. Об этом сигнализирует датчик положения S1. Далее срабатывает пневмопривод подъёма упора М3. Упор поднимается в верхнее положение, о чём сигнализирует датчик положения U1. Затем манипулятор посредством пневмоцилиндра М1 поворачивается из положения Р3 в положение Р9, контролируемое датчиком N. Положение Р9 определяется специальным выдвижным упором, на котором и располагается датчик положения N. Схват при этом располагается непосредственно над бункером с готовыми изделиями. Пневмопривод захвата детали М2 освобождает изделие. Об этом сигнализирует сигнал о разжатии схвата S2. Изделие помещается в бункер. После получения сигнала S2, пневмопривод М3 опускает упор до срабатывания датчика положения U2. Далее пневмоцилиндр М1, поворачивает манипулятор из положения Р9 в начальное положение Р7, контролируемое датчиком R, до поступления сигнала Z или G.
   Поворот манипулятора, зажим и разжим детали схватом манипулятора, движение выдвижного упора обеспечивается независимыми пневмоприводами М1, М2, М3. Каждое из состояний схемы обеспечивает включение одного привода до момента появления следующего сигнала. Сигналы вырабатываются датчиками, расположенными на рабочих органах манипулятора и на специальном ограничительном упоре. На эти датчики воздействуют упоры при достижении схвата манипулятора заданных положений. На схеме области достижимости (рисунок 2) линиями показаны возможные движения манипулятора (состояния графа), а точками – моменты появления сигналов, вызывающих переход схемы из одного состояния в другое. Управляется и контролируется манипулятор от ЭВМ через интерфейсный блок. 

          
Рисунок 2. Области  достижимости манипулятора (Р7 – начальное положение). 
 

      Формализация  алгоритма графом переходов.
    В исходном состоянии 0000 все исполнительные устройства выключены, схват находится в крайнем правом положении (рисунок 3).
    При поступлении сигнала Z постановки заготовки Б на поворотный стол система переходит в состояние 0001, где происходит захват заготовки схватом робота с помощью пневмопривода М21.  Сигнал о срабатывании схвата S1 переводит систему в состояние 0011, где привод М11 поворачивает манипулятор в крайнее левое положение до срабатывания датчика L. После поступления сигнала L система переходит в состояние 0010, пневмопривод М22 осуществляет разжим схвата манипулятора(S2). Сигнал S2 переведёт систему в состояние 0110, где срабатывает сигнал независимого перехода «1», переводящий систему в следующее состояние 1110. В состоянии 1110 происходит поворот манипулятора вправо посредством пневмопривода М12 до упора и  срабатывания датчика R. Сигнал R переведёт систему в исходное состояние 0000, пока управляющие сигналы не переведут её в следующее состояние.
    При поступлении сигнала G «забрать готовое изделие со стола» система перейдёт в состояние 0100, в котором пневмопривод М11 поворачивает манипулятор в крайнее левое положение до момента воздействия сигнала L, переводящего систему в состояние 1100, в котором схват зажимает готовое изделие на поворотном столе посредством пневмопривода М21. Появление сигнала S1 о захвате детали выдаёт состояние 1101, в котором пневмопривод М31 осуществляет выдвижение упора у бункера с готовыми изделиями до появления сигнала U1. Сигнал U1 переводит систему в состояние 0101, где срабатывает пневмопривод М12, поворачивающий манипулятор вправо до выдвинутого упора, у которого срабатывает сигнал N. Данный сигнал выдаёт состояние 0111, в котором привод  М22 разжимает схват, готовое изделие помещается в бункер. Сигнал о разжиме схвата S2 переведёт систему в состояние 1111. В этом состоянии пневмопривод  М32 опустит упор до срабатывания сигнала U2, осуществляющий переход системы в состояние 1110, где происходит поворот манипулятора вправо посредством пневмопривода М12 до упора и  срабатывания датчика R. Сигнал R переведёт систему в исходное состояние 0000, пока управляющие сигналы Z или G не переведут её в следующее состояние. 

   

               Рисунок 3. Граф переходов  манипулятора 
 

      Синтез  схемы управления.
   Выделим области для каждого из четырех необходимых в данном случае триггеров А,В,С и D. В каждой из областей значение какой-либо вторичной переменной должно оставаться неизменным (для области D – это единица в нулевом разряде, для области С – это единица в первом разряде, для области В – во втором, для области А – это единица в третьем разряде). Приняв во внимание все входные и выходные сигналы для каждой из областей, составляем логические выражения для сигналов установки и сброса каждого триггера.
   Рассмотрим  область в которой вторичная  переменная А=1. Сигналами, входящими в эту область являются L, S2, 1. Эти сигналы являются сигналами установки триггера А. Им соответствуют  сочетания вторичных переменных , и соответственно.
  Сигналы U1 и 1 выходят из области А=1, т.е. являются сигналами сброса. Им соответствуют сочетания вторичных переменных и . Таким образом, логические выражения для установки и сброса триггера А будут иметь вид:
    ,
    .
   Схема реализации этих выражений представлена на рисунке 4.
   

                             Рисунок 4. Схема реализации триггера А 

   Рассмотрим  область, в которой вторичная  переменная В=1. Сигналы G и S2 входят в эту область, т.е. являются сигналами установки триггера В. Им соответствуют сочетания вторичный переменных и . Сигнал R  выходит из области В=1, то есть является сигналом сброса. Ему соответствует сочетание вторичных переменных . Логические выражения для установки и сброса триггера В имеют следующий вид:
    ,
    .
Схема реализации этих выражений представлена на рисунке 5.

                         Рисунок 5. Схема для реализации триггера В 

   Рассмотрим  область, в которой вторичная переменная С=1. Сигналы S1 и N входят в эту область, т.е. являются сигналами установки триггера С. Им соответствуют сочетания вторичных переменных и соответственно. А сигналы 1 и 1 выходят из области С=1, то есть являются сигналами сброса триггера С. Им соответствуют сочетания вторичных переменных и . Логические выражения для установки и сброса триггера С имеют следующий вид:
    ,
    .
Схема реализации этих выражений представлена на рисунке 6.

                         Рисунок 6. Схема реализации триггера С 

   Рассмотрим  область, в которой вторичная переменная D=1. Сигналы Z и S1   входят в эту область, т.е. являются сигналами установки триггера D. Им соответствуют сочетания вторичных переменный и . А сигналы 1, L и U2 выходят из области D=1, то есть они являются сигналами сброса триггера D. Им соответствуют сочетания вторичных переменных , и соответственно. Логические выражения для установки и сброса триггера D имеют следующий вид:
   
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.