Разработка и исследование энергетически эффективного робототехнического комплекса для пакетирования грузов

• Автор: Пухова, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПАКЕТИРОВАНИЯ ГРУЗОВ

2 Л Особенности технологического процесса пакетирования грузов..

2.2 Исследование различных вариантов осуществления укладки грузов

ГЛАВА 3. РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПАКЕТИРОВАНИЯ ГРУЗОВ

3.1 Анализ энергетических затрат в технологическом оборудовании.

3.2 Структурная схема энергетически эффективного РТК для пакетирования грузов

3.3. Построение технологического процесса укладки грузов

3.4 Расчет уравновешивающей пружины
3.5 Система управления манипулятором
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ГРУЗОВЫХ ПЛАТФОРМ С РЕКУПЕРАТОРАМИ ЭНЕРГИИ
4.1 Платформа с рекуператором энергии на базе пружиннопневматического аккумулятора
4.2 Грузовая платформа с рекуператором энергии на базе пневматического аккумулятора
4.4. Сравнение свойств рекуператоров на базе пружинно-пневматического и пружинного аккумуляторов
ГЛАВА.5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Макет для экспериментального исследования свойств системы управления приводом каретки
5.2 Измерение скорости каретки
5.3. Измерение выбега каретки
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Разработка энергосберегающих технологий является одним из приоритетных направлений развития промышленного комплекса на ближайшие десятилетия. Если продукция предприятий промышленного комплекса представляет собой штучные грузы, то ее перевозка, как правило, производится в пакетах, установленных на стандартные поддоны. Учитывая существующие стандарты ГОСТ 11320-65, 1БО 3676 и другие, все пакеты с грузами имеют ограниченный ряд размеров, определяемый размерным рядом тары, который также стандартизован. Учитывая также объем пакетных перевозок, который исчисляется сотнями миллиардов тонн в год [55] можно сказать, что операция формирования пакетов на стандартном поддоне -пакетирование, является массовой, практически одинаковой для большинства грузов и ее автоматизация является, несомненно, актуальной задачей.
На современных промышленных предприятиях до 80% погрузочно-разгрузочных операций осуществляется с применением ручного труда. Применение средств автоматизации при пакетировании сдерживается их высокой- стоимостью и высоким энергопотреблением. Анализ применения промышленных роботов для осуществления операций по пакетированию грузов показывает, что в общей доле областей использования она составляет не более 5 %.
В настоящее время на рынке представлено большое количество универсальных роботов, которые могут быть использованы в частности для осуществления операции пакетирования. Однако универсальность этих роботов предъявляет к ним высокие требования по точности и жесткости конструкции, увеличивая при этом массу подвижных частей и стоимость. Увеличение массы подвижных частей робота приводит к излишнему энергопотреблению, которое в масштабах всего комплекса промышленных предприятий приводит к значительным экономическим потерям. Все это

является причиной того, что промышленные роботы (ПР) редко используются для осуществления такой массовой технологической операции как пакетирование.
Перечисленные выше соображения показывают, что для операции пакетирования целесообразна разработка специализированных робототехнических комплексов (РТК) с одновременным решением задачи снижения энергопотребления. Однако их развитие и внедрение сдерживается недостатком исследований в этой области, позволяющим перейти к их разработке.
Материал данной диссертации объединен задачей снижения энергопотребления в робототехнических комплексах, предназначенных для пакетирования грузов посредством системного подхода при их проектировании. В силу всего сказанного выше тема данной диссертации представляется актуальной.
Целью диссертации является разработка методик расчета, проектирования и исследования энергетически эффективных робототехнических комплексов для пакетирования грузов, а также вспомогательного оборудования к ним.
Для достижения указанной цели в диссертации были поставлены и решены следующие основные задачи исследования:
1. Анализ типовых технологических процессов пакетирования грузов и оценка их параметров, в том числе энергетических; разработка критериев энергетической эффективности процесса пакетирования; исследование путей минимизации энергозатрат при пакетировании.
2. Анализ распределения энергетических затрат в технологическом оборудовании для пакетирования грузов; разработка основных рекомендаций по повышению энергетической эффективности РТК для пакетирования; разработка новых принципов построения и работы РТК с использованием предложенных рекомендаций.

соответственно возникает задача разработки грузовых платформ с
рекуператорами энергии.
Таким образом, целесообразно начинать проектирование РТК для пакетирования грузов с рационального с точки зрения энергетической эффективности построения технологического процесса.
На рис 2.7. представлена схема предложенного технологического процесса укладки груза, характеризующаяся пониженным энергопотреблением. Как уже было отмечено, на вход оборудования для пакетирования штучные грузы, в большинстве случаев, поступают по конвейеру. Поэтому для сокращения вертикальных перемещений грузов целесообразно производить захват грузов из различных положений на конвейере (А, Б, В, С).
Рисунок 2.7. Предложенный технологический процесс укладки
грузов
Перемещение грузов осуществляется по прямолинейным траекториям, представленным на рис.2.7. Видно, что суммарная длина этих траекторий значительно меньше, чем длина траекторий горизонтальных перемещений при осуществлении двух предыдущих рассмотренных технологических процессов. Это позволяет в значительной степени сократить