МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ДГТУ)
Кафедра «Робототехника и мехатроника»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению контрольной работы
по дисциплине “Мехатронные технологические системы”
Ростов-на-Дону
2011
Составители: доцент
к. т.н., доц.
к. т.н., доц.
Методические указания по выполнению контрольной работы по дисциплине “ Мехатронные технологические системы ”: Методические указания / Издательский центр ДГТУ. Ростов-на-Дону, 2011, 12с.
Для студентов заочного обучения специальности 151001
«Технология машиностроения»
Печатается по решению методической комиссии факультета «Автоматизация и информатика»
Научный редактор: к. т.н., проф.
Редактор
ЛР № 000 от 18.05.01. В набор . В печать
Офсет. Объем усл. п.л., уч.-изд. л. Формат 60х84/16.
Бумага тип №3. Заказ № . Тираж 160. Цена р.
Издательский центр ДГТУ
Адрес университета и полиграфического предприятия:
344010. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
© Донской государственный технический университет, 2011
1. Цели и задачи изучаемого курса
Целью изучения дисциплины является подготовка специалистов для производственной, проектно-конструкторской и исследовательской деятельности в области создания и эксплуатации мехатронного технологического оборудования, в том числе станков с ЧПУ, автоматов и автоматических линий, ГПС, промышленных роботов и транспортно-складских устройств, сборочных автоматов.
НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?
В результате изучения дисциплины студент должен:
- знать характеристики основных видов современного мехатронного технологического оборудования для изготовления деталей и сборки машин;
- уметь анализировать условия и режимы работы станков и механизмов, оценивать автоматизацию, выбирать оборудование для автоматизированных систем.
2. Выбор варианта контрольной работы
Основной целью контрольной работы является закрепление знаний студентов при освоении основных разделов курса “Мехатронные технологические системы”.
При выполнении контрольной работы осуществляется реферативное изложение одного из вопросов, предусмотренного программой курса; построение подсистем информационных систем; выполнение расчетов транспортно-накопительных мехатронных систем и составление текста управляющих программ для мехатронных технологических систем (МТС). Контрольная работа выполняется по индивидуальным заданиям. Номер варианта задания выбирается по двум последним цифрам зачетной книжки студента. Выбор варианта производится по таблице.
Дискретность приводов МТС на базе токарных станков с ЧПУ по координате Х равна 0.005 мм, по Z - 0.01 мм; фрезерных – 0,01 мм по всем координатам.
Выбор варианта задания
Последние две цифры шифра | Номер варианта | Последние две цифры шифра | Номер варианта |
01-31-61 | 1 | 16-46-76 | 16 |
02-32-62-91 | 2 | 17-47-77-96 | 17 |
03-33-63 | 3 | 18-48-78 | 18 |
04-34-64 | 4 | 19-49-79 | 19 |
05-35-65-92 | 5 | 20-50-80-97 | 20 |
06-36-66 | 6 | 21-51-81 | 21 |
07-37-67 | 7 | 22-52-82 | 22 |
08-38-68-93 | 8 | 23-53-83-98 | 23 |
09-39-69 | 9 | 24-54-84 | 24 |
10-40-70 | 10 | 25-55-85 | 25 |
11-41-71-94 | 11 | 26-56-86-99 | 26 |
12-42-72 | 12 | 27-57-87 | 27 |
13-43-73 | 13 | 28-58-88 | 28 |
14-44-74-95 | 14 | 29-59-89-00 | 29 |
15-45-75 | 15 | 30-60-90 | 30 |
Вариант 1
Отечественные мехатронные технологические модули и их классификация. Классификация автоматических линий. Приведите и опишите блок-схему современного промышленного робота. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе токарного станка с ЧПУ, если вершина резца описывает прямоугольный треугольник, катеты которого равны 120 и 80 мм. Скорость рабочей подачи 240 мм/мин, холостых ходов - 800 мм/мин. Во второй опорной точке предусмотреть паузу 15 с.
Вариант 2
Зарубежные мехатронные технологические модули и их классификация. Конструкция инструмента, позволяющая производить его замену без подналадки. Автоматизированные транспортно-складские системы. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе токарного станка с ЧПУ, если вершина резца описывает равнобедренный треугольник с высотой 100 мм и основанием 40 мм. Скорость рабочей подачи 15 мм/мин, холостых ходов - 120 мм/мин.
Вариант 3
Конструктивные особенности безредукторного мехатронного поворотного стола и безредукторного электрошпинделя. Автоматическая подналадка инструмента МТС. Особенности применения промышленных роботов в зависимости от серийности производства. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе токарного станка с ЧПУ, если вершина резца описывает прямоугольник со сторонами 60 и 80 мм. Скорость рабочей подачи 25 мм/мин, холостых ходов - 260 мм/мин. В первой опорной точке предусмотреть паузу 12 с.
Вариант 4
Пространственные механизмы параллельных соединений как элементная база в современной МТС. Каковы преимущества мехатронных устройств по сравнению с традиционными средствами автоматизации? Типы транспортно-накопительных систем ГПС. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе токарного станка с ЧПУ, если вершина резца описывает равносторонний треугольник, стороны которого равны 60 мм. Скорость рабочей подачи 25 мм/мин, холостых ходов - 280 мм/мин. В первой опорной точке предусмотреть технологический останов инструмента.
Вариант 5
Современные сборочные роботы как мехатронные технологические объекты. Классификация захватных устройств промышленных роботов. Системы управления транспортно-складскими мехатронными комплексами. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе токарного станка с ЧПУ, если вершина резца описывает прямоугольный треугольник с катетами 80 и 150 мм. Скорость рабочей подачи 35 мм/мин, холостых ходов - 250 мм/мин. В первой опорной точке предусмотреть технологический останов инструмента.
Вариант 6
Назначение репрограммируемых технологических роботов монтажа. Приведите кинематическую схему электромеханической конструкции кисти робота. Опишите ее работу. Автоматические линии с гибкой и комбинированной связью. Расчет количества участков линии. Произведите расчет геометрической информации к управляющей программе для МТС на базе фрезерного станка и закодируйте ее в системе ИСО-7 бит, если управляемый объект необходимо переместить в точку с координатами X2 = 75, Y2 = 34. Первоначальное значение координат объекта X1 = 107, Y1= - 15.
Вариант 7
Адаптивные технологические роботы микросварки на основе технического зрения. Системы и устройства для автоматического складирования и накопления изделий. Конструкция инструмента, позволяющая производить его замену без подналадки на станке. Произведите расчет геометрической информации к управляющей программе для МТС на базе фрезерного станка, если управляемый объект необходимо перенести в точку с координатами X2 = 750, Y2 = 120. Первоначальное значение координат объекта X1 = 275, Y1 = 120.
Вариант 8
Современные мехатронные технологии (метод стереолитографии, лазерные и др.). Охарактеризуйте понятие «интерактивное управление». Схемы автоматизированного складирования и их построение. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе токарного станка с ЧПУ, если вершина резца описывает прямоугольник со сторонами 220 и 120 мм. Скорость рабочей подачи 75 мм/мин, холостых ходов - 240 мм/мин. Во второй опорной точке предусмотреть паузу 20с.
Вариант 9
Мехатронные технологические системы производственного назначения. Кинематические группы и связь в станках. Индексация станков с программным управлением. Устройства для удаления стружки из автоматических линий. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе токарного станка с ЧПУ, если вершина резца описывает прямоугольник со сторонами 210 и 240 мм. Скорость рабочей подачи 15 мм/мин, холостых ходов - 280 мм/мин.
Вариант 10
Мехатронные системы в станках. Применение промышленных роботов в холодной листовой штамповке. Произвести расчет секторного зубчатого зацепления захватного устройства, предназначенного для манипулирования стальных заготовок диаметром 50 мм и длиной 90 мм. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе токарного станка с ЧПУ, если вершина резца описывает прямоугольник со сторонами 180 и 25 мм. Скорость рабочей подачи 72 мм/мин, холостых ходов - 250 мм/мин.
Вариант 11
Элементы искусственного интеллекта в системе управления цехового транспортного робота. Автоматические линии гальванопокрытий. Сформулируйте представление о системности мехатронных объектов. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе токарного станка с ЧПУ, если резец описывает прямоугольный треугольник с катетами 160 и 40 мм. Скорость рабочей подачи 38 мм/мин, холостых ходов - 290 мм/мин. Во второй опорной точке предусмотреть паузу 15 с.
Вариант 12
Системы адаптивного управления и программного обеспечения современных роботов. Требования к инструментальной оснастке автоматических линий. Определить основные геометрические параметры пневмоцилиндра захватного устройства, предназначенного для манипулирования стальных заготовок с габаритами 120х160х40 мм. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе вертикально-фрезерного станка с ЧПУ при фрезеровании прямоугольного паза шириной 20 мм, наружными сторонами 200х100 мм, и глубиной 15 мм. Материал заготовки - сталь 20.
Вариант 13
Классификация, назначение и технологические возможности станков с ЧПУ для обработки тел вращения. Транспортно-накопительные системы ГПС линейного транспортирования. Системы очувствления современных технологических роботов. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для операции подрезки торца заготовок диаметром 180 мм, обеспечивая при этом подачу режущего инструмента 18 мм/мин. Подача подвода инструмента и возврат в исходное положение 280 мм/мин.
Вариант 14
Дистанционные системы управления технологическими роботами. Применение дистанционно управляемых роботов. Классификация, назначение и технологические возможности станков с ЧПУ для обработки призматических деталей. Основные типы РТК. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе токарного станка, осуществляющего проточку стальных валов диаметром 80 мм. Окончательный размер должен быть 68 мм, длина обработки - 120 мм. Подача при точении 50 мм/мин, глубина резания t ≤ 4 мм, скорость холостых ходов - 250 мм/мин.
Вариант 15
Основные понятия о системах программного управления станками: система ЧПУ, система группового управления станками от ЭВМ, система с различным числом потоков информации. Транспортно-складские мехатронные технологические комплексы. Подготовка производства к применению промышленных роботов. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для операции расточки пустотелого стального вала. Первоначальный внутренний диаметр вала 40 мм, после расточки - 45 мм, длина заготовки 100 мм. Скорость рабочей подачи 70 мм/мин, холостых ходов – 250 мм/мин. Предусмотреть получистовой и чистовой проходы.
Вариант 16
Основы проектирования мехатронных технологических систем. Основы гибкого автоматизированного производства. Цехи и заводы-автоматы и их структурные схемы. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе токарного станка с ЧПУ, если резец описывает прямоугольник со сторонами 80 и 240 мм. Скорость рабочей подачи 24 мм/мин, холостых ходов - 280 мм/мин. В четвертой опорной точке предусмотреть паузу, равную 20 с.
Вариант 17
Основные правила определения осей координат станков с ЧПУ и промышленных роботов. Промышленные роботы. Классификация, назначение. Особенности системного подхода к построению гибких производственных мехатронных систем. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе вертикально-фрезерного станка с ЧПУ при фрезеровании паза шириной 10 мм и глубиной 10 мм. Форма паза - равнобедренный треугольник с основанием 80 мм и высотой 120 мм. Скорость подачи по замкнутому контуру 24 мм/мин, холостых ходов – 260 мм/мин.
Вариант 18
Робототехнические сборочные технологические системы для сборки неразъемных и разъемных соединений. Автоматические линии с комбинированной связью. Адаптация в робототехнике. Очувствление роботов. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе токарного станка с ЧПУ, если траектория резца – равносторонний треугольник с основанием 240 мм. Скорость рабочей подачи 75 мм/мин, холостых ходов - 280 мм/мин. В первой опорной точке предусмотреть паузу 10 с.
Вариант 19
Классификация металлорежущих станков, индексация. Мобильные роботы как мехатронные объекты. Механические схваты роботов. Приводы схватов. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу, если управляемый объект необходимо переместить в точку с координатами X2 = 75, Y2 = 34. Первоначальное значение координат объекта X1 = 107, Y1= - 15.
Вариант 20
Роботизированные технологические комплексы металлообработки: промышленные роботы в РТК, требования к технологическому оборудованию, типовые компоновки. Классификация и устройства активного контроля отверстий. Системы технического зрения роботов. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу выполнения операции наружной проточки стального вала с диаметром 60 мм до 50 мм, длина проточки 45 мм. Глубина резания первого прохода 3.5 мм, второго - 1.5 мм, подача - 25 мм/мин. Скорость холостых ходов – 250 мм/мин.
Вариант 21
Характеристика автоматической линии с жесткой транспортной связью. Расчет пропускной способности линии. Понятия о системах искусственного интеллекта. Методы и необходимые условия для автоматизации процессов сборки изделий. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе токарного станка с ЧПУ, если траектория движения резца – прямоугольник со сторонами 180 и 120 мм. Скорость рабочей подачи 80 мм/мин, холостых ходов - 280 мм/мин. Во второй точке предусмотреть паузу 5 с.
Вариант 22
Требования автоматизированного производства к оборудованию для заготовок. Методы получения заготовок. Классификация кузнечно-штамповочных машин. Микроактюаторы как элементы нанотехнологий в мехатронике. Устройства активного контроля, основанные на косвенном методе измерения. Произведите расчет геометрической информации к управляющей программе для МТС на базе вертикально-фрезерного станка с ЧПУ мод 6Р13Ф3, если управляемый объект необходимо перенести в точку с координатами X2 =750, Y2=120. Первоначальное значение координат объекта X1=275, Y1=120.
Вариант 23
Гибкие производственные системы и ее схемы. Сформулируйте определение терминов: мехатронная система, мехатронный модуль, мехатронный объект, мехатронный комплекс. Каким уровням требований эффективности должен удовлетворять мехатронный объект? Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе токарного станка с ЧПУ, если траектория движения резца – равнобедренный треугольник с основанием 80 мм, высота треугольника 120 мм. Скорость рабочей подачи – 24 мм/мин, холостых ходов – 260 мм/мин.
Вариант 24
Как мехатронные объекты делятся по степени интеллектуальности? Приведите пояснения. Характеристика автоматической линии с полужесткой транспортной связью. Пневматические средства активного контроля. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе токарного станка с ЧПУ при выполнении операции расточки внутреннего диаметра отверстия с Ш 65 мм до Ш 70 мм за два прохода на длине 15 мм. Скорость рабочей подачи – 15 мм/мин, холостых ходов – 300 мм/мин.
Вариант 25
Построение и принцип действия контурной системы управления промышленными роботами. Многоцелевые (многооперационные) станки с ЧПУ. Классификация, механизмы смены инструмента, оси координат, устройства ЧПУ. Перечислите и поясните основные принципы системного подхода к мехатронике. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе вертикально-фрезерного станка с ЧПУ при фрезеровании сквозного паза шириной 10 мм, глубиной 4 мм. Длина заготовки 80 мм. Скорость рабочей подачи – 18 мм/мин, холостых ходов – 240 мм/мин.
Вариант 26
Системы технического зрения роботов. Схемы взаимосвязанных комплексов ЭВМ гибкого автоматизированного производства. Приведите определение терминов структуризации мехатронных систем: элемент, элементный состав, структура, структурная схема системы. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе токарного станка с ЧПУ, если траектория перемещения резца с подачей 18 мм/мин, представляет собой прямоугольник со сторонами 280 и 120 мм. Скорость холостых ходов – 260 мм/мин.
Вариант 27
Сформулируйте представление о понятиях «декомпозиция» и «агрегирование». Построение основных схем применения промышленных роботов. Дайте определение «мехатронная система». Составьте управляющую программу к устройству ЧПУ МТС на базе токарного станка при перемещении резца по траектории равностороннего треугольника, стороны которого равны 60 мм, с подачей 25 мм/мин. Скорость холостых перемещений равна 280 мм/мин. В первой точке траектории предусмотреть технологический останов инструмента.
Вариант 28
Перечислите и поясните признаки классификации мехатронных систем. Структурная схема блока позиционирования робота. Опишите работу схемы. Каковы основные функции, выполняемые информационной технологической системой? Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе токарного станка с ЧПУ, если резец описывает прямоугольник со сторонами 80 и 15 мм с подачей 75 мм/мин. Скорость холостых перемещений - 260 мм/мин. Во второй опорной точке предусмотреть паузу 7 с.
Вариант 29
Перечислите необходимые свойства, которыми должна обладать МТС высокого уровня с высокоразвитыми информационными подсистемами. Характеристика автоматической линии с гибкой транспортной связью. Пневмогидравлический и гидропневматический приводы роботов. Их особенности, достоинства и недостатки. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе вертикально-фрезерного станка с ЧПУ мод 6Р13Ф3 при фрезеровании концевой фрезой прямоугольной заготовки со сторонами 240 и 180 мм с подачей 78 мм/мин. Скорость холостых ходов - 320 мм/мин.
Вариант 30
Схваты роботов. Их классификация. Приведите энергоматериальные характеристики МТС. Из каких подсистем может состоять информационная технологическая система. Рассчитайте и закодируйте управляющую программу для МТС на базе токарного станка с ЧПУ мод 16К20Ф3, если траектория перемещения вершины проходного резца с подачей 12 мм/мин представляет собой равнобедренный треугольник с основанием 160 мм и высотой 80 мм. Скорость холостых ходов 300 мм/мин.
