КУРСОВАЯ РАБОТА Учебная дисциплина: МДК 01.02  Тема: Пневматические захваты серии: CGA-16; CGA-25

У нас на сайте представлено огромное количество информации, которая сможет помочь Вам в написании необходимой учебной работы. 

Но если вдруг:

Вам нужна качественная учебная работа (контрольная, реферат, курсовая, дипломная, отчет по практике, перевод, эссе, РГР, ВКР, диссертация, шпоры...) с проверкой на плагиат (с высоким % оригинальности) выполненная в самые короткие сроки, с гарантией и бесплатными доработками до самой сдачи/защиты - ОБРАЩАЙТЕСЬ!

КУРСОВАЯ РАБОТА 

Учебная дисциплина: МДК 01.02

Тема: Пневматические захваты серии: CGA-16; CGA-25

 

Оглавление

 

 

1. Оглавление  ​                                                                                 2

2. Введение ​                                                                                      3

3. Роботизированная рука и схватов  ​                                             5

4. Пневматические схваты серии: CGA-16; CGA-25                   11

5. Список литературы                                                                     18

Введение

 

Со времен индустриализации технические решения претерпели существенные изменения, благодаря которым практически все отрасли промышленности получили возможность производить больше единиц товара, быстрее и эффективней. В процессах автоматизации использование пневматики стало очевидным двигателем прогресса, найдя множество применений в современном мире технологий. Со страниц истории мира вырисовывается узнаваемый образ: человек дует на трут и разжигает огонь. Это один из самых простых и в то же время потрясающих примеров пневматического устройства – форма жизни с ее естественным «компрессором». К примеру, человеческие легкие способны перерабатывать 100 л/мин, или 6 м 3 /ч, производя давление (0,02 – 0,08) бар. Основоположный принцип действия пневматики – воздух высокого давления, который производится с помощью компрессоров. Ключ ее успеха в том, что энергия сжатого воздуха способна приводить механизмы в движения, при этом гарантируя последним длительный срок службы. Сжатый воздух выгоден, поскольку он требует меньших затрат в обслуживании и простые условия хранения. Другими словами, пневматика укрощает сжатый воздух, применяя его для эффективной работы на благо человечества. Несмотря на то, что сжатый воздух использовался еще со времен античности, пневматика в промышленных секторах начала активно применяться только с начала XIX столетия, первоначально в очистных целях посредством обдува. Со временем сжатый воздух стал использоваться на производстве для реализации автоматических циклов. За последние десять лет пневматика обрела новый импульс, вздохнула по-новому, во многом благодаря тесному взаимодействию с электроникой, пройдя путь от миниатюризации модулей до встроенных промышленных компьютеров. Сегодня, объединив пневматику и электронику буквально в одном корпусе, пневмооборудование прельщает разработчиков и конструкторов всего мира простотой управления и высоким быстродействием. Это стало новым этапом восхождения пневматики на олимп промышленной автоматизации, который в дальнейшем позволил не только автоматизировать системы, но и наделить их особым интеллектом. Благодаря современным коммуникационным интерфейсам, таким как Ethernet, программируемые контроллеры образовали вместе с пневмоостровами компактные модули, воплотив концепцию действительно интеллектуальной системы, способной общаться, регулировать и взаимодействовать. Новые технологии, интегрированные в пневмокомпоненты и системы, вывели промышленную автоматизацию на базе сжатого воздуха на принципиально новый уровень. Перед подробными выкладками касательно пневматических устройств с целью повышения восприятия информации рассмотрим основные понятия из мира пневмотехники, оценим их преимущества и недостатки.

Пневмоагрегат – это агрегат, состоящий из источника сжатого воздуха, пневматических устройств и пневматической системы управления. Пневматические устройства делятся на 3 основные группы:

 

1) исполнительные;

2) распределительные;

3) управляющие;

 

Исполнительные устройства предназначены для преобразования энергии сжатого воздуха в механическую энергию выходного звена привода, воздействующего на рабочий орган машины. В машиностроении исполнительными устройствами в большинстве случаев являются пневмодвигатели.

 

Распределительные устройства предназначены для изменения направления потоков сжатого воздуха в линиях, соединяющих устройства в приводе.

Управляющие устройства предназначены для обеспечения заданной последовательности перемещения исполнительных устройств.

 

Пневматические системы управления (ПСУ) наряду с электрическими и гидравлическими являются эффективными средствами автоматизации и механизации производственных процессов. Наиболее часто они применяются для зажима деталей, их фиксации, в процессах сборки, контроля линейных размеров, при транспортировании и упаковке.

 

Преимущества ПСУ перед электрическими и гидравлическими:

 

1) относительная простота конструкции, эксплуатации и обслуживания;

2) низкая стоимость;

3) надежность работы в широком диапазоне температур, при высокой влажности, запыленности;

4) пожаро- и взрывобезопасность;

5) большой срок службы (10 – 20 тысяч часов);

6) легкость получения и простота передачи энергоносителя (сжатого воздуха);

 7) возможность снабжения сжатым воздухом большого количества потребителей от одного источника;

 8) отсутствие необходимости в защитных устройствах при перегрузках. Основные недостатки ПСУ:

 1) сравнительно малая скорость передачи сигнала на большие расстояния;

 2) сложность обеспечения плавного перемещения рабочих органов пневматических исполнительных устройств при колебании нагрузки;

 3) относительно высокая стоимость получения энергоносителя (сжатого воздуха).

 Уровни давления (избыточного), применяемые в пневматической технике:

 1) высокий – (0,2 – 1,6) МПа;

 2) средний – (0,1 – 0,25) МПа;

 3) низкий – (0,01 – 0,1) МПа.

 

Пневматический двигатель (воздушный двигатель) или двигатель сжатого воздуха – это тип двигателя, который выполняет механические работы за счет расширения сжатого воздуха. Пневматические двигатели обычно преобразуют энергию сжатого воздуха в механическую работу посредством линейного или вращательного движения. Линейное движение может поступать либо от диафрагмы, либо от поршневого привода, в то время как вращательное движение обеспечивается либо воздушным двигателем типа лопастного типа, и поршневым воздушным двигателем, либо воздушной турбиной, либо двигателем редуктора.

 

Автоматизацияпроцессов

 

Сжатый воздух широко используется в пневматических систе­мах управления (ПСУ) для автоматического управления технологиче­скими процессами. Широкая номенклатура элементов пневмоавтома­тики позволяет реализовать релейные, аналоговые и аналого- релейные ПСУ машинами и автоматами.

В состав ПСУ могут входить пневматические датчики, переклю­чатели, преобразователи, реле, логические элементы, усилители, струйные устройства, командоаппараты и т.д.

Рассмотрим в качестве примера пневматические датчики, но­менклатура которых весьма разнообразна.

Пневматические датчики позволяют осуществлять:

·      контроль наличия деталей,

·      контроль положения (ориентацию),

·      контроль и измерение координаты, скорости перемещения де­талей, размеров деталей; чистоту поверхности, вес, температуру, дав­ление, расход вещества и др.

·      Пневматические датчики различают:

·      по исполнению: контактные и бесконтактные;

·      по назначению: контролирующие и измерительные;

·      по способу измерения: цифровые и аналоговые.

·       

Благодаря высокой надежности системы пневмоавтоматики нашли широкое применение для построения систем программного управления различными машинами, роботами в крупносерийном про­изводстве, в системах управления движением мобильных объектов.

Применениевоздухавкачестветехнологическогоинструмента

Довольно широко воздух используется в качестве технологиче­ского инструмента, где он выполняет непосредственно операции суш­ки, распыления, охлаждения, вентиляции и т.п.

Областьпримененияпневматическихсистем

Области применения пневмосистем безграничны, начиная от ма­ломощных пневматических систем низкого давления, например, в оп­тическом оборудовании для проверки внутриглазного давления, и кон­чая системами большой мощности в пневматических прессах или пневматических бурах для работы с бетоном.

 

Пневматические системы автоматики широко применяются:

-        в машиностроении,

-        в электронной промышленности,

-        в автомобилестроении,

-        в судостроении,

-        в пищевой промышленности,

-        в текстильной и легкой промышленности,

-        в горнодобывающей промышленности,

-        в индустрии упаковки,

-        в сетях водообеспечения и энергообеспечения,

-        в медицине,

-        в транспорте,

-        в космических исследованиях и т.д.

 

Рассмотрим перечень примеров, который иллюстрирует универ­сальность и многообразие возможностей пневматических систем, при­меняемых в современной промышленности:

-     Металлорежущие станки (подача заготовок или инструментов).

-     Пневматические роботы.

-     Различные испытательные стенды (приводы и системы управ­ления).

-     Деревообрабатывающие станки (приводы и питатели).

-     Транспортировка деталей или материала.

-       Перекачка воздуха, воды или химикатов (приводы и системы управления).

-     Машины для разлива в бутылки, расфасовки и упаковки.

-      Открытие и закрытие массивных или горячих дверей, в транс­порте.

-     Разгрузка бункеров в строительной, сталеплавильной, горнодо­бывающей или химической промышленности

-      Трамбовка и виброобработка грунта при укладке бетона и ас­фальта

-       Управление процессами подъема и перемещения в машинах непрерывного литья.

-     Навесное сельскохозяйственное оборудование.

-     Окраска распылением.

-      Обработка древесины и изготовление мебели (зажим и переме­щение заготовок).

-      Сборочное производство (зажимные приспособления, фиксато­ры).

-     Машины для точечной сварки, клепки, склеивания.

-        Отделение тонкого листового материала сжатым воздухом и подъем при помощи вакуума.

-     Зубоврачебные бормашины и т.д.

 

Применение пневмосистем наиболее эффективно в пожаро- взрывоопасных и запыленных зонах, при работе с агрессивными сре­дами, в условиях высоких температур.

Роботизированная рука и схват

Самым распространенный производственный робот — манипулятор или «роботизированная рука». Рука робота состоит из нескольких сегментов, соединенных снабженными шаговыми двигателями или сервоприводами суставами, которые управляются компьютером. 

На рабочей части руки расположен эффектор — непосредственно взаимодействующее с объектами устройство. Чаще всего, эффектор — одно из множества возможных захватных устройств, либо инструмент для обработки объектов. О захватах роботов, их разновидностях и применении читайте в этой статье.

Эффектор робота — это физический интерфейс между рукой робота и обрабатываемой деталью. Этот инструмент на конце руки (EOAT: End of Arm Tooling) является одной из наиболее важных частей робота. 

Захват — разновидность эффектора, предназначенная для удержания и перемещения деталей. Захват входит в прямой контакт с продуктом, поэтому важно выбрать правильный тип захвата, наиболее подходящий для целевых объектов, который сможет надежно удерживать и не повредить их.

Роботизированные руки часто имеют встроенные сенсоры, которые сообщают компьютеру, насколько сильно робот захватывает определенный объект. Это не даёт роботу уронить или сломать обрабатываемую деталь.

Другие существующие виды эффекторов: сварочное, фрезерное или сверлильное оборудование, шуруповерты и гайковерты, распылители для краски или специальные захваты для определенных типов объектов, 3D-печатные экструдеры, строительный инструмент. 

Существую также антропоморфные захваты, повторяющие кисть человеческой руки, но они почти не применяются в промышленности (до тех пор, пока антропоморфные роботы не задействованы на производстве), а предназначены для исследовательских и медицинских целей, например — как часть протезов.

Сегодня разработчики придерживаются двух принципиально разных подходов к проектированию эффекторов: универсальные захваты под любой тип инструмента или задачи, либо быстросменные узкоспециализированные захваты. Каждый подход имеет как свои достоинства, так и недостатки, поэтому проектировщикам роботизированных производств приходится учитывать экономическую целесообразность обоих подходов. На сегодняшний день наиболее распространенными являются узкоспециализированные захваты.

 

Принцип работы пневматических захватов.

 

Пневматические захваты используются при переналадке захватов и испытании чувствительных к зажиму материалов. Так же с помощью пневматических захватов испытывают плоские цилиндрические образцы из металлов, пластмасс, изоматериалов, текстиля, бумаги, древесины и

Пневматические захваты бывают трех типов:

Односторонне закрывающиеся пневматические захваты - предназначены для эксцентрического зажима образцов (отслаивание или испытания на срез). Настройки для толщины образца производятся с помощью регулировочного винта.

Двусторонне закрывающиеся пневматические захваты - всегда закрываются симметрично. Настройки захватов на толщину образца не необходимы.

Пневматические захваты с нелинейной направляющей - предназначены для испытания лент, нитей, пряжек и тд.

Принцип действия пневматических захватов:

Пневматические захваты регулируются с помощью управляющего блока (усилие зажима) в соответствии с требованиями испытания. Усилие зажима постается постоянным в течение использования, так как отсутствует зависимость между усилием зажима и усилием испытания.

Преимущества пневматических захватов

- Имеют малую монтажную высоту, что позволяет оптимально использовать пространство машины.

-Захват регулируется бесступенчато с помощью управляющего блока, что гарантирует надежный зажим материалов и образцов

-Являются альтернативой гидравлическим захватом с меньшими затратами

-Использование большого спектра зажимных губок

Клиновой пневматический захват ПКРБО

 

 

Рисунок 1. Клиновые пневматические захваты ПКРБО 950 и ПКРБО 1260

 

1 - корпус; 2 - разъемные вкладыши; 3 - клинья; 4 - неразъемный вкладыш;

5 - верхний центратор; 6 - обтиратор; 7 - нижний центратор; 8 - кольцо с плашками; 9 - рычаг; 10 - кран управления; 11 - цилиндр управления;

12 - подроторный кронштейн

 

Клиновой пневматический захват ПКРБО предназначен также для передачи вращения от ротора бурильной колонне через встроенный роликовый зажим; проведения работ без трудоемких операций по снятию и установке клиньев, вкладышей, зажимов ведущей трубы, смазке клиньев; очистке наружной поверхности труб на буровых установках 7-го класса для ПКРБО 560 и 8-го класса для ПКРБО 700, 9- и 10-го классов для ПКРБО 950 и 11-го класса для ПКРБО 1260 (рисунки).

 

Таблица. 1 техническая характеристика захватов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2

 

Практически любой робот-манипулятор снабжен захватным устройством, предназначенным для того, чтобы захватить какой-либо объект, удерживать его при перемещении и ориентации в пространстве, после чего отпустить в нужной точке. На рис. 3.34 показана конструкция пневматического захвата с параллельным движением захватных пальцев.

 

Рисунок 3. – Пневматический захват с параллельным движением пальцев

(конструкция и условное графическое обозначение на схемах): а) разжатое положение; б) сжатое положение

 

При подаче сжатого воздуха в поршневую полость пневмоцилиндра двустороннего действия шток выдвигается и через кулисный механизм разводит захватывающие пальцы (рис.3.а). При обратном ходе поршня пальцы сводятся (рис. 3.б).

По конструктивному исполнению захваты подразделяются на параллельные (рис. 4 а), поворотные (рис. 4. б) и трехточечные (рис. 4. в).

Как правило, конструкции захватов реализуют удержание объекта как по внешним, так и по внутренним поверхностям, а их приводные поршни с целью обеспечения контроля срабатывания захвата снабжают постоянным магнитом.

Рисунок 4 – Пневматические захваты: а) параллельные; б) поворотные; трехточечные

 

Пневматические захваты используются при испытании чувствительных к зажиму материалов и имеют преимущество перед механическими винтовыми в постоянном давлении (поджатии) образцов во время проведения испытания. Принцип действия пневматических захватов основывается на использовании пневмоактуаторов. Усилие зажима остается постоянным во время испытания при стабильном давлении в пневмосистеме или может быть изменено при регулировании давления в пневмосистеме. Усилие зажима образца во время проведения одного испытания всегда остается постоянным. Зажимные губки, удерживающие образец, подбираются в зависимости от материала и габаритов образцов. С помощью пневматических захватов испытывают плоские, цилиндрические или иной геометрии образцы из металлов, пластмасс, изоляционных материалов, текстиля, бумаги, древесины и прочего. Пневматические захваты применяются, зачастую, при небольших нагрузках на образец и большом количестве испытаний. Максимальные нагрузки, преимущественно, до 20 кН, но могут быть и до 50 кН в связи с дешевизной по сравнению с гидравлическими захватами.

Испытания на растяжение плоских, цилиндрических или иной геометрии образцов.Максимальная нагрузка захватов (доступные для заказа) от 200 Н до 50 кН  (конструкции захватов имеют различное исполнение в зависимости от максимальной нагрузки)

Тип пневмоприжима: Односторонний пневмоприжим или двухсторонний пневмоприжим

Габариты образцов : В зависимости от вида и применения захвата

Материалы образцов металлов, пластмасс, изоляционных материалов, текстиля, бумаги, древесины и прочег.оСоединительная система зависит от вида захвата, типа УИМ. Необходимо подключение к пневмосистеме

Роль пневматических захватов невозможно переоценить. Они незаменимы там, где есть необходимость улучшить управляемость. Их использование очень широкое, а типы, доступные на рынке, позволяют вам идеально подобрать захваты к существующим потребностям. В нашей статье вы узнаете, как создаются пневматические захваты и для чего они используются.

Пневматические захваты - это пневмоприводы. Их основная задача - перевозить объект с места на место, чтобы он не менял своего местоположения при транспортировке.

Промышленные захваты обычно являются частью простых манипуляторов и установлены на цилиндрах. Их дизайн компактен и компактен. Часто они также оснащены специальными розетками, которые позволяют прикреплять дополнительные элементы. В зависимости от захватных концов , в котором обеспечивается захват, процесс захвата может происходить как внутри , как и снаружи . Захват использует энергию сжатого воздуха для создания зажимного усилия.

Такое захватное устройство широко используется в производственных процессах. Пневматические захваты находят свое применение везде, где необходимо переместить объект вперед, назад, вверх и вниз или вбок . Пойманные предметы могут быть изготовлены из различных материалов. Захваты отлично подходят для транспортировки материалов, таких как дерево, бумага или стекло. Перемещение дверей, окон или картонных коробок для них не проблема.

Угловые пневматические захваты обычно изготавливаются в двух вариантах - одностороннем и двухстороннем в диапазоне различных диаметров. Они могут перевозить объекты различной формы, такие как ролики, рукава, кубоиды и даже шары. Они также хорошо справляются с предметами неправильной формы. Угловые захваты хорошо работают с роботами и манипуляторами.

Основными преимуществами пневматических захватов являются простота конструкции и одинаково простой принцип работы , высокая динамика работы , устойчивость к электромагнитным помехам и низкая стоимость покупки . Захваты также характеризуются высокой совместимостью с другими устройствами и универсальностью использования .

Пневматические схваты серии: CGA-16; CGA-25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5. Пневматические захваты серии: CGA-16; CGA-25

 

Пневматические схваты модели CGA рычажного типа имеют 5 типоразмеров. Угол раскрытия губок лежит в пределах между -10° и + 30°. Поршень оснащен постоянным магнитом, что позволяет использовать датчики положения моделей CSB.Датчики положения могут быть вставлены в специальные U-образные канавки на корпусе пневмосхвата. По их срабатыванию можно определять раскрытие и закрытие губок. Схваты модели CGA снабжены монтажными отверстиями в трех его сторонах, что облегчает их крепление. Для облегчения установки, схват может быть оснащен дополнительными адаптерами C-CGP (охватывающий), L-CGP охватываемый). Срок поставки пневматических захватов Мод. CGA составляет от 21 до 30 дней. Для пневмосхватов серии CGA возможно заказать ремкомплекты, включающие все элементы. Общие характеристики пневматических схватов моделей CGA

.

Таблица 2. Характеристики пневматическихе захватов серии: CGA-16; CGA-25

 

Характеристики усилий захвата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 6.

 

Рисунок 7.

 

  

 

 

 

Рисунок 9. Модель CGA-16. Присоединительные размеры

 

Рисунок 9.

 Модель CGA-25. Присоединительные размеры

 

 

 Конструкция пневматических захватов представляет собой конструкцию стандартного пневматического цилиндра двухстороннего действия, дополненную двумя рычагами, образующими своеобразные “клещи”. При подаче сжатого воздуха в правую часть захвата (см. ... Корпус захвата выполнен из сплава алюминия, рычаги - из карбоновой стали.

Таблица 4. Монтажные кронштейны для захватов Мод. C-CGP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок10  Монтажные кронштейны для захватов Мод. C-CGP

Таблица 5. Монтажные кронштейны для захватов Мод. C-CGP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Указание мер безопасности

 

К эксплуатации схватов может допускаться только персонал,ознакомленный с данной инструкцией.Источником опасности при монтаже, эксплуатации и техническом обслуживании данных изделий может быть сжатый воздух.

Безопасность работы с данными устройствами обеспечивается эргономическими характеристиками данных изделий, их механической прочностью, герметичностью и высокими эксплуатационными характеристиками.

При эксплуатации данных устройств в первую очередь следует обеспечить правильный их монтаж, надежное закрепление и соединение с системой сжатого воздуха.

 

Категорически запрещается:

 

- подавать давление, превышающее паспортные и каталожные данные для данного типа устройств;

- подвергать устройства механическим ударам, динамическим нагрузкам, эксплуатировать при воздействии температур окружающего воздуха и магистрального воздуха выходящих за пределы паспортных данных;

- использовать среды несовместимые для установленных уплотнений.

- эксплуатировать устройства в условиях действия внешних агрессивных факторов.

- Проводить любые работы по обслуживанию и ремонту с усилителями находящимися под давлением.

 

Остальные требования безопасности – по ГОСТ 12997-84, р.3.

 

Правила транспортирования и хранения

 

Схваты рекомендуется хранить в стандартной упаковке. Хранение изделий должно соответствовать условиям 2 ГОСТ 15150-69.

В воздухе не должно быть примесей, вызывающих коррозию алюминия. Изделия транспортируются всеми видами транспорта без ограничения скорости и расстояния по условиям хранения 5 по ГОСТ 15150-69 (для тропического исполнения по условиям хранения 6 по ГОСТ 15150-69). Транспортирование отсечных клапанов самолётом производится в

отапливаемых герметизированных отсеках.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы.

 

 

1.    Прокопов М.Г. Ванеев С.М. , Козин В.Н. Конструкции элементов пневмоагрегатов : учебное пособие // Сумы : Сумский государственный университет, 2015. – 148 с., Стр. 55-56.

 

2.    Донской А.С.  Основы пневмоавтоматики: Учеб. пособие. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2016. – 77 с.,  Стр. 14-16

 

3.    Пневматические захваты [Электронный ресурс]: https://neftegaz.ru/tech-library/oborudovanie-dlya-mekhanizatsii-spuskopodemnykh-operatsiy/141877-pnevmaticheskie-zakhvaty/

 

4.    Пневматический захват [Электронный ресурс]:  https://fam-robotics.ru/ru/technicalsupport/tehnicheskii-slovar/pnevmaticheskii-zahvat

 

5.     Пневматические схваты. Серия CGA [Электронный ресурс]: http://aircrafter.ru/index.php?option=com_virtuemart&page=shop.product_details&flypage=flypage.tpl&category_id=14&product_id=47&Itemid=53