Характеристика автоматизируемого технологического объекта, анализ путей автоматизации и разработка ее технического обоснования. Формирование структуры системы управления, программно-логической подсистемы. Требования к данной системе и ее эффективность.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

КУРСОВАЯ РАБОТА

Проект системы управления робото-технологическим комплексом штамповки

Введение

В последнее время существенно возросла роль автоматизации производственных процессов практически во всех сферах производства. Это объясняется необходимостью выживания предприятий в рыночных условиях, а, следовательно, необходимостью повышения производительности труда и качества выпускаемой продукции, обеспечения гибкости производства и приемлемых условий труда.

Автоматизация технологических процессов и производств - область науки и техники, которая включает совокупность средств, методов и способов внедрения и обеспечения оптимального функционирования систем автоматизации и управления технологическими процессами и производствами.

Проблема повышения уровня автоматизации очень актуальна, так как позволяет снизить экономические затраты на проведение ремонтных и наладочных работ, повысить качество обработки, освобождает человека от тяжелой и монотонной работы. Повышение уровня автоматизации приведёт к общему увеличению экономической прибыли отечественного производства в условиях жесткой конкуренции на отечественных и международных рынках продукции машиностроения, в частности, повышения рентабельности базового объекта автоматизации, который имеет множество преимуществ и недостатков: технологических, функциональных, экономических, конструктивных и др.

Среди технических средств автоматизации в последнее время широкое распространение получили промышленные контроллеры. Среди данных устройств выделяют две группы: программируемые логические контроллеры и PC-контроллеры. Программируемые контроллеры широко применяются как в промышленности, так и в бытовом хозяйстве.

Курсовая работа посвящена разработке автоматизированной системы управления технологическим процессом штамповки.

Актуальность выбранной темы курсового проекта состоит в повышении производительности штамповки деталей посредством применения пары промышленных роботов портального типа, работающих синхронно, освобождении рабочего персонала от монотонной работы загрузки и разгрузки, перемещения и снятия обработанной детали.

1. Обоснование необходимости автоматизации РТК штамповки

1.1 Характеристика РТК штамповки

В состав РТК штамповки входят (рисунок 1.1): два пресса, два промышленных робота (ПР1 и ПР2) и три накопителя. Обрабатываемые детали размещаются в накопителях. Загрузочно-разгрузочные операции выполняются промышленные роботы.

Рисунок 1.1 - РТК штамповки

1. Пресс 1

2. Пресс 2

3. Промышленный робот 1

4. Промышленный робот 2

5. Накопитель 1

6. Накопитель 2

7. Накопитель 3

автоматизация управление штамповка

Схема планировки РТК штамповки приведена в графической части расчетно-пояснительной записки (лист 1).

В общем случае отдельными элементами (тактами) технологического цикла работы РТК являются:

1. Поворот ПР1 к накопителю 1.

2. Поворот ПР1 к прессу 1.

3. Поворот ПР1 к накопителю 2.

4. Поворот ПР2 к накопителю 2.

5. Поворот ПР2 к прессу 2.

6. Поворот ПР2 к накопителю 3.

7. Выдвижение руки ПР1.

8. Задвижение руки ПР1.

9. Зажим схвата ПР1.

10. Разжим схвата ПР1.

11. Выдвижение руки ПР2.

12. Задвижение руки ПР2.

13. Зажим схвата ПР2.

14. Разжим схвата ПР2.

15. Рабочий ход пресса 1.

16. Рабочий ход пресса 2.

ПР1 осуществляет захват детали (см. табл. 1.1), находящейся в накопителе 1 и перемещение ее в рабочую зону пресса 1 (такты 1-4). Выполняются разжим схвата ПР1 (такт 5) и задвижение руки ПР1 (такт 6). Затем выполняется рабочий ход пресса (такт 7), по окончании которого ПР1 перемещает обрабатываемую деталь в накопитель 2 (такты 8-12). ПР1 осуществляет поворот к накопителю 1, одновременно ПР2 - к накопителю 2 (такт 13). ПР1 и ПР2 параллельно выполняют захват деталей из накопителей 1 и 2 соответственно и их перемещение в рабочие зоны прессов 1 и 2 (такты 14-18). После выполнения прессами рабочих ходов (такт 19), ПР1 и ПР2 загружают детали в накопители 2 и 3 соответственно (такты 20-24). После этого цикл работы РТК повторяется, начиная с такта 13.

Таблица 1.1 - Последовательность циклов работы РТК штамповки

Такты и номера элементов цикла
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
1	7	9	2	10	8	15	7	9	3	10	8	1 4	7 11	9 13	2 5	10 14	8 12	15 16	7 11	9 13	3 6	10 14	8 12

Автоматизация прессовых установок посредством использования управляемых промышленных роботов имеет следующие положительные технико-экономические эффекты:

1. Замена монотонного и рискованного ручного труда - машинным трудом.

2. Увеличение количества производимых единиц продукции по отношению к единице времени.

3. Увеличение качества и ассортимента изготавливаемой продукции.

1.2 Анализ путей автоматизации

Разработки по автоматизации РТК штамповки ведутся уже давно, примерно с начала 70-х годов. В 80-е годы на предприятии «Завод средств комплексной автоматизации» были разработаны и серийно выпускались робото-технологические комплексы для штамповки РТК-206 и РТК-206М. Всего предприятием было выпущено 300 таких комплексов. В настоящее время многие предприятия используют собственные разработки.

Схема компоновки данных РТК чаще всего идентична. Схема компоновки реально существующего РТК, применяющегося на многих предприятиях, представлена на рисунке 1.2 [3].



Рисунок 1.2. Типовая схема компоновки РТК штамповки

Автоматизация данного технологического процесса может быть выполнена с применением различных технических решений, наиболее распространенными из которых являются автоматизация на основе промышленного компьютера или автоматизация с применением локальной системы управления на основе промышленного контроллера. Первый вариант наиболее предпочтителен, когда требуется управлять сложными процессами. Промышленный компьютер представляет собой IBM-совместимый компьютер, часто реализованный на одной печатной плате, и обладающий значительной защитой от факторов окружающей среды. Соответственно, одной из самых выгодных черт промышленного компьютера является возможность написания сложных программ на языках высокого или низкого уровня, которые могут быть более функциональными, чем языки релейно-контактных схем, применяющиеся в программируемых логических контроллерах.

Отрицательными чертами промышленных компьютеров являются высокая цена и необходимость создавать или закупать устройство сопряжения датчиков с шиной компьютера. При большом количестве датчиков эти устройства могут быть весьма сложны, и не приемлемы.

Для менее сложных дискретных процессов наиболее подходящей системой управления является система на основе программируемых логических контроллеров. В настоящее время представлен широкий спектр этих устройств, и исходя из задач автоматизации, можно выбрать подходящее по цене решение.