Робототехнический комплекс для изготовления элементов дизайна помещений

• Автор: Валюкевич, Юрий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Шахты
• Количество страниц: 201 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВЕДЕНИЕ
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ РТК НА БАЗЕ СТАНКОВ С ЧПУ
1.1.Основные тенденции развития САПР управляющих программ для систем ЧПУ
1.2 Современное состояние программно-аппаратных средств реализации ЧПУ и электрооборудования станка
1.3. Системы управления обрабатывающего оборудования для изготовления элементов дизайнерских и отделочных работ
1.4 Выводы
2. АРХИТЕКТУРА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ РТК ДЛЯ ДИЗАЙНЕРСКИХ И ОФОРМИТЕЛЬСКИХ РАБОТ НА БАЗЕ ФРЕЗЕРНО-ТОКАРНОГО СТАНКА
2.1. Программное обеспечение системы управления 2; 2,5, 3-х координатным станком для работы по дереву, пластику, мягкому камню
2.2 Интерполяция сложных поверхностей аксиальносимметричных тел для станков токарной группы
2.3 Выводы
3 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АППАРАТНОЙ ЧАСТИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РТК ДЛЯ ДИЗАЙНЕРСКИХ И ОФОРМИТЕЛЬСКИХ РАБОТ
3.1. Системы управления фрезерной группой станков с программным регулятором положения
3.2 Построение системы управления фрезерно-токарным РТК
на базе микроконтроллеров
3.3 Выводы
4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ И ОПЫТНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАМИ РТК
4 Л Конструкция и управление РТК
4.2. Результаты исследований систем управления фрезерной группой станков в условиях промышленной эксплуатации
4.3 Выводы
Заключение
Библиографический список
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы Одной из немногих отраслей промышленности, имеющей постоянную тенденцию роста в нашей стране, является строительство жилых и гражданских (офисных) объектов. Это обстоятельство порождает значительный спрос на изготовление элементов дизайна жилых и офисных помещений. Уровень автоматизации в этой области весьма низок., что весьма сильно влияет на стоимость и качество изделий в отрицательную сторону. Одним из путей решения данной проблемы является применение робототехнических систем и комплексов. Реализацию того подхода можно осуществить с помощью специализированного робототехнического комплекса (РТК) на базе фрезерно-токарного станка с ЧПУ со сменным рабочим органом (фрезер, лазерный резак, перфоратор и т. п.).
Основными направлениями развития САПР управляющих программ (УП) ЧПУ являются создание дополнительных сервисных функций и совершенствование пользовательских интерфейсов существующих CAD/CAM систем, а также совершенствование программ адаптации САПР к существующему технологическому оборудованию, так называемых постпроцессоров. Предпринимаются попытки создания универсального программируемого постпроцессора, позволяющего генерировать УП практически для любого технологического оборудования, используемого, например, в металлообрабатывающей промышленности в составе РТК /67/. Спецификой развития САПР данного направления в России является большое количество устаревшего металлообрабатывающего оборудования, оснащенного системами ЧПУ, которые используют в качестве основного носителя УП перфоленту /65/. Принято считать, что САПР УП, разработанные для металлообрабатывающей промышленности в полной мере перекрывают потребности технологии и оборудования для обработки дерева, камня, пластмасс и т.п. /79/.

Как отмечено в / 43 / последнее десятилетие уходящего века ознаменовалось значительными успехами силовой электроники: было освоено промышленное производство биполярных транзисторов с изолированным затвором (ЮВТ), силовых модулей на их основе, а также силовых интеллектуальных модулей (1РМ) с встроенными средствами защиты ключей и интерфейсами для непосредственного подключения к микропроцессорным системам управления. Переход от микропроцессоров к микроконтроллерам с встроенным набором специализированных периферийных устройств, сделали необратимой тенденцию массовой замены аналоговых систем управления приводами на системы прямого цифрового управления.
Под прямым цифровым управлением понимается не только управление от микроконтроллера каждым ключом силового преобразователя, но и обеспечение возможности прямого ввода в микроконтроллер сигналов различных обратных связей (независимо от типа сигнала дискретный, аналоговый или импульсный) с последующей программно-аппаратной обработкой внутри микроконтроллера. Таким образом, система прямого цифрового управления ориентирована на отказ от значительного числа дополнительных интерфейсных плат и создания одноплатных контроллеров управления. В пределе встроенная система управления проектируется как однокристальная и вместе с силовым преобразователем и исполнительным двигателем конструктивно интегрируется в одно' целое - мехатронный модуль движения.
Анализ продукции ведущих мировых производителей систем привода по результатам опубликованных научных исследований позволяет отметить, следующие ярко выраженные тенденции развития электроприводов:
неуклонно снижается доля привода на двигателях постоянного тока и увеличивается доля систем привода с двигателями переменного тока. Преимущество вторых, при наличии надежной системы управления электроприводом, очевидны. По прогнозам специалистов, в течение текущего десятилетия доля приводов постоянного тока сократится до 10% от общего числа;