Применение средств автоматизации для совершенствования технологических процессов сборки

Введение 1
Глава 1. Анализ методов автоматизации сборки автомобилей 3
1.1 Анализ составляющих технологического процесса сборки автомобилей 3
1.2 Анализ средств автоматизации сборки автомобилей 4
1.3 Цели и задачи автоматизации сборки автомобилей 6
1.4 Требования к разрабатываемой системе автоматизации 7
1.5 Выбор ПЛК 9
1.6 Выбор протокола Сети 11
1.7 Выбор видеокамер технического зрения 12
1.8 Выбор контроллера технического зрения 14
1.9 Выбор сканера штрих-кода 15
Глава 2. Разработка функциональной и структурной схемы для автоматизации сборки автомобилей 17
2.1 Основные и дополнительные функции для автоматизации сборки автомобилей 17
2.2 Функциональная схема 19
2.3 Структурная схема 21
2.4 Система искусственного зрения в робототехнических комплексах 25
Глава 3. 27
Разработка модели управления на сети Петри и блок-схемы алгоритма программы 27
3.1 Модель алгоритма управления на сети Петри 27
3.2 Анализ модели на сети Петри на живость 29
3.3 Разработка таблицы привязки сигналов к входам и выходам ПЛК 32
3.4 Разработка алгоритма 33
Глава 4. Разработка ПО системы автоматизации сборки автомобиля 36
4.1 Выбор среды разработки и языка для реализации алгоритма 36
4.2 Реализация программы 38
4.3 Тестирование программы методом чёрного ящика 48
5. Экономическая часть 54
5.1 Расчёт стоимости покупки оборудования 54
5.2 Расчёт стоимости покупки оборудования 55
5.3 Расчёт инвестиций в оборотный капитал 57
Выводы по работе 58
Список литературы 59

Весь текст будет доступен после покупки

В данной работе измеряется время, которое уходит на сборку узлов автомобиля из отдельных деталей. Сборка может выполняться вручную человеком или автоматизировано роботом.
Необходимо создать баланс ручных и автоматизированных операций сборки, чтобы получить высокую производительность цеха сборки.
Научная новизна данной работы – это разработка алгоритма для выбора и изменения структуры технологического процесса путем разделения сборочных операций между человеком на основе информации от робота-манипулятора, камер машинного и сканера штрих-кода
Постановка задачи:
1. Анализ и выбор средств для автоматизации сборки автомобилей
2. Разработка функциональной и структурной схемы для автоматизации сборки автомобилей
3. Разработка модели управления на сети Петри и блок-схемы алгоритма программы
4. Разработка ПО системы автоматизации сборки автомобиля

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1. Анализ методов автоматизации сборки автомобилей

1.1 Анализ составляющих технологического процесса сборки автомобилей

В сборочном производстве автомобилей известно два вида сборки – это поточная сборка и тупиковая.
Поточная сборка – это такая сборка автомобиля, при котором происходит движение самого собираемого автомобиля. Сам автомобиль перемещается на специальном конвейере, на нем и происходит сборка.
При тупиковом способе весь комплекс работ данного вида обслуживания выполняется на тупиковом универсальном посту группами рабочих различных специальностей. Положительными свойствами тупикового метода технического обслуживания являются независимый въезд и съезд автомобилей с постов, что позволяет использовать посты для обслуживания различных моделей автомобилей. Однако при таком методе обслуживания затрудняется применение специализированного оборудования, требуются большие производственные площади для постов, а также высокая квалификация рабочих, занятых обслуживанием.
Технологический процесс сборки разных моделей автомобилей определяется их конструкцией, но общая последовательность сборки примерно одинаков. [2]
Так, производство автомобиля начинается с штамповочного цеха, либо с прессовочного цеха.
В штамповочный цех поступают заготовки стальных листов, они проходят штамповку, после этого в кузове делают отверстия. В результате всех операций получается окончательный вид кузова.
Следующий этап – это сварка. Кузов отправляют в сварочный цех и с помощью автоматизированных систем управления происходит сварка остальных элементов автомобиля, таких как: дно, крыша и т.д.
И на завершающем этапе происходит установка дверей, багажника и капота.
Собранный кузов уходит на грунтовку и цинкование. Эти этапы необходимы для того, чтобы защитить автомобиль от коррозионного воздействия и в дальнейшем его можно было покрасить.

1.2 Анализ средств автоматизации сборки автомобилей

Сборка автомобиля автоматизированными методами может применяться, например, при поклейке стёкол. Здесь с помощью манипулятора может наноситься клей и устанавливать стекло на кузов.
Также манипуляторы на производстве автомобилей используются для подачи крупногабаритных деталей.
Кроме этого, перемещение деталей может осуществлять с помощью автоматических тележек (AGV)
AGV – автоматическая тележка, которая перемещается по заданной траектории. Её траекторию движения можно задать при помощи специальной ленты на полу. Тележка и перемещается по данной траектории. Иными словами, таким образом, можно задавать путь из одного склада в другой и обратно. Такие тележки имеют беспроводную связь, аккумуляторную батарейку и блок управления.

В данной работе будут рассматриваться два устройства в качестве применения для автоматизации. Это промышленный робот и техническое зрение. Преимущества робота заключаются в том, что он обладает довольно хорошей производительностью и может работать практически в любых окружающих условиях. Также робот может в целом заменить до 3-4 человек на производстве. Однако из недостатков можно отметить, что довольно много есть роботов, у которых не доработан искусственный интеллект, а значит их нельзя будет применять в максимально сложных задачах. Также роботы являются довольно дорогими устройствами на данный момент, их цена составляет от 1 до 6 млн. руб. И кроме этого, роботы-манипуляторы могут предоставлять опасность для людей на производстве. [21]

Весь текст будет доступен после покупки

1. Капустин, Н. М. Автоматизация производственных процессов в машиностроении: Учеб. для втузов / Под ред. Н. М. Капустина. — М.: Высшая школа, 2004.
2. Шемелин В.К., Нежметдинов Р.А. Автоматизация технологических процессов в машиностроении. Учебное пособие. – М.:МГТУ «Станкин», 2011. – 86 с.
3. Серебреницкий П.П. Устройства числового программного управления. Учебник: Издательский центр "Академия".
4. Учебное пособие «Графические системы и интерфейс оператора» (Н.В.Козак, Р.А.Нежметдинов). [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://edu.stankin.ru/ /pluginfile.php/315791/mod_resource/content/
5. Курс лекций по дисциплине «Автоматика и управление движением» (Р.А.Нежметдинов). – Режим доступа: https://edu.stankin.ru/ /pluginfile.php/315791/mod_resource/content/
6. Никишечкин А.П. Теория дискретных систем управления. Учебное пособие.- М.:ИЦ ГОУ МГТУ “Станкин”, 2006. – 242 с.
7. Сосонкин В. Л., Мартинов Г. М. Программирование систем числового программного управления: Учеб. Пособие. - М.Логос, 2008. - 344 с.
8. Суханова Н.В. Разработка и исследование гибкой программируемой архитектуры электронных схем // Научное приборостроение. - 2018, том 28, № 4
9. Суханова Н.В., Кабак И.С. и др. Технология МОДУС-НС в разработке высоконадежных и живучих систем управления техническими объектами // «Вестник БГТУ».- 2014.-№3(43)

Весь текст будет доступен после покупки