CC BY
4
3. http://dom.lenta.ru/news/2017/05/02/renovation/?utm_source=from_lenta 64.011.56
Биккинин Д.М. студент 4 курса факультет «Очный» ФГБОУ ВО «Кузбасский государственный технический
университет им. Т. Ф. Горбачева» филиал в г. Прокопьевске Россия, г. Прокопьевск Клевакин М.А. студент магистратуры 2 курса факультет «Инфокоммуникационных технологий и систем связи» Уральский технический институт связи и информатики
филиал в г. Екатеринбурге ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики» (УрТИСИ СибГУТИ)
Россия, г. Екатеринбург РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА УСТАНОВКИ И ЗАКРЕПЛЕНИЯ ОГОЛОВКА ВЕРХНЕГО И ТРУБЫ-ОБОЛОЧКИ Аннотация:
В статье рассмотрен вариант автоматизированного участка для выполнения технологического процесса установки и закрепления оголовка верхнего и трубы-оболочки.
Ключевые слова: автоматизация, манипулятор, тепловыделяющая сборка.
Bikkinin D.M. student
4th year, faculty «Full-time» Gorbachev T.F. Kuzbass State Technical University (branch in
Prokopyevsk) Russia, Prokopyevsk Klevakin M.A. graduate student
2nd year, faculty of Infocommunications, computer science and
management
Ural Technical Institute of Communications and Computer Science (branch) of the FSBEE of HE «Siberian State University of Telecommunications and Computer Science» (UrTICCS SibSUTCS) in
Yekaterinburg, Russia Russia, Yekaterinburg
ROBOTICS COMPLEX FOR TECHNOLOGICAL PROCESS OF INSTALLING AND FIXING THE UPPER-END PIECE ON TO THE
COVERING TUBE
Abstract:
The article reviews the option of the assembly cell for installing and fixing the upper-end piece on to the covering-tube.
Keywords: automation, manipulator, fuel assembly.
Введение
Автоматизация технологических процессов является одним из ключевых звеньев в общей системе функционирования и развития любого современного машиностроительного предприятия. Внедрение робототехнических комплексов приводит к повышению эффективности и качества изготавливаемой продукции, сокращению времени производства, снижению затрат, существенному ограничению численности инженерно-технического персонала. Другим значимым фактором, стимулирующим применение робототехнических комплексов автоматизации процесса сборки ТВС, является снижение вредного воздействия на человека в процессе производства.
1 Техническое решение
1.1 Основные схемы
Рассматриваемое техническое решение включает в себя:
- модуль транспорта (конвейеры ленточные [1], подъёмник пневматический и питатель револьверного типа);
- модуль манипулирования (роботы компании FANUC [2,3] со специальными захватами);
- модуль основных технологических операций (портал операционный, на подвижной платформе которого установлены сварочные горелки, дефектоскоп ультразвуковой, индикатор биений цифровой);
- модуль контроля (контроллер R30iB [4], набор датчиков);
- модуль поддержки (баллоны с аргоном, инвертор и блок охлаждения сварочного аппарата).
Модель рабочего участка приведена на рисунке 1.
Структурная схема рабочего участка показана на рисунке 2.
Схема расположения сборочных единиц и оборудования робототехническогокомплекса приведена на рисунке 3.
Рисунок 1 -Модель рабочего участка
Рисунок 2- Структурная схема участка
1.2
1
Рисунок 3 Схема расположения сборочных единиц робототехнического комплекса Список основных сборочных единиц и их характеристики
Подъёмник пневматический:
- предназначен для приёма трубы-оболочки и подачи трубы с уже приваренным оголовком в специально спроектированной шахте. Изделие состоит из пневмоцилиндра и воронки с приёмником под геометрию торца трубы. Модель изделия показана на рисунке 4.
Основные характеристики:
- грузоподъёмность - до 100 кг;
- длина телескопического штока - до 1800 мм;
- набор датчиков: датчик барьерный оптический.
2 Захват двойной:
- предназначен для перемещения трубы в рабочей зоне процесса. Состоит из двух соединённых конструкционным профилем захватов компании Schunk со специально спроектированными под геометрию трубы губками. Модель захвата двойного приведена на рисунке 5.
Основные характеристики:
- усилие захвата: до 900 Нм на 1 ед.;
- грузоподъёмность: до 17 кг на 1 захват.
Рисунок 4 - Модель Рисунок 5 - Модель захвата
подъёмника пневматического двойного
3 Захват одиночный:
- предназначен для перемещения оголовка верхнего в рабочей зоне и поддержания трубы оболочки во время процесса её установки в портал операционный.Снабжён специально спроектированными универсальными губками для выполнения вышеназванных операций. Модель захвата одиночного приведена на рисунке 6.
Основные характеристики:
- усилие захвата: до 390 Нм;
- грузоподъёмность: до 5 кг.
4 Питатель револьверный (револьверного типа):
- предназначен для подачи оголовков в рабочую зону процесса. На поверхности подвижной платформы имеются специально спроектированные под геометрию нижней части оголовка пазы, вращение платформы
осуществляется посредством мотора-редуктора с сервоприводом. Модель питателя револьверного приведена на рисунке 7. Основные характеристики:
- Скорость вращения: 4 об/мин;
- Грузоподъёмность: до 100 кг;
- Набор датчиков: датчик нулевого положения.
Рисунок 6 - Модель захвата Рисунок 7 - Модель питателя
одиночного револьверного
5 Портал операционный:
- предназначен для закрепления трубы в рабочем положении при помощи специально спроектированных губок и выполнения основных технологических процессов, а именно: сварки трубыи оголовка, проверки качества сварного шва (при помощи дефектоскопа) и биения оголовка (при помощи цифрового индикатора часового типа). Для подъезда рабочих инструментов к объектам обработки используется платформа с реечной передачей, управляемая высокоточным сервоприводом; для фиксации положения трубы губками - пневмопривод; для управления основной операционной платформой - мотор-редуктор с сервоприводом компании SewEurodrive. Модель портала операционного приведена на рисунке 8.
Основные характеристики:
- скорость вращения: 4 об/мин;
- усилие захвата: до 500 Нм.
- набор датчиков: лазерный дальномер.
6 Конвейер ленточный:
- предназначен для перемещения трубы на входе и передачискреплённых трубы и оголовка на следующий технологический процесс. Модель конвейера ленточного показана на рисунке 9.
Основные характеристики:
- длина ленты: 10000 мм;
- ширина ленты: 400 мм;
- высота: 1000 мм;
- скорость перемещения ленты: до 500 мм/сек;
- грузоподъёмность: до 250 кг.
- набор датчиков:датчик барьерный оптический (пара на входе конвейера и пара на выходе).
Расчёты усилия захватов были выполнены по литературе [5].
Рисунок 8 - Модель портала операционного
Рисунок 9 - Конвейер
ленточный
1.3 Основные функционально-организационные сведения
В робототехническом комплексе (далее РТК) выделены следующие функциональные подсистемы:
- подсистема монтажа, предназначенная для ориентирования относительно друг друга и соединения деталей поверхностями, подлежащими сварке;
- подсистема сварки, предназначенная для выполнения сварки ориентированных и соединённых деталей;
- подсистема контроля качества, предназначенная для обеспечения требуемого уровня качества выполняемых операций по монтажу и сварке деталей, а также отслеживания и контроля показателя производственного брака.
Для взаимодействия подсистем на транспортно-сетевом уровне используется протокол TCP/IP.
Для организации доступа персонала к отчётам о событиях в РТК используется протокол презентационного уровня HTTP и его расширение HTTPS.
РТК поддерживает следующие режимы функционирования:
- основной режим, в котором подсистемы РТК выполняют все свои основные функции;
- профилактический режим, в котором одна или все подсистемы РТК не выполняют своих функций.
В основном режиме функционирования РТК должна обеспечивать:
- работу пользователей в режиме - 24 часа в день, 7 дней в неделю;
- выполнение своих функций - работы по монтажу, сварке оголовка верхнего и трубы-оболочки, а также отслеживание и контроль ошибок во время производства.
В профилактическом режиме для обеспечения высокой надёжности РТК должны быть проведены мероприятия по проверке соответствия работы контрольно-измерительных приборов соответствующим государственным стандартам (например, детектора биений).
Обязательно ведение журналов инцидентов в электронной форме, а также графиков и журналов проведения ППР. Для всех технических компонентов необходимо обеспечить регулярный и постоянный контроль состояния и техническое обслуживание.
Для обеспечения контроля работы РТК необходимо наличие следующих ответственных лиц:
- руководитель подразделения;
- инженер-наладчик.
Данные ответственные лица должны выполнять следующие функциональные обязанности:
- руководитель подразделения - на всем протяжении функционирования РТК обеспечивать общее руководство группой сопровождения;
- инженер-наладчик - проведение обслуживания и поддержания в работоспособном состоянии РТК.
К квалификации персонала, эксплуатирующего РТК, предъявляются следующие требования:
1. Руководитель подразделения:
- стаж работы на руководящих должностях в соответствующей профилю предприятия отрасли не менее 5 лет;
- высшее профессиональное (техническое или инженерно-экономическое) образование.
2. Инженер-наладчик:
- умение программировать промышленных роботов FANUC;
- высшее профессиональное (техническое или инженерно-экономическое) образование.
- стаж работы на инженерных должностях в соответствующей профилю предприятия отрасли не менее 5 лет;
- знание особенностей используемых в производстве изделий манипуляторов, сварочного оборудования, захватных устройств и приборов контроля качества.
Режим работы инженеров-наладчиков, работающих с РТК: трёхсменный, поочерёдно.
Расчёт экономической эффективности внедрения проекта показал, что для его запуска потребуются инвестиции в размере порядка 14 млн рублей, а срок окупаемости окажется около 60 месяцев.
Вывод
Как видно из описанного выше варианта автоматизированного участка, создание систем, в которых необходимость присутствия человека на опасном производстве сводится к минимуму (или вовсе к нулю), является задачей вполне осуществимой уже с достигнутым сегодня уровнем развития робототехники и приборостроения.
Использованные источники:
1. Ленточные конвейеры плоские и v-образного типа - Эл.текст. дан. -Режим доступа: http://isilos.ru/lentochnye-konvejery.php.
2. DatasheetR-1000iA-100F - Эл.текст. дан. - Режим доступа: http://www.fanuc.eu7~/media/files/pdf/products/robots/robots-datasheets/datasheet%20r-1000ia-100f.pdf?la=en.
3 . DatasheetM-710iC/20L - Эл.текст. дан. - Режим доступа:
http://www.faшc.eu/~/media/Шes/pdf/products/robots/robots-
datasheets/datasheet%20m-710ic-20l.pdf?la=en.
4. FANUCR-30iBrobotcontroller - Эл.текст. дан. - Режим доступа: http://www.fanuc.eu/at/en/robots/accessories/robot-controller-and-connectivity.
5. Отений Я. Н., Ольштынский П. В. ВЫБОР И РАСЧЕТ ЗАХВАТНЫХУСТРОЙСТВ ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ: Учебное пособие/ ВолгГТУ, Волгоград, 2000. - 64 с.
УДК 004.65
Боева Н.В. студент 1 курса Боев П.П. студент 1 курса
факультет «Информационные системы и технологии» ФГБОУ ВО Поволжский государственный университет
телекоммуникаций и информатики
России, г. Самара БАЗЫ ДАННЫХ И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ. МОДЕЛИ БАЗ ДАННЫХ. СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОСОБЕННОСТИ. РЕЛЯЦИОННЫЕ МОДЕЛИ
БАЗ ДАННЫХ
Аннотация: данная статья посвящена базам данных. Рассмотрены системы управления базами данных и модели баз данных. Приведены сравнительные характеристики баз данных. Изучены реляционные модели баз данных.
Ключевые слова: база данных, система управления базами данных, модель, данные, таблицы, модели, реляционная, объект.
