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 транспортного робота в составе робототехнического комплеса по производству комбинированных фильтропалочек slim-120mm

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 15.09.2012. Сдан: 2011. Страниц: 10. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Министерство  образования и науки РФ
     Саратовский государственный технический университет
     Кафедра «Автоматизация и управление технологическими процессами» 
 
 
 
 
 
 
 

     Курсовой  проект
По дисциплине "Робототехнические комплексы" 
 
 
 

     РАЗРАБОТКА  ТРАНСПОРТНОГО РОБОТА В СОСТАВЕ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕСА ПО ПРОИЗВОДСТВУ КОМБИНИРОВАННЫХ ФИЛЬТРОПАЛОЧЕК SLIM-120MM 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Саратов 2010 

Содержание
 Исходные данные…………………………………………………………….….2
Введение………………………………………………………………………….3
Основная часть
1. Транспортные  роботы………………………………………………………….5
1.1 Назначение и виды транспортных роботов…………………………………5
1.2 Транспортные роботы в автоматизации производства…………………….6
2. Разработка транспортного робота……………………………………………..7
   2.1 Разработка функциональной схемы робота………………………………7
  2.2 Принцип действия транспортного робота….……………………………..9
  2.3 Выбор электродвигателя для  ТР……………………………………….. ..11
      2.3.1 Краткий обзор электродвигателей………………………….11
      2.3.2 Определение веса робота……………………………………13
    2.3.3 Определение силы сопротивления движению…………………..….14
      2.3.4 Расчет мощности, необходимой для движения…………………….14
      2.3.5 Расчет мощности двигателя……………………………………….…15
      2.3.6 Расчет скорости вращения ведущего колеса………………………..16
 2.4 Выбор пневмоцилиндров для привода шасси ТР…………………….…...19
    2.4.1 Выбор  типоразмера пневмоцилиндра…………………………………19
    2.4.2Выбор типоразмера  пневмораспределителя………………………….20
    2.4.3 Выбор пневмораспределителя…………………………………………23                 
Заключение…………………………………………………………………..…..25
Список использованной литературы………………………………………..….26 
 
 
 
 
 

Исходные  данные.
Исходными данными  являются: 

1. Станок по производству фильтропалочек Slim- 120mm фирмы HAUMI   DF-2…………………………………………………………………………......1шт
2. Станок по  производству фильтропалочек Slim- 120mm фирмы HAUMI    DF-5………………………………………………………………………….… 2шт
3. Робот по  укладке кареток с фильтрами  на транспортный робот………………….…………………………………………………………2шт
4. Робот по установки кареток с фильтрами на DF-2……………....……….1шт
5. Транспортный робот………………….…………………………………….2шт 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Технические характеристики робота: 

Грузоподъемность                                                                                  до 90 кг
Число степеней подвижности                                                                          2
Величина перемещения  по осям, м                                                            Х =8
                                                                                                                      Y = 3                                             
Управление                                                                                    от микроЭВМ
Емкость памяти управляющей программы 4К                   16 разрядных слов
Потребляемая  мощность                                                          не более 0,2 кВт
Габаритные размеры, мм                                                      2000 х 1800 х 800
Масса полная, кг                                                                              не более 170
 Снаряжённая, кг                                                                                              80 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.
     Сигареты относятся к самым продаваемым продуктам в мире, а табачное производство — самое доходное в мире. Первые сигареты придумали индейцы. Они стали заворачивать табак в солому, тростник, кукурузные листья. В Европе распространение сигарет началось после Крымской войны. Русские и турецкие солдаты, чтобы покурить на привале, стали заворачивать табак в бумажные гильзы от пороха. Эту затею переняли и английские военные. Первая сигаретная фабрика в Европе была построена в Лондоне.
В конце сигареты расположен фильтр, который не пропускает в организм курящего влагу, смолу, никотин, взвешенные частицы дыма, другие вредные примеси.  Чаще всего их делают из вторичного ацетата целлюлозы. Развитие законодательства, контролирующего уровни никотина, смол и двуокиси углерода в табачном дыме, создает необходимость все большего совершенствования фильтра. С дальнейшей интенсификацией требований законодательства будет расти и роль специальных фильтров, производимых для изменяющихся нужд сигаретной промышленности.  Чтобы улучшить действие фильтра увеличивают его длину, уменьшают диаметр нитей, добавляют к волокну различные вещества, например активированный уголь. Благодаря его использованию, задерживается значительная часть оксида углерода, цианида водорода и бензола.
      Табачное производство относится к вредным, а автоматизация его производства позволит сократить число лиц работающих во вредной среде.
      Так же не следует забывать о материальной выгоде т. к. в условиях современной экономической нестабильности  план производства сигарет постоянно изменяется, в результате чего, оборудование по их производству имеет частые простои, а специалистов работающих за ним  приходится отправлять в незапланированные отпуска. Компаниям по производству сигарет такое положение дел не может быть выгодно, поэтому автоматизация производства сигарет поможет сократить материальные потери.
   Целью курсового проекта является создание структуры РТК по производству комбинированных фильтропалочек Slim- 120mm и разработка транспортного робота для доставки кареток с исходными фильтропалочками. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Транспортные  роботы
      Назначение и виды транспортных роботов
       Транспортные роботы предназначены для автоматизированного транспортирования объектов, а также для управления различными транспортными системами. Исследования и разработки по созданию транспортных роботов интенсивно ведутся во всем мире. При этом выделяются четыре принципиально различных типа - наземные, воздухоплавающие, водоплавающие и подземные. Теория и практика трех последних типов не достигли еще в целом того уровня, чтобы говорить о них сегодня как о всеобщей реальности. Практическое развитие получили ныне наземные транспортные роботы, которые могут быть колесными, шагающими и гусеничными.
В рамках программы  по созданию транспортных очувствленных  роботов в университете "Carnegie-Mellon" (США) создан робот "Террегейт" (землепроходец), предназначенный для автономного передвижения вне помещений на значительные расстояния, оснащенный бортовой ЭВМ и мощным сенсорным аппаратом, в том числе и системой технического зрения.
      Калифорнийская фирма "Odetics" создала управляемый на расстоянии мобильный автономный шестиногий робот "Odex-1", названный фирмой "функционоидом" и способный, шагая по местности, преодолевать уступы до 1 м, а с помощью манипуляторов поднимать груз, массой до 1 т, и транспортировать его. Следует заметить, что "функционоид", разработка которого обошлась в 1 млн. дол., предназначен для военных целей - обезвреживания бомб, несения караульной службы, минирования и разминирования местности, а также различных действий на поле боя. Несомненно, что подобный мобильный робот может оказаться незаменимым средством для осуществления спасательных работ и ликвидации последствий аварий в зонах и местностях, труднодоступных или опасных для человека по причине радиационного или химического заражения, высоких температур и др.
        1.2 Транспортные роботы в автоматизации  производства
     Наибольшее развитие и распространение в настоящее время получили колесные транспортные роботы, используемые достаточно широко в промышленных автоматизированных транспортно-складских системах и гибких автоматизированных производствах в виде мобильных автоматических кранов, автоматических управляемых тележек (АУТ), робокаров и др., оснащаемых во многих случаях различными манипуляционными устройствами. В самом простом виде такие роботы следуют по рельсам либо по маршруту над кабелем, проложенным под поверхностью пола. Генератор частоты, подавая ток по кабелю, создает магнитное поле, улавливаемое двумя датчиками приемного устройства тележки, направляющими ее по требуемому маршруту. Даже такие простые системы АУТ позволяет включать маршруты с несколькими ветвями и петлями посредством использования различных частот для каждого пути. В более сложном варианте тележка оборудуется автономной управляющей ЭВМ и средствами очувствления.
       
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2 Разработка  транспортного робота
2.1 Составление функциональной схемы транспортного робота. 


Функциональная  схема транспортного робота.
Транспортный  робот состоит из:
   а)  Блок управления состоит запрограммированного контроллера , инфракрасного порта и блока индикации.
   б) Блок приводов состоит из двух коллекторных двигателей постоянного тока осуществляющих продольное и поперечное перемещение робота.
   в) Блок выбора привода состоит из двух пневмоцилиндров и двух регуляторов давления подключённых к воздушной магистрали.
   г) Блок питания состоит из: понижающего трансформатора, импульсного стабилизатора напряжения с защитой от перегрузки, датчика выключения и перегрузки блока питания, узла заряда аккумулятора, узла индикации. Принцип работы блока питания :
  Напряжение сети переменного тока 220 В через сетевую колодку со встроенным предохранителем поступает на трансформатор, далее выпрямляется, фильтруется и поступает на импульсный стабилизатор напряжения, который формирует на своем выходе стабилизированное напряжение 12,1 ± 0,2 В постоянного тока, подаваемое в нагрузку. Стабилизация выходного напряжения основана на принципе широтно-импульсной модуляции. При увеличении тока нагрузки свыше 2 А стабилизатор начинает снижать выходное напряжение до уровня, при котором ток нагрузки не будет превышать 2 А. Таким образом осуществляется защита блока питания от перегрузок и коротких замыканий.       При снижении напряжения питания стабилизатора до 9,5 В (сеть ~220В отсутствует, аккумулятор разряжен) блок питания выключается. При увеличении напряжения питания стабилизатора до 15 В блок питания автоматически включается. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.2 Принцип действия транспортного робота.
    Начальное положение: пневмоцилидры закрыты, электродвигатели выключены, блок питания производит зарядку аккумуляторной батареи, БУ ведёт контроль наполнения ТР.
       Робот укладчик заполняет транспортный робот каретками с фильтропалочками, в момент становления последней каретки срабатывает фотодатчик, который подаёт сигнал в блок управления, а тот в свою очередь отправляет сигнал на ЭВМ. Затем запускается алгоритм действия транспортного робота: БУ подаёт сигнал  в блок выбора привода и регулятор давления подаёт сжатый воздухв ПЦ 1 по контуру «А», в результате чего из него выдвигается шток и осуществляет соприкосновение шасси поперечного перемещения с поверхностью пола . затем БУ подается сигнал в блок питания и на двигатель подаётся напряжение +12 вольт, робот начинает движение. Движение прекращается при поступлении сигнал с блока индикации о срабатывании фотодатчиков Ф3 и Ф4, после прекращения движения блок выбора привода подаёт сжатый в контур «В», происходит подъём шасси поперечного перемещения. Затем БУ ожидает запрос от ЭВМ. При поступлении запроса от ЭВМ подаётся сигнал регулятору давления №2 и сжатый воздух поступает в ПЦ 2 по контуру «А»,  врезультате чего происходит соприкосновение шасси продольного перемещения с поверхностью пола .
   Далее на электродвигатель №2  подаётся напряжение +12 В и ТР начинает движение пока не поступит сигнал из БИ о срабатывании Ф1, питание двигателя отключается. На ЭВМ поступает сигнал о готовности ТР. После чего запускается алгоритм робота установщика.
      Когда последняя каретка будет возвращена на своё место БУ отправит сигнал и на Д 2 начнет поступать напряжение – 12В, ТР начнёт движение назад до срабатывания датчика Ф2. Затем ПЦ 2 закрывается, а шток ПЦ 1 выдвигается,  на двигатель Д1 подаётся напряжение -12В и ТР начинает поперечное движение до момента срабатывания датчика Ф5. затем ПЦ 1 закрывается, ПЦ 2 выдвигает шток и ТР двигается на исходное место, после чего подаётся сигнал на ЭВМ о готовности ТР к загрузке и приходит в действие робот укладчик. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.3 Выбор электродвигателя для ТР
2.3.1 Краткий  обзор электродвигателей
   В зависимости от рода тока электроустановки, в которой должна работать электрическая машина, они делятся на машины постоянного и переменного тока.
     Машины переменного тока могут быть как однофазными, так и много фазными. Наиболее широкое применение нашли трехфазные синхронные и асинхронные машины, а также калекторные машины переменного тока, которые допускают экономичное регулирование частоты вращения в широких пределах
     В настоящее время асинхронные двигатели являются наиболее распространенными электрическими машинами. Они потребляют около 50% электроэнергии, вырабатываемой электростанциями страны. Такое широкое распространение асинхронные  электродвигатели получили из-за своей конструктивной простоты, низкой стоимости, высокой эксплуатационной надежности. Они имеют относительно высокий КПД: при мощностях более 1кВт кпд=0,7:0,95 и только в микродвигателях он снижается до 0,2-0,65.
     Наряду с большими достоинствами асинхронные двигатели имеют и некоторые недостатки: потребление из сети реактивного тока, необходимого для создания магнитного потока, в результате чего асинхронные двигатели работают с соs =1. Кроме того, по возможностям регулировать частоту вращения они уступают двигателям постоянного тока.
    Коллекторные двигатели постоянного тока широко используются в системах автоматического управления, регулирования и контроля, поскольку обладают и рядом положительных качеств, в частности плавным, широким и экономичным регулированием частоты вращения, практическим отсутствием ограничений на минимальную частоту вращения, большими пусковыми моментами и хорошей линейностью. 
 

  Мотор-редуктор постоянного тока  
   Мотор-редуктор - это агрегат, состоящий из коллекторного электродвигателя постоянного тока и редуктора, который может быть планетарным, цилиндрическим или червячным. 
   Скорость вращения ротора мотор-редуктора постоянного тока регулируется величиной приложенного напряжения питания, а направление вращения - полярностью.

   Мотор-редукторы постоянного тока, как и асинхронные, используются в устройствах, не требующих точности, но предъявляющих требования к цене. Мотор-редукторы постоянного тока чрезвычайно просты в применении и не требуют специальных устройств управления. Эти двигатели подключаются к источнику питания 3В, 12В или 24В. Можно использовать и меньшее напряжение питания.
    Управление коллекторным мотор-редуктором. Вращение двигателя начинается сразу при подаче питания. Максимальная скорость определяется скоростью самого электромотора и редуктора. "Подгонка" скорости осуществляется изменением напряжения питания (в меньшую сторону). Изменение направления вращения обеспечивается сменой полярности питания.
    Примеры применения коллекторных двигателей с редуктором - вращение демонстрационных витрин, привод шпинделя в станках, перемешивающие устройства, если удобно использовать питание 12В или 24В (иногда 3В).
Основное достоинтсво коллекторного двигателя с редуктором - его простота и низкая стоимость. Недостаток - меньший срок службы: трущиеся и контактирующие детали коллектора (щетки) двигателя довольно быстро выходят из строя. 
 
 
 

2.3.2  Определение веса робота
. Определение предполагаемых параметров робота - его типа, компоновки, размера и веса.  

Сделаем прикидку веса робота:
    Каркас ТР - 50кг
    двигатели, 2 шт (фактический вес двух предварительно выбранных двигателей) - 5кг
    блок управления в сборе (предв. оценка) – 1 кг
    шасси в сборе (предв. оценка) -12кг
    Блок питания - 6кг
    Блок выбора передач - 5 кг
    Вес груза - 90 кг  
    Итого: ?170кг

 
 
    2.3.3Определение силы сопротивления движению.
    Сила сопротивления (F) пропорциональна весу робота (P):  
      
    F = K x P  
      
    Коэффициент пропорциональности К - коэффициент сопротивления, - зависит от типа и компоновки робота, а также от типа поверхности, по которой он будет передвигаться. Можно ориентироваться на следующие значения коэффициента сопротивления:  
     
     

  Гладкая горизонтальная поверхность (пол в комнате, асфальт) Неровная горизонтальная поверхность (плотная земля) Поверхность с  большими неровностями (рыхлая земля, песок)
Гусеничный  робот 0,1 0,2 0,5
Колесный  робот 0,05 0,1 0,3
Поскольку транспортный робот должен передвигаться только по гладкому полу, принимаем коэффициент сопротивления равным 0,05.  
  
Соответственно, сила сопротивления будет равна:  
  
F = K x P = 0,05 x 170 = 8,5 кг

Выбор скорости движения робота.
Обычно скорость гусеничного робота принимается 0.5-1 своей длины в секунду, колесного - 1-2 длины. Принимаем скорость движения робота 30 см/сек.
2.3.4 Расчет мощности, необходимой для движения.
Мощность N(Вт) определяется по скорости движения V(см/сек) и силе сопротивления движению F(кг):  
  
N = (F x V)/10

Расчитываем мощность, требуемую для движения:  
  
N = (F x V)/10 = (8,5 х 30,0)/10 = 25, 5Вт
 
 

2.3.5 Расчет мощности двигателя.
Часть мощности двигателя теряется в передаче, поэтому  чтобы определить требуемую мощность двигателя надо мощность, требуемую  для движения, разделить на к.п.д. передачи.  
  
Можно ориентироваться на следующие значения к.п.д. в зависимости от типа передачи:  
 

Тип передачи к.п.д.
Одна  пара шестерен 0,7-0,8
Две пары шестерен 0,5-0,8
Шестерни  с перпендикулярными осями 0,6-0,8
Фрикционная передача 0,5-0,8
Ременная  передача 0,5-0,8
Выбираем одну пору шестерён и  КПД 0,75
Nдв=N / КПД= 25,5/0,75=34 Вт
2.3.6 Расчет скорости вращения ведущего колеса.
Производится  по формуле:  
  
nk = V/(3,14 x D),  
  
где V - скорость движения робота (см/сек), а D - диаметр ведущего колеса (см). Диаметр выбранных ведущих колес - 11см, соответственно, их скорость вращения составит  
  
nk = V/(3,14 x D) = 30,0/(3,14 x 11,0) = 1,5 об/сек
 
 

По каталогу выбираем мотор-редуктор серии IG-62GM, он состоит из реверсивного коллекторного двигателя постоянного тока и планетарного редуктора. Мощность двигателя составляет 35 Вт , а при передаточном коэффициенте редуктора 19 скорость вращения составляет 1,5 об/сек.  


 

Мотор-редуктор IG-62GM. 
 
 
 
 
 
 

2.4 Выбор пневмоцилиндра для шасси транспортного робота.
2.4.1 Выбор  типоразмера пневмоцилиндра
Пневмопривод  должен обеспечивать требуемое усилие при заданной временной диаграмме. Исходя из этого разработка структуры  пневмопривода должна включать в  себя следующие этапы:
    выбор типоразмера пневмоцилиндра в зависимости от усилия;
    выбор управляющего распределителя и других элементов пневмопривода, обеспечивающих расход, необходимый для достижения временных характеристик работы пневмопривода.
Для выбора типоразмера  пневмоцилиндра используется следующая  таблица: 

Диам. цил., мм Диам. штока, мм Площадь поршня,см2 Рабочее давление, бар
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Усилие  на штоке, Н (КПД=0,9)
                         
                     
                         
63 20 Бесштоковая полость, 
31,15
275 550 824 1098 1373 1650 1923 2198 2472 2747
Штоковая  полость, 
28,00
247 494 740 988 1235 1480 1729 1976 2222 2470
                         
80 25 Бесштоковая полость, 
50,25
443 886 1330 1772 2216 2660 3100 3545 3990 4432
Штоковая  полость, 
45,35
400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000
                         
100 25 Бесштоковая полость, 
78,50
692 1385 2077 2770 3460 4154 4847 5540 6320 6923
Штоковая  полость, 
73,60
650 1300 1948 2608 3245 3895 4544 5193 5842 6492
125 32 Бесштоковая полость, 
122,65
1090 2180 3270 4360 5450 6540 7631 8721 9811 10901
Штоковая  полость, 
115,60
1019 2037 3056 4075 5093 6112 7130 8149 9168 10186
                     
2.4.2 Выбор типоразмера (Ду) пневмораспределителя.
      

Диаметр поршня, мм Присоединительная резьба Ду  распределителя / диаметр трубопровода
Ход<400 Двн.ход/мин<10 Ход>400 Двн.ход/мин>10
32 1/8 4 / 4 4 / 4(6)
40 1/4 4 / 4 6 / 6(8)
50 1/4 4 / 6 6 / 6(8)
63 3/8 6 / 6 10 / 8(10)
80 3/8 6 / 8 10 / 10
100 1/2 10 / 8 16 / 10(12)
125 1/2 10 / 10 16 / 16
160 3/4 16 / 10 20 / 16(20)
200 3/4 20 / 12 20 / 20
Следует также  рассмотреть два предельных случая:
А) при малых  скоростях движения штока пневмоцилиндра возможен вариант понижения типоразмеров пневмораспределителя с целью уменьшения габаритов и экономических затрат потребителя;
Б) при высоких  скоростях движения шока пневмоцилиндра необходимо учесть, что величина расхода воздуха, проходящего через цилиндр, может значительно возрасти, а вследствие этого может понадобиться увеличение условного прохода распределителя, так как он уже не будет удовлетворять поставленным условиям работы.
2.4.3  Выбор пневмораспределителя.
   Количество подводов-отводов воздуха (за исключением каналов управления) определяет линейность распределителя.
   В качестве управляющего распределителя в пневмоприводах, в основном, используются трех (подвод, выход, выхлоп), четырех (подвод, два выхода и общий выхлоп) и пяти (подвод, два выхода и два выхлопа) - линейные распределители.
    Трехлинейный пневмораспределитель целесообразно применять для управления пневмоцилиндром с пружинным возвратом. Как правило, пневмоцилиндры с пружинным возвратом изготавливаются для малых диаметров (32,40 мм) вследствие необходимости затрачивать дополнительные усилия на сжатие пружины.
    Для управления пневмоцилиндрами двухстороннего действия одинаково пригодны и четырех-, и пятилинейные пневмораспределители, их применение зависит от вариантов функционирования пневмоцилиндра.
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.