Диплом манипулятор. Диплом Манипулятор. 1 подходы к моделированию манимулятора 8 1 Обзор современных типов манипуляторов 8
 Скачать 0.94 Mb.
|
 СОДЕРЖАНИЕ 1 ПОДХОДЫ К МОДЕЛИРОВАНИЮ МАНИМУЛЯТОРА 8 1.1 Обзор современных типов манипуляторов 8 1.2 Классификация манипуляторов 11 1.3 Анализ возмущающих воздействий 14 2 РАЗРАБОТКА СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 15 2.1 Методика разработки схемы автоматизации 15 2.2 Описание принятой схемы автоматизации 16 2.3 Обоснование выбора приборов и средств автоматизации 17 3. ОПИСАНИЕ БЛОКА ПИТАНИЯ 19 5 ПРОГРАММИРУЕМОЕ ЛОГИЧЕСКОЕ РЕЛЕ ONI 37 3.1 Дискретные входы (DI) 37 3.2 Аналоговые входы (AI) 38 3.3 Цифровые выходы (DO) 38 3.4 Аналоговые выходы (AO) 39 3.5 Клавиатура и интегрированная панель 40 3.6 Расширяемость ПЛР/ПЛК 41 3.7 Промышленные сети и протоколы 42 4 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ 43 4.1 Методика разработки принципиальных электрических схем 43 4.2 Описание работы принципиальной электрической схемы 46 5 РАЗРАБОТКА ОБЩЕГО ВИДА ПАНЕЛИ СТЕНДА 48 5.1 Разработка общего вида панели стенда 48 6 АЛГОРИТМ ПРОГРАММИРОВАНИЯ КОНТРОЛЛЕРА 49 6.1 Общие сведения 49 7 РАСЧЁТ РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГАНА 55 8 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 57 8.1 Расчёт стоимости материалов 57 9 Охрана труда 68 9.1 Охрана труда при эксплуатации промышленных роботов 68 В настоящее время наблюдается очередная волна интереса к робототехнике, различным манипуляторам. Манипуляторы это роботизированные устройства, имеющие самую различную форму и конструкцию, позволяющие решать широкий спектр задач. В современном мире манипуляторы широко используются в таких областях как: военная, аэрокосмическая, медицина, машиностроение и т.д. Они постепенно замещаются человеческий труд при работе в опасных средах (зонах), в отделочных работах, в крупномасштабных перерабатывающих и обрабатывающих производствах, при разминировании зарядов, в сварочных работах и т.д. Манипуляторы, благодаря своим характеристикам и отсутствию субъективных факторов (человека), выполняет эти работы с высоким уровнем безопасности, обеспечивает высокую стабильность и повторяемость результатов, высокое качество работы. Цель данной работы заключается в создании манипулятора "пневматическая рука" на базе микроконтроллера ONI PLR. Процесс создания включает: - разработку и изготовление пневматической конструкции, - разработку электрической схемы и алгоритмов управления. В качестве ожидаемого результата можно выделить следующий: -разработка и изготовление физической модели манипулятора, способной решать поставленные задачи. 1 ПОДХОДЫ К МОДЕЛИРОВАНИЮ МАНИМУЛЯТОРА1.1 Обзор современных типов манипуляторовПервый вопрос, с которым сталкивается создатель манипулятора, - выбор его кинематической схемы, структуры его скелета. В процессе выполнения операций с объектами манипулирования в большинстве случаев манипуляторы имитируют движение рук человека. Поэтому структурная схема манипулятора должна обладать кинематическими характеристиками, аналогичными характеристикам руки человека. Манипулятор должен иметь по крайней три степени подвижности, необходимые для перемещения инструмента в любую точку зоны обслуживания. Каждая степень подвижности манипуляционного робота управляется индивидуальным приводом, в результате чего исполнительный орган получает направленное вполне определенное движение. В современных манипуляторах используют электромеханические, гидравлические, пневматические или комбинированные приводы. Существует большое количество схем манипуляторов, различным образом реализующих региональные движения, но наиболее распространенными в промышленности являются пять следующих схем с одноподвижными кинематическими парами: - Декартовый тип. Манипулятор, функционирующий в декартовой (прямоугольной) системе координат, прост в управлении и отличается высокой точностью действий. Схват манипулятора поступательно перемещается вдоль трех основных осей: х, у и z (т.е. слева направо, вперед-назад и вверх-вниз). - Цилиндрический тип. Манипулятор, работающий в цилиндрической системе координат. Его схват может выдвигаться и втягиваться, а также перемещаться вверх и вниз вдоль стойки. Кроме того, весь узел манипулятора может поворачиваться вокруг оси основания, но не на полный оборот, что позволяет ему выполнять операции в окружающей цилиндрической зоне. - Сферический тип. Манипулятор, действующий в сферической (или полярной) системе координат. Его схват может выдвигаться и втягиваться. Вертикальные перемещения манипулятора достигаются путем поворота его в вертикальной плоскости в «плечевом» суставе. Весь узел манипулятора может также поворачиваться вокруг оси основания. Зона действия подобного манипулятора представляет усеченную сферу. Первые модели промышленных роботов были сконструированы именно по этому принципу. - Ангулярный тип. Шарнирный манипулятор, действующий в ангулярной системе координат, не имеет поступательных кинематических пар, а имеет только вращательные кинематические пары. Манипулятор такого типа очень напоминает руку человека, поскольку имеет «плечевое» и «локтевое» сочленения, а также «запястье». Его зона обслуживания значительно больше, чем у роботов других типов. Он способен обходить препятствия гораздо более разнообразными путями и даже складываться, но вместе с тем он исключительно сложен в управлении. - Тип SCARA. Своеобразную схему имеет манипулятор системы SCARA, представляющий собой вариант манипулятора с цилиндрической системой координат. Все кинематические пары этого манипулятора располагаются в горизонтальной плоскости, благодаря чему механизм способен разворачиваться подобно складной ширме. Его зона обслуживания имеет цилиндрическую форму. |