Проектування та аналіз кінематичних характеристик мобільного промислового робота для обслуговування верстата з ЧПК
Автор: Гузаіров Вячеслав Денисович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Роботомеханічні системи та комплекси
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У першому розділі магістерської кваліфікаційної роботи детально розглянуто існуючі конструкції промислових робототехнічних систем провідних світових виробників: KUKA, Mollers North America, Ouellette Machinery Systems, Columbia Machine, Swamiali Automation, Gridbots Technologies Private Limited, Frain Industries, American-Newlong, Yaskawa, Kawasaki тощо. Проведено порівняльний аналіз техніко-експлуатаційних показників існуючих промислових роботів. Особливу увагу приділено їх конструктивним і функціональним особливостям, які в значній мірі залежать від виду виконуваних операцій. Проведено огляд найбільш поширених конструкцій схоплювачів промислових роботів. Встановлено базові вихідні дані, які беруться до уваги під час розрахунку і конструювання схоплювача. Наведено основні класифікаційні ознаки схоплювачів: за типом виконавчих механізмів; за вантажопідйомністю; за формою і габаритами переміщуваних об’єктів тощо. Наведено базові класифікаційні ознаки промислових роботів: за характером виконуваних робіт; за ступенем спеціалізації; за способом управління; за областю застосування; за вантажопідйомністю; за кількістю ступенів вільності; за мобільністю; за конструктивним виконанням; за координатною системою переміщення; за типом силового приводу; за видом управління; за способом програмування; за швидкодією; за точністю рухів тощо. За результатами проведеного огляду поставлено завдання розрахунку і проектування механізму горизонтального переміщення промислового робота для подачі заготовок до верстата з ЧПК та подальшого зняття оброблених деталей.У другому розділі магістерської кваліфікаційної роботи розглянуто загальну компоновку автоматизованого комплексу обробки циліндричних заготовок на базі токарного верстата з ЧПК. Комплекс складається з верстата з ЧПК виробництва фірми HAAS, промислового робота з прямокутною системою координат; магазину необроблених циліндричних заготовок; ящика для складання оброблених циліндричних деталей типу вал (вісь, шпилька тощо). Запропоноване конструктивне виконання промислового робота та детально описано механізм його горизонтального переміщення. Виконано проектний розрахунок рейкової передачі у приводі горизонтального переміщення промислового робота. Обґрунтовано геометричні параметри зубчастого колеса і рейки. Розраховано необхідний кут повороту колеса для забезпечення максимального переміщення робота вздовж рейки. Підібрано привідний електродвигун робота. Проаналізовано навантаження, які виникають у приводі, здійснено розрахунок шпонкових з’єднань, підшипникових опор, валів тощо. Виконано кінематичний аналіз маніпулятора; за результатами розв’язання прямої задачі кінематики маніпулятора виведено аналітичні залежності для опису руху схоплювача за заданими законами зміни узагальнених координат; проведено чисельне та імітаційне моделювання руху маніпулятора в програмних продуктах MathCad та SolidWorks; побудовано відповідні траєкторії руху схоплювача та зроблено висновки про задовільну збіжність результатів чисельного й імітаційного моделювання та про коректність виведених аналітичних залежностей для опису руху маніпулятора. У третьому розділі «Економічна частина» виконано аналіз потенційних техніко-економічних переваг запропонованого робота порівняно із пропозиціями конкурентів та розглянуто ринкові можливості запуску інноваційно-інвестиційного проекту за результатами виконання даної БКР. Об’єкт розроблення – механізм переміщення, маніпулятор і схоплювач промислового робота для обслуговування токарного верстата з ЧПК. Предмет розрахунку – конструктивні параметри промислового робота; кінематичні і силові параметри приводу горизонтального переміщення робота; кінематичні параметри маніпулятора і схоплювача.Мета роботи – розроблення конструктивного рішення механізму переміщення, маніпулятора і схоплювача промислового робота для обслуговування токарного верстата з ЧПК. Ключові слова – промисловий робот, верстат з ЧПК, механізм горизонтального переміщення, рейкова передача, привідний електродвигун.