Маніпулятор листозгинального преса з ЧПК
Автор: Москалюк Василь Володимирович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Прилади і системи точної механіки
Інститут: Інститут комп'ютерних технологій, автоматики та метрології
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У сучасному виробництві застосовується багато роботів-маніпуляторів, які між собою поділяються на безліч різновидів, проте не всі ці роботи здатні самостійно здійснювати певні операції і все ж таки потребують втручання технічного спеціаліста. Необхідність створення моделі робота-маніпулятора для позиціонування датчиків на виробах зі складною геометрією є достатньо актуальною задачею на сьогодні. Маніпулятори, які імітують рух кінцівки людини використовуються у різних сферах промисловості. Вони призначені для захоплення різних об’єктів і їх переміщення на невеликі відстані зі збереженням точної координації руху. Маніпулятори використовуються в тих умовах, де присутність або діяльність людини може становити певну небезпеку (висока температура, радіація, можливість механічних неполадок). Маніпулятори не є універсальними пристроями, а проектують безпосередньо для тих умов використання і з тими характеристиками, які необхідні у кожному конкретному випадку. Даний маніпулятор призначений для виробництва штампованих виробів. У його функції входить встановлення заготовки у штамп і вилучення звідти готової деталі після закінчення операції штампування. Для покращення роботи маніпулятора який вже існує було проведено наступне вдосконалення. Забезпечення можливість визначення зусилля захоплення заготовки і деталі маніпулятором. В реальних умовах виробництво сила захоплення маніпулятором заготовки або готової деталі вибирається з таким значенням, щоб забезпечити їх надійне транспортування і положення в просторі при мінімальному зусиллі затиску. Оскільки заготовка і готова деталь мають різну конфігурацію, то часто буває наобхідністю прикладати до них різні зусилля, щоб заготовка не випала з захолювача з однієї сторони і не зім’яти готову деталь з іншої. Досягнути токого компромісу в реальних умовах часто буває складно, тому можна рекомендувати встановлення датчиків зусилля захоплювального пристрою (наприклад встановлення тензодавачів). Щоб мати можливість контролювати це зусилля у кожному конкретному випадку при переміщенні захоплюючих елементів, оскільки механічний захоплювач має деяку жорсткість сам маніпулятор має числове керування. Таким чином зусилля захоплення може задаватися програмним способом. Пристрій захоплення маніпулятора можна зробити більш універсальним з точки зору використання заготовок з різних матеріалів, які мають різну жорсткість і масу. Система керування маніпулятором володіючи інформацією про жорсткість об’єкта переміщення зможе автоматично вибирати силу захоплення. Так, наприклад, при відсутності об’єкта визначення зусилля змикання захоплення ( до кінцевого положення), пристрій видасть сигнал відсутності об’єкта. У даній роботі створено передумови для розробки маніпулятора з елементами зворотнього зв’язку, які розширюють його функціональні можливості, що дає змогу: 1. Встановити наявність об’єкта захоплення. 2. Визначити величину зусилля захоплення. 3. Зробити пристрій універсальним для різних властивостей об’єктів захоплення в режимі реального часу. В першому розділі зроблено огляд існуючих конструкцій маніпуляторів, їх різновидів, областей застосування, вказано вимоги до їх технічних характеристик. В другому розділі проведено вибір кінематичної схеми маніпулятора для листозгинального преса, оптимізацію його робочої зони і аналіз механічних характеристик; подано рекомендації для розширення функціональних можливостей пристрою. В третьому розділі розглянуто передумови програмного забезпечення маніпулятора і вибору сервоприводів для руху його ланок; за запропонованим алгоритмом створена програма керування маніпулятором на базі модуля Arduino. В четвертому розділі проводиться розрахунок економічної ефективності, економічна характеристика проектного виробу, визначення собівартості та ціни спроектованого пристрою. В результаті виконання кваліфікаційної роботи було розроблено варіант моделі робота-маніпулятора. Для даної моделі було також створено програмний код для керування роботом-маніпулятором. Об’єкт вивчення: - маніпулятор для завантаження листозгинального преса Сфера дослідження: - розробка робототехнічних засобів. Мета дослідження: - вдосконалення елементів захоплення промислового маніпулятора і розширення його функціональних можливостей. Ключові слова: маніпулятор, числове керування, зворотний зв’язок, зусилля захоплення, жорсткість заготовки. Література: [1]. Николаев А. Б. Программирование роботов-манипуляторов / А. Б. Николаев, С. А. Васюгова. Красноярск: Научно-инновационный центр, 2015. 94 с. (1). (Н63). [2]. Nanshu Lu. Flexible and Stretchable Electronics Paving the Way for Soft Robotics / Nanshu Lu, Dae-Hyeong Kim. // 1. 2013. С. 51. [3]. Булгаков А. Г. Промышленные роботы: Кинематика, динамика, контроль и управление / А. Г. Булгаков, В. А. Воробьев. Москва: СолонПресс, 2007. 489 с. (1). [4]. Arduino Servo Attach [Електронний ресурс] // 1. 2018. Режим доступу до ресурсу: https://www.arduino.cc/en/Reference/ServoAttach. [5]. Смирнов В. А. РАСЧЕТ ТОЧНОСТИ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ / Виталий Алексеевич Смирнов. Воткинск: Ижевский государственный технический университет Воткинский филиал, 2009. 20 с. (1).