Автоматизация изготовления детали (стр. 4 из 5)
Погрешность позиционирования, мм... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ±1,27
Максимальный радиус зоны обслуживания R, мм... ... ... ... ... ... ... .2134
Линейные перемещения со скоростью 0,914м/с, мм:
по оси Х... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...762
по оси У... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .1067
Угловые перемещения со скоростью 90 град/сек;
Максимальное угловое перемещение, град……………………………270
3.2.2 Выбор транспортно-накопительных и загрузочных устройств
Использование лотков-скатов целесообразно, так как детали (заготовки) имеют цилиндрическую форму, обладают незначительной массой и относительно не большими размерами.
Расчет проходного сечения лотка сводится к определению зазора ∆, мм:
,где l- длина заготовки, d- максимальный диаметр заготовки,
f - коэффициент трения.
Для расчета длинны лотка принимаем, что АЛ должна работать без дозагрузки лотка в течении 8-мичасовой рабочей смены. Время обработки одной детали на АЛ 30 (мин). Максимальный диаметр заготовки 96мм.
Такт обработки = 480/30 = 16 (шт/смена).
Таким образом, длинна лотка:
L= 16·96 = 1536 (мм);
Принимаем длину лотка L=1550 (мм).
3.3 Расчёт ЗУ промышленного робота
Захватные устройства роботов осуществляют следующие функции: удерживают объект манипулирования во время его транспортировки; ориентирует объект манипулирования; базируют положение объекта манипулирования относительно системы координат манипулятора рабочей зоны оборудования.
В роботах широкое распространение получили захватные устройства (ЗУ) специального назначения, с помощью которых производят захват сравнительно небольшой номенклатуры объектов манипулирования.
Однако у современных роботов имеются устройства смены ЗУ в автоматическом режиме, что обеспечивает работу с достаточно разнообразными объектами манипулирования при относительной простоте и рациональной стоимости конструкции.
ЗУ удерживают объект манипулирования с помощью сил трения, возникающих при воздействии его элементов на объект манипулирования, фиксации объекта манипулирования по имеющимся на нем выступам, отверстиям, штифтам, пазам и другим поверхностям, которые могут быть использованы в качестве баз, а также электромагнитных сил и вакуума.
В большинстве случаев, для уменьшения усилий привода схватов применяют комбинацию кинематического, электромагнитного и вакуумного воздействия с одновременным использованием для фиксации базовых поверхностей объекта манипулирования.
Определение усилия захвата.
Рис.3. - конструктивная схема механического ЗУ.
Усилие захватывания определяют:
где m = 44 (кг) - масса объекта манипулирования;
a - максимальное ускорение центра масс объекта манипулирования, м/с2 (а=2...3g);
K1 - коэффициент, зависящий от положения заготовки по отношению к губкам ЗУ и направления действия силы тяжести; выбирают по табл.; К1 = ½;
K2=1,3...2,0 - коэффициент запаса; большие значения K2 берут для захватных устройств, в которых отсутствует самоторможение.
Усилие привода определяют из условия равенства элементарных работ, совершаемых приводом и губками ЗУ (рис.2.1).
,Откуда
;Величину 
называют передаточным отношением ЗУ. Его определяют исходя из кинематического анализа ЗУ:
;Радиус зубчатого колеса определяется из расчета зубчато - реечной передачи на изгиб:
,где z=17 - число зубьев;
=4,26 - коэффициент формы зуба; 
- коэффициент ширины венца; 
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца; 
МПа - допустимое напряжение при расчете зубьев на изгибную прочность (сталь 40XH, термообработка поверхностная токами высокой частоты), тогда 
(мм).Принимаем m=4 (мм), тогда
(мм); 
(Н);Площадь поршня гидроцилиндра (давление p=0,4 (МПа)).
(мм).Принимаем: dп=80 (мм).
4. Разработка системы управления
4.1 Разработка электрической системы управления
В данном курсовом проекте система управления основана на контроллере FECCompact.
Контроллеры серии FECCompact.
Контроллеры FEC (FrontEndController) - это семейство однокорпусных промышленных программируемых логических мини-контроллеров, включающее серии контроллеров FECCompact и FECStandard.
Эти контроллеры разработаны как недорогая универсальная промышленная система управления, которая может быстро и легко устанавливаться и эксплуатироваться людьми, имеющими небольшой опыт работы с программируемыми контроллерами. Все функции для небольшой системы управления интегрированы в одном корпусе.
FECCompact (рис.4) предназначены для обработки только дискретных сигналов, могут использоваться в стандартных релейных шкафах управления и идеально подходят для управления там, где требуется небольшое количество входов и выходов. Они предназначены для решения простых задач автоматизации технологического оборудования и технологических процессов с минимальными затратами.
Рис.4 - Контроллер FECCompact
В пластмассовом корпусе FECCompact с габаритными размерами 130x80x35 мм или 130x80x60 мм (модели со встроенным преобразователем питания - 220 В / +24 В) и классом защиты IР40 установлены следующие основные составляющие контроллера:
процессор АМD186 (тактовая частота 20 МГц), подобный процессору Intel 80186,память оперативная 256 Кб (16-битная SRAM), из которых 210 Кб свободны для прикладных программ, или 512 Кб (16-битная DRAM), из которых 480 Кб свободны для прикладных программ,
Flash-память (перезаписываемая память для программ) 256 Кб, количество циклов перезаписи 10 тысяч, область сохраняемых переменных данных 2 Кб,
12 каналов ввода транзисторных при напряжении питания 24 В постоянного тока (до 7 мА по каждому каналу), гальваническая развязка (оптоэлектронная пара, напряжение изоляции до 50 В переменного тока) и световая индикация по каждому каналу (светодиоды после гальванической развязки),
8 каналов вывода (напряжение изоляции до 300 В переменного тока) со световой индикацией по каждому каналу (светодиоды), которые реализованы в нескольких вариантах:
электромеханические реле, коммутирующие в рабочем режиме переменный ток до 2 А при напряжении до 250 В или постоянный ток до 5 А при напряжении до 30 В, частота переключений до 25 Гц,
твердотельные реле (SSR-реле или Solid-staterelay), коммутирующие переменный ток до 0,6 А при напряжении до 264 В или постоянный ток до 0,6 А при напряжении до 125 В, срок службы 100 тыс. часов, частота переключений до 10 Гц,
транзисторные выходы, коммутирующие постоянный ток до 0,6 А при напряжении 24 В, срок службы 100 тыс. часов, максимальная частота переключения 1 кГц,
комбинация реле и транзисторных выходов,
последовательные интерфейсы для программирования и подключения внешних устройств СОМ (РS232, 9600 бод с разъемом RJ11 или ТТL с разъемом RJ12) и ЕХТ (56 Кбод, ТТL с разъемом RJ12),
сетевой интерфейс Ethernet 10Base T,
преобразователь электропитания (-220 В / +24 В) в тех моделях контроллеров, в которых предусмотрено питание от сети переменного тока.
Контроллеры поставляются с записанной в постоянную память операционной системой ROMDOS 5/0 и программой Kernel (FSTPCRx. EXE).
Основные характеристики поставляемых моделей контроллеров серии FECCompact приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Серии контроллеров FECCompact с программированием в пакете FST
| Тип контроллера | Характеристики |
| FC 20-FST | 12 входов/8 выходов релейных, питание 24 В постоянное |
| FC 21-FST | 12 входов/8 выходов релейных, питание 220 В переменное |
| FC 22-FST | 12 входов/8 выходов SSR-реле, питание 24 В постоянное |
| FC 23-FST | 12 входов/8 выходов SSR-реле, питание 220 В переменное |
| FC 30-FST | 12 входов/2 релейных, 6 транзисторных выходов, питание 24 В постоянное |
| FC 34-FST | 12 входов/2 релейных, 6 транзисторных выходов, питание 24 В постоянное, Ethernet 10 BaseT |
Контроллеры FECCompact питаются от стабилизированного источника постоянного тока с напряжением 24 В или от сети переменного тока 220 В.
Не рекомендуется, а в некоторых случаях категорически противопоказано, подключать контакт заземления контроллера на общую "землю" основного оборудования или цеха, если нет уверенности в том, что общее заземление сделано в соответствии с нормами и на нем нет потенциала, отличного от нуля.
При установке контроллеров необходимо обратить внимание на окружающие условия, при которых они будут нормально функционировать. Нельзя устанавливать контроллеры в местах, где присутствует чрезмерная пыль, масляный туман, токопроводящая пыль или газ, вызывающие коррозию, там, где присутствует вибрация, высокая температура, прямые солнечные лучи, влажность, дождь, а также непосредственно вблизи высоковольтного оборудования. Нельзя устанавливать контроллеры непосредственно над устройством, выделяющим теплоту, типа нагревателя, трансформатора или мощного резистора. Если окружающая температура более 55°С, необходимо установить вентилятор для принудительного охлаждения.