Побудова та дослідження динамічної моделі портального маніпулятора токарної дільниці
Автор: Волянський Максим Михайлович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Роботомеханічні системи та комплекси
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Основним напрямком розвитку машинобудування є збільшення продуктивності та підвищення якості при одночасному зниженні трудових витрат. Це забезпечується шляхом удосконалення існуючих та впровадження нових видів обладнання та технологічних процесів, засобів їх механізації та автоматизації, а також покращення організації та управління виробництвом. Інтенсивний розвиток науки створює теоретичну базу, на основі якої відбувається постійне вдосконалення техніки і технології, що забезпечує покращання виробництва як з точки зору його потенційних можливостей, так і ефективності функціонування. Пріоритетним напрямком в цьому плані є підвищення рівня автоматизації виробництва, що дозволяє вирішувати ключові завдання, пов’язані з еволюційним розвитком суспільства, які вимагають поліпшення умов праці людини та якості її життя. Для цього необхідно постійно здійснювати переоснащення виробництва більш досконалою, високопродуктивною технікою, де людині відводяться суттєво комфортніші умови праці. Цим вимогам найбільш повно відповідає обладнання з програмним керуванням, яке дозволяє оперативно вирішувати питання автоматизації виробництва та забезпечувати гнучке переналагодження для випуску постійно оновлюваної продукції з покращеними споживчими властивостями [1,3] . Розвиток такої техніки виконується на основі вирішення задач аналізу і синтезу, моделювання, оптимізацій та інших теоретичних обґрунтувань, що забезпечує покращання якості їх конструкцій та ефективності використання. Для цього також використовуються принципи комплексного, модульного, системного та інших напрямків проектування. Все це дуже важливо, оскільки ставиться задача створення складної та дороговартісної техніки. Роботизований технологічний комплекс (РТК) — це виробнича система, в якій діюче обладнання, пристрої, оснащення, транспортні, контрольні механізми і роботи реалізують усю технологію виробництва, за винятком функцій управління та контролю, які виконує людина. Керування РТК відбувається за програмою від єдиного центру і здійснюється тим самим G-кодом. Сучасні РТК призначені для виконання багаторазово повторюваних операцій. Одним з основних засобів для обробки деталей є токарні верстати, тому роботизація процесу завантаження даних верстатів є досить актуальною задачею. Робота над створенням і вдосконаленням робото технологічних комплексів повинна розвиватися в двох напрямках: створення засобів автоматизації обладнання, що випускається і діє в даний час, з метою підвищення його ефективності; створення нових технологічних комплексів, де вирішуються питання підвищення продуктивності, надійності, точності виконання робіт, а також рівня автоматизації операцій з необхідною і економічно виправданою гнучкістю для швидкої переналадки з метою адаптації до виробничих умов, що змінюються. Ефективність обладнання за рахунок застосування робототехніки може бути досягнута лише при комплексному підході до створення та впровадження промислових роботів (ПР), оброблювального обладнання, засобів управління, допоміжних механізмів та пристроїв тощо. Розширене застосування ПР у складі складних роботизованих систем повинно бути виправдано технічно, економічно та соціально. Промислові роботи необхідно розглядати як важливий фактор забезпечення багатоверстатного обслуговування, а значить, і економії робочої сили. Найбільший економічний ефект може бути досягнутий при обслуговуванні роботом кількох верстатів, забезпечуючи двох та тризмінну роботу обладнання. Дана робота присвячена побудові та дослідженню динамічної моделі портального маніпулятора, що описує перехідні процеси в маніпуляторі з кроковим приводом в момент його позиціонування. Під час складання таких моделей необхідно максимально повно відобразити властивості і характеристики об’єкта, що призводить до надмірного збільшення складності моделі, внаслідок чого знижується її практична корисність. Тому в даній роботі особлива увага приділяється оптимальному спрощенню моделі, а також можливості її практичного використання. Об’єкт дослідження є процес переміщення, та позиціонування промислового робота. Предмет дослідження є робото-технологічний комплекс з портальним маніпулятором. Метою даної магістерської кваліфікаційної роботи є дослідження отриманої моделі та вирішення задачі вибору оптимальної швидкості руху робочого органу, визначення ступеня впливу точності позиціонування на швидкість роботи маніпулятора. Практичне значення одержаних результатів: результати отримані в процесі виконання магістерської кваліфікаційної роботи можуть бути використані під час проектування нових та експлуатації існуючих моделей маніпуляторів для визначення раціональних значень динамічних параметрів. Ключові слова – динамічна модель, робототехнологічний комплекс, промисловий робот, технологічне обладнання, сервопривод.