Значит

А точность остановки равна:

(4.19)

Стоит отметить, что в данном значении учитывается время наложения тормоза, но не учитываются внешние причины возможной задержки.

4.2 Структура системы управления лазерным комплексом и её разработка

Важной составляющей современных автоматизированных лазерных технологических комплексов является микропроцессорная система управления.

Система управления лазерным технологическим комплексом представляет собой взаимосвязанную совокупность объекта обработки (гильзы цилиндра), объектов управления (система подачи лазерного излучения, шестиосевой робот, двухосевой наклонно-поворотный позиционер и манипулятор, на базе синхронного двигателя с полым ротором серии RТ24-93-НS, для подачи поворотного зеркала в зону упрочнения), приводов вращения, информационной системы (датчики положения и т. п.), узла связи с оператором и конечно лазера. Структурная схема системы управления приведена на чертеже ВлГУ.220700.05.04.02.Э1, и имеет два уровня управления:

* Первый уровень управления реализует исполнение команд по отдельным степеням подвижности манипуляционного устройства (шести осевого робота и двухосевого наклонно-поворотного позиционера). Первый уровень управления обеспечивает выполнение элементарных законченных операций манипулятора и позиционера (вращение вокруг определенной оси робота или позиционера и др.). На первом уровне корректируется движение исполнительных механизмов в соответствии с изменением информации о внешней среде.

* Второй уровень управления - это уровень синтеза законченных сложных операций. Обеспечивает достижение конкретной цели управления (обработка поверхности требуемой для упрочнения). Результатом действия второго уровня управления является выдача управляющих сигналов на первый уровень управления. На втором уровне используется информация от информационной системы для коррекции программы управления.

Второй уровень управления обеспечивает функционирование комплекса как единой системы включая её алгоритмическое самоусовершенствование. Обеспечивает выполнение как непосредственно задач управления, так и сложных общесистемных задач функционирования комплекса.

Человек - оператор РЛТК, через узел связи, может взаимодействовать с системой на любом уровне управления. Осуществляется три режима управления:

1. Ручное управление (РУ). Человек - оператор выдает задание непосредственно на первый уровень управления, на каждый исполнительный механизм отдельно.

2. Автоматическое управление (АУ). Человек - оператор взаимодействует со вторым уровнем управления - супервизорный режим. Взаимодействие с комплексом происходит на проблемно - ориентированном языке. Взаимодействие со вторым уровнем в супервизорном режиме происходит в виде определения целей и контроля поведения работы комплекса.

3. Автоматизированное управление (Ат.-У). Происходит взаимодействие со всеми уровнями управления без вмешательства человека.

Система управления включает в себя несколько элементов:

1. Система управления лазером.

2. Система управления приводами.

3. ЭВМ высшего уровня, которая осуществляет контроль над работой РЛТК в целом.

Комплекс имеет 9 степеней подвижности, 6- у манипулятора (робота), 2- у двухосевого наклонно-поворотного позиционера и 1- у и манипулятора для поворотного зеркала , каждая из которых является вращательной. Привода А1, А2, А3, А4, А5 и А6 являются приводами робота-манипулятора и обеспечивают его работу, то есть подвод головки для термоупрочнения (а, соответственно и лазерного излучения) в зону обработки детали.

Привода В1 и В2 у наклонно-поворотного позиционера состоят из устройства управления, усилителя мощности, исполнительного двигателя, датчика положения и двух концевых выключателей (служат для остановки привода при каком либо сбое в СУ) и репера (нулевая точка начало отсчета координаты).

Привод С является приводом манипулятора, который служит для поворота зеркала.

Разработанная СУ обеспечивает простоту в обслуживании и эксплуатации РЛТК. Для освоения работы на лазере обслуживающему персоналу достаточно обладать простейшими навыками работы на ЭВМ.

То есть управлять РЛТК может рабочий средне - специального образования, прошедший обучение.

4.3 Разработка и описание кинематической функциональной схемы

Схема представлена на чертеже ВлГУ.220700.05.4.02.К2.

В РЛТК используются серводвигатели.

Сервоприводы (следящие приводы), используемые в промышленном роботе -- привод с управлением через отрицательную обратную связь, позволяющую точно управлять параметрами движения.

Сервоприводом является любой тип механического привода (устройства рабочего органа), имеющий в составе датчик (положения, скорости, усилия и т. п.) и блок управления приводом (электронную схему или механическую систему тяг) автоматически поддерживающий необходимые параметры на датчике (и соответственно на устройстве) согласно заданному внешнему значению (положению ручки управления или численному значению от других систем).

В данном промышленном роботе используется трехфазный сервопривод с датчиком угловых перемещений.

Так же в состав РЛТК входят манипулятор, для термоупрочнения внутренней поверхности гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания, и видеокамера.

4.4 Разработка циклограммы работы РЛТК

Циклограмма представлена на чертеже ВлГУ.220700.05.4.04.ДИ.

В начале рабочего дня происходит запуск лазера (включение всех систем лазера и вспомогательных систем). В первую очередь в начале включается входной трансформатор (5 с.), подается питание на лазер. Далее включается система охлаждения лазера (10 с.) и местная механическая вытяжная вентиляция (10 с.).

После этого включают высокое напряжение, чтобы началась генерация лазерного излучения, и вывод робота на рабочий режим упрочнения (40 с.), включая систему управления (20 с.).

Во время запуска лазера происходит установка блока- цилиндров на стол (10 с). Оператор запускает созданную ранее программу, и она приводиться в исполнение. Начинается процесс подвода лазерной головки к зоне обработки, осуществляемой манипулятором, который составляет 5 с. За подачу излучения в зону обработки отвечает оптический затвор. Открытие и закрытие его составляет 0,5 с. Таким образом, процесс упрочнения начинается включением затвора, а заканчивается его выключением.

Упрочнение внутренней поверхности гильзы цилиндра начинается, как только лазерный луч окажется на внутренней поверхности гильзы, и ее обработка составляет приблизительно 15 секунд. По окончании обработки первой гильзы происходит подъем лазерной головки и перемещение ее для упрочнения следующей гильзы, расположенной рядом в блоке-цилиндров (6 с). Далее по аналогичному алгоритму и в соответствии с программой упрочняются остальные шесть гильз. После упрочнения последней из гильз робот возвращается в начальное положение (6 с). В заключении происходит снятие блока- цилиндров со стола(10 с).

Таким образом полное время обработки одной гильзы, без учета времени запуска лазера составляет 54 с.

Общее время обработки гильз, включая время запуска лазера и снятие блока-цилиндра со стола, из всего выше рассчитанного получилось равным 360 секунд.

Заключение

В соответствии с заданием в выпускной квалификационной работе рассмотрены различные виды гильз, их особенности и роль в цилиндре двигателя. Указаны основные дефекты гильз, факторы, влияющие на появление различных дефектов.

В результате проведенных патентных исследований определены разработки в области применения лазера для обработки материалов источником энергии.

Рассмотрены различные технологии восстановления гильз двигателей. В работе дается характеристика технологии лазерного термоупрочнения поверхностей гильз, т.к. эта технология экономически эффективна, тем самым позволяя достигать требуемого качества изделия и повышение долговечности деталей и узлов машин.

При выполнении работы также уделено внимание возможности использования роботизированного лазерного комплекса на базе волоконного лазера ЛС-3-К, который позволяет эффективно использовать производственные площади, повысить производительность труда, упростить технологический процесс.

Анализ задания позволил произвести расчёт двигателя. В результате проведённых мной проверочных расчётов был выбран двигатель, удовлетворяющий условию.

Таким образом, вышеприведенный анализ показал перспективность с точки зрения качества обработки материала, экономичности, условий эксплуатации, возможности автоматизации и набора материалов, которые можно обрабатывать. Такой вид обработки позволяет создавать производственные линии с целесообразностью внедрения рассмотренного роботизированного комплекса на предприятиях.

Список используемых материалов и литературы

1. Бутусов М.М. Волоконная оптика и приборостроение - М.: Машиностроение, 1990г., 326 с.

2. Витензон С.И., Бажанов Л.М. ТМО высокопрочного чугуна. Литейное производство. - 1974. - № 2. - с. 22

3. Делиховский С. Ф. и др. Устройство и эксплуатация автомобилей. - М.: Изд-во ДОССАФ, 1965. - 214 с.

4. Дизельные двигатели. Устройство, обслуживание, ремонт, поиск и устранение неисправностей. Под ред. Ширяев Ф.Г. - М.: изд-во «Петит», 2002. - 387 с.

5. Дюмин, И.Е. Повышение эффективности ремонта автомобильных двигателей. - М.: Транспорт, 1999.-160 с.

6. Ждановский Н.С. , Николаенко А.В. Надежность и долговечность автотракторных двигателей- М.: Колос, 2001. - 295 с.

7. Зинченко В.М. Автомобильная промышленность, 1986, № 9

8. Карагодин В. И. Митрохин Н. Н. Ремонт автомобилей и двигателей -М.: Академия, 2003.- 496с

9. Крылов К.И., Прокопенко В.Г., Митрофанов А.С. Применение лазеров в машиностроении и приборостроении. - Ленинград: «Машиностроение», 1978 г.-336с

10. Кузнецов А.С. Ремонт двигателя внутреннего сгорания.- М:Академия, 2011.-65с

11. Лахтин, Ю.М., Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов: учеб.пособие -М.: Металлургия, 1985.- 256 с.

12. Лабораторный практикум по освоению курса «Технология ремонта автомобилей и дорожно-строительных машин» - Харьков: ХНАДУ, 2000.- 107 с.

13. Матвеев А.Н. Лазеры в общем физическом практикуме, 1981.

14. Межевов В.С., Петровский В.Н. Обработка материалов с помощью мощных волоконных лазеров. 2008г.

15. Попович В.Технология конструкционных материалов и материаловедение. Кн.1-Львов: Папуга 2002. - 417 с.

16. Постановление Правительства Российской Федерации от 15 апреля 2014 г. -№ 328 "Об утверждении государственной программы Российской Федерации "Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности"

17. Рокалов И.Н., Ужов А.А., Кокора А.Н. Лазерная обработка материалов.- М.:«Машиностроение», 1975 г. - 296 с.

18. Сванидзе Э.Н., Харламович О.Я. Технологические лазеры: экономичность и границы эффективности. -М.: Машиностроение, 1990

19. Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. - М.: Машиностроение, 2002. - 300 с.

20. Соловейчика И.Е. Микропроцессорные системы автоматического управления - М.: Мир, 1990.

21. Соучек Б. Микропроцессоры и микроЭВМ / Пер. с англ. Под ред. А. И. Петренко. М.: Сов. радио, 1979. 517 с.

22. Техническое обслуживание и ремонт - Автомобили КамАЗ. - М.: Транспорт,1988 . -250 с

23. Черемпей В.А., Петров Ю.Н., Корнейчук Н.И. Особенности гальваномеханического хромирования. - М.: МДНТП, 2001.

24. Чернилевский Д.В. Детали машин. Проектирование приводов технологического оборудования: Учебное пособие для студентов ВУЗов. - М.: Машиностроение, 2001

25. Чиличкин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода: Учебник для ВУЗов - М.: Энергоиздат, 1981.

Библиографический список

[1] Бутусов М.М. Волоконная оптика и приборостроение - М.: Машиностроение, 1990г., с. - 188

[3] Делиховский С. Ф. и др. Устройство и эксплуатация автомобилей. - М.: Изд-воДОССАФ, 1965. - с. 92-96

[4] Дизельные двигатели. Устройство, обслуживание, ремонт, поиск и устранение неисправностей. Под ред. Ширяев Ф.Г. - М.: изд-во «Петит», 2002. -с. 102-110

[6] Ждановский Н.С., А.В. Николаенко. Надежность и долговечность автотракторных двигателей.- М.: Колос, 2001. -с. 5,46

[8] Карагодин В. И. Митрохин Н. Н. Ремонт автомобилей и двигателей - М:Академия, 2003. -с. 200, 207-210

[9] Крылов К.И., Прокопенко В.Г., Митрофанов А.С. Применение лазеров в машиностроении

и приборостроении.-Ленинград: «Машиностроение», 1978 г.- с. 126

[11]Лахтин, Ю.М., Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов: учеб.пособие - М.: Металлургия, 1985.- с. 87-93,150-152

[12] Лабораторный практикум по освоению курса «Технология ремонта автомобилей и дорожно-строительных машин» - Харьков: ХНАДУ, 2000.- с. 25-28

[14] Межевов В.С., Петровский В.Н. Обработка материалов с помощью мощных волоконных лазеров. 2008г. - с. 122

[15] Попович В. Технология конструкционных материалов и материаловедение.Кн.1-Львов: Папуга, 2002. - с.135

[16] Постановление Правительства Российской Федерации от 15 апреля 2014 г. -№ 328 "Об утверждении государственной программы Российской Федерации "Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности"

[18] СванидзеЭ.Н., Харламович О.Я. Технологические лазеры: экономичность и границы эффективности. - М.: Машиностроение, 1990. - с. 102-106

[19] Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. - М.: Машиностроение, 2002. - с. 34-39

Размещено на Allвеsт.ru