|
w
Рис. 2. Схема манипулятора с тремя степенями свободы:
1 — схват; 2 — кисть; 3 — рука; 4 — стол
подаче управляющих сигналов и данных на контроллер автоматизированной системы. Контроллер преобразует полученную информацию в управляющие сигналы и подает их на моторы (двигатели) манипуляторов. Датчики через определенное время отправляют на контроллер собранную информацию по позицинированию и операциям перемещения модулей или микромодулей, которую при необходимости контроллер раскодирует и отправит на персональный компьютер. Передача информации осуществляется при помощи одного из способов дистанционной связи.
Для дистанционного контроля процессами применен интерфейс управления роботом-манипулятором. Этот интерфейс дает возможность удаленно включать и выключать определенного робота в системе, а также просматривать и контролировать этап и состояние выполнения операций обслуживания.
ледующей задачей при автоматизации процессов обслуживания локомотивов является обеспечение транспортирования модулей и микромодулей на позиции размещения роботов-манипуляторов и последующее их упорядоченное накопление на рабочих позициях. На других логистических позициях накапливают использованные модули с последующей их укладкой в базовые контейнеры и отправкой в Сервис-модульные центры (СМЦ).
Вспомогательные логистические системы, призванные обеспечить выполнение этих задач, являются системами транспортного и загрузочного назначения.
В нашем случае автоматизация логистических систем и систем транспортирования преследует следующие цели:
сокращение продолжительности выполнения операций транспортирования и распределение потоков модулей и микромодулей;
обеспечение оптимального использования технологических средств и оборудования РСМТ;
2
четкое взаимодействие и быстрая связь РСМТ и СМЦ.
Рука робота-манипулятора используется для перемещения и позиционирования охвата относительно внешних запоров микромодуля или общего модуля, находящихся на внешнем контуре кузова локомотива. Эта часть робота состоит из трех осей. Все движения руки осуществляются в следующей последовательности: медленный пуск, быстрое движение и мягкий медленный останов. На данных позициях можно применять наиболее простые декартовы роботы-манипуляторы, имеющие только линейные соединения с возможностью поступательного перемещения вдоль трех осей х, у, z. Все подвижные звенья манипулятора снабжены электроприводами, тормозными устройствами и датчиками обратной связи по положению.
Манипулятор, работающий в прямоугольной системе координат, представляет собой устройство, установленное в каретке, которая перемещается на направляющих под или над зонами обслуживания оборудования. Рука такого манипулятора может опускаться вниз, перемещаться относительно каретки в поперечном направлении и вместе с кареткой вдоль направляющих. Так выполнены роботы японских фирм «Fuji Electric» и «Morita».
На рис. 2 показана схема манипулятора с тремя степенями свободы. Рука 3 с кистью 2 имеет три степени свободы, перемещаясь в подвижной системе прямоугольных координат, связанной со столом 4. Четвертым независимым движением является движение схвата. При осуществлении любых перемещений груз, удерживаемый схватом 1, не меняет своей ориентации в пространстве, поэтому конструкция обеспечивает прямолинейное движение модуля или микромодуля при установке в корпус локомотива.
Для более точного позиционирования при перемещении модуля (микромодуля) требуется повышенная точность выполнения движения с применением схватов, обеспечивающих некоторую угловую свободу перемещения по одной или двум координатам. При работе с тяжелыми и объемными грузами применяют схваты, центр масс груза которых расположен недалеко от места, за которое удерживается деталь, чем уменьшается возможность качания груза во время его переноса.
Функционально схват должен быть приспособлен к нахождению, стыковке и переносу груза на значительное расстояние. Для первых двух операций необходимо соосно установить два сопрягаемых элемента (ключа и замка) путем сообщения ключа на схва-те колебательного (прицельного) движения с ответной частью (замком) в корпусе модуля или микромодуля, являющихся в данном случае грузами. При совмещении стыковочных узлов колебания прекращаются, что служит сигналом для запирания замка схвата, разблокирования узлов крепления модуля или соответствующего микромодуля с базовыми элементами локомотива. Рекомендуется использование автоматических захватов, не требующих операций стыковки.
На рис. 3 показаны наружные запорные элементы силового модуля GTW+ компании «Stadler», входящего в состав нового
Рис. 3. Наружные запорные элементы силового модуля GTW+ компании «Stadler» на дизель-поезде ДП-М
дизель-поезда ДП-М производства ОАО «Метровагонмаш». После открытия дверцы имеется возможность удобного и быстрого доступа ко всем элементам внутри силового модуля.
Последующее приложение усилия схвата приводит к выемке модуля или микромодуля и взаимному запиранию БРС всех гидро- и пневмомагистралей. Затем груз переносится и вкладывается в соответствующую логистическую ячейку базы приема. В реальном процессе эксплуатации роботов приходится создавать различные конструкции схватов, всякий раз заботясь о наибольшей приспособленности его к грузу.
егодня во всем мире предпочтение отдается полностью автоматизированным технологическим линиям со встроенными транспортными и погрузочно-разгрузочны-ми устройствами, являющимися мономашинами.
Применение роботов-манипуляторов требует изменения методов технологического проектирования и подготовки производства, новых методов организации труда, нового подхода к сервисному обслуживанию и ремонту юнит-модульных локомотивов. Желательно применять роботы-манипуляторы и логистические системы с повышенной надежностью (до 1500 — 2000
ч наработки на отказ).
Библиография
1. Михальчук Н.Л. Перспективы развития сервисного обслуживания локомотивов. Материалы Первой международной научно-практической конференции. // М.: МИИТ, 2014. — С. 11 — 17.
2. Ицкович Э.Л. Классификация микропроцессорных программно-технических комплексов // «Промышленные АСУ и контроллеры», №10, 1999.
профессор МИИТа