641
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Г.Ф. МОРОЗОВА»
МЕХАНИЗМЫ РОБОТОВ И МАНИПУЛЯТОРОВ
Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки
15.03.02 – Технологические машины и оборудование
Воронеж 2016
2
УДК 621.01
Драпалюк, М. В. Механизмы роботов и манипуляторов Текст : методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.03.02 – Технологические машины и оборудование / М. В. Драпалюк, Д. Ю. Дручинин; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж,
2016. – 12 с.
Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № 2 от 26.02.2016 г.)
Рецензент заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ д-р техн. наук, проф. Д.Н. Афоничев
3
ВВЕДЕНИЕ
Одной из активных и эффективных форм подготовки квалифицированного специалиста инженерно-технического профиля является самостоятельная работа студентов.
В этой связи с учетом специфики учебных дисциплин по направлению подготовки 15.03.02 предлагается вынести на самостоятельное изучение ряд вопросов, указанных в настоящих методических указаниях, и тесно связанных со смежными или базовыми учебными дисциплинами.
Для качественного и осмысленного изучения материала указанных тем следует строго соблюдать и выполнять комплекс следующих организационнометодических требований и правил:
-тщательно изучить и уяснить план темы занятий;
-выбрать из рекомендуемого списка литературы при помощи преподавателя минимум один основной и один дополнительный источник информации;
-изучить в соответствии с планом лекции конкретные вопросы, критически и творчески оценив их сущность, практичность и перспективность;
-ответить на конкретные контрольные вопросы, указанные к теме;
-сделать выводы и представить свои собственные предложения по практическому применению изученного материала.
Реализация предложенных организационно-методических форм самостоятельной работы и ее действенный контроль позволит активизировать учебный процесс и повысить качество освоения компетенций, определенных Федеральным государственным образовательным стандартом.
4
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗУЧАЕМОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
Целью изучения дисциплины «Механизмы роботов и манипуляторов», относящейся к циклу обязательных дисциплин вариативной части учебного плана, является изучение общей теории и основ проектирования робототехнических систем и манипуляторов, а также их применения на предприятиях лесного комплекса.
Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
-ознакомление со структурой основных механизмов роботов и манипуляторов, их кинематическими и динамическими характеристиками.
-изучение методов определения параметров механизмов роботов и манипуляторов, методик их проектирования и эксплуатации на предприятиях лесного комплекса.
Таблица 1 Объем дисциплины и виды учебной работы по дисциплине
«Механизмы роботов и манипуляторов»
|
Трудоемкость |
Семестр |
|
Виды учебной работы |
Всего |
В зачетных |
V |
|
часов |
единицах |
|
|
|
||
Общая трудоемкость дисциплины |
72 |
2 |
72 |
|
|
|
|
Аудиторные занятия |
36 |
1 |
36 |
|
|
|
|
Лекции (Л) |
18 |
0,5 |
18 |
|
|
|
|
Практические занятия (ПЗ) |
18 |
0,5 |
18 |
|
|
|
|
Лабораторные работы (ЛР) |
- |
- |
- |
|
|
|
|
Семинары (С) |
- |
- |
- |
|
|
|
|
Занятия, проводимые в интерактивной |
10 |
0,28 |
10 |
форме (10 % от аудиторных по ФГОС ВО) |
|
|
|
|
|
|
|
Другие виды аудиторных занятий (Д) |
- |
- |
- |
|
|
|
|
Самостоятельная работа (Сам) |
36 |
1 |
36 |
|
|
|
|
Контроль самостоятельной работы (КСР) |
- |
- |
- |
|
|
|
|
Курсовая проект (работа) |
- |
- |
- |
|
|
|
|
Расчетно-графические работы |
- |
- |
- |
|
|
|
|
Реферат |
- |
- |
- |
|
|
|
|
Другие виды самостоятельной работы |
- |
- |
- |
|
|
|
|
Вид итогового контроля (зачет, экзамен) |
- |
- |
зачет |
|
|
|
|
5
Объем дисциплины и виды учебной работы по дисциплине «Механизмы роботов и манипуляторов» (ускоренная форма подготовки)
|
Трудоемкость |
Семестр |
|
Виды учебной работы |
Всего |
В зачетных |
IV |
|
часов |
единицах |
|
|
|
||
Общая трудоемкость дисциплины |
72 |
2 |
72 |
Аудиторные занятия |
36 |
1 |
36 |
Лекции (Л) |
18 |
0,5 |
18 |
Практические занятия (ПЗ) |
18 |
0,5 |
18 |
Лабораторные работы (ЛР) |
- |
- |
- |
|
|
||
Семинары (С) |
- |
- |
- |
|
|
||
Занятия, проводимые в интерактивной |
10 |
0,28 |
10 |
форме (10 % от аудиторных по ФГОС ВО) |
|
|
|
Другие виды аудиторных занятий (Д) |
- |
- |
- |
|
|
||
Самостоятельная работа (Сам) |
36 |
1 |
36 |
Контроль самостоятельной работы (КСР) |
|
|
|
Курсовая проект (работа) |
- |
- |
- |
|
|||
Расчетно-графические работы |
- |
- |
- |
|
|||
Реферат |
- |
- |
- |
|
|||
Другие виды самостоятельной работы |
- |
- |
- |
|
|||
Вид итогового контроля (зачет, экзамен) |
- |
- |
зачет |
6
ТЕМЫ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «МЕХАНИЗМЫ РОБОТОВ И МАНИПУЛЯТОРОВ»
Тема 1. Краткие исторические сведения о развитии и современном состоянии робототехники. Типы и область применения манипуляторов.
План.
1.Возникновение современной робототехники.
2.Создание интеллектуальных роботов.
3.Развитие отечественной робототехники.
4.Современный технический уровень погрузочно-разгрузочных манипу-
ляторов.
5.Технологические требования к робототехническим системам, используемым в лесном комплексе.
Литература: основная [1], дополнительная [2, 3, 4, 5, 6].
Контрольные вопросы
1.Современные предшественники роботов.
2.Что называется интеллектуальным роботом?
3.Основные тенденции развития робототехники.
4.Этапы развития отечественной робототехники.
5.Параметры оценки современного технического уровня погрузочноразгрузочных машин.
6.Особенности функционирования робототехнических систем в лесном комплексе.
7.Основные требования к робототехническим системам лесного ком-
плекса.
Тема 2. Приводы промышленных роботов и манипуляторов.
План.
1.Гидроприводы постоянной производительности и с постоянным давлением в системе.
2.Энергетические и статические характеристики приводов.
7
3.Комбинированные приводы.
4.Шаговые электродвигатели.
Литература: основная [1], дополнительная [1, 2, 4].
Контрольные вопросы 1. Основные схемы гидропривода, используемые в промышленных робо-
тах.
2.Методика расчета основных параметров гидропривода дроссельного регулирования.
3.Особенности функционирования цикловых приводов с цикловым позиционным управлением.
4.Пневматические дроссели.
5.Принцип работы комбинированных приводов.
6.Принцип действия шагового двигателя.
Тема 3. Воспринимающие устройства. Системы автоматического управления роботами.
План.
1.Устройства для измерения и контроля параметров внутреннего состояния систем и механизмов роботов.
2.Сенсорные устройства для контроля некоторых специфических параметров объектов манипуляции в лесном комплексе.
3.Числовые системы управления роботами.
Литература: основная [1], дополнительная [4].
Контрольные вопросы
1.Аналоговые и дискретные воспринимающие устройства информации.
2.Методика выбора датчиков для роботов.
3.Требования, предъявляемые к специальным сенсорным устройствам для лесного комплекса.
4.Виды и принцип функционирования сенсорных устройств, используемых в лесном комплексе.
8
5. Принцип функционирования числовой системы управления промышленным роботом.
Тема 4. Общепромышленные роботы.
План.
1.Промышленные роботы для обслуживания технического оборудования.
2.Транспортные и складские роботы.
3.Робототехнические комплексы для окраски и сборки изделий.
4.Отечественный и зарубежный опыт применения промышленных роботов и роботизированных технологических комплексов.
Литература: основная [1], дополнительная [4].
Контрольные вопросы
1.Специфика использования промышленных роботов в лесной и деревообрабатывающей промышленности.
2.Роботы различного класса грузоподъемности для лесной и деревообрабатывающей промышленности.
3.Виды и принцип действия транспортных и складских роботов для лесной и деревообрабатывающей промышленности.
4.Промышленные роботы для окраски и сборки изделий.
5.Преимущества использования роботов и роботизированных технологических комплексов в промышленности.
Тема 5. Применение средств робототехники в промышленности.
План.
1.Классификация технологических комплексов с применением роботов.
2.Компоновка технологических комплексов с роботами.
3.Управление технологическими комплексами.
4.Особенности роботизации технологических комплексов в действующих производствах.
5.Гибкие производственные системы.
Литература: основная [1], дополнительная [4].
9
Контрольные вопросы
1.Признаки, положенные в основу классификации технологических комплексов с применением роботов.
2.Классификационные признаки технологических комплексов с применением роботов.
3.Описание компоновочных схем робототехнических промышленных комплексов.
4.Уровни управления робототехническими технологическими комплек-
сами.
5.Трудности при решении задачи роботизации технологических комплексов и пути их решения.
6.Что такое гибкие производственные системы?
7.Преимущества использования гибкой автоматизации в промышленно-
сти.
8.Принципы построения гибких производственных систем.
Тема 6. Роботы, манипуляторы и робототехнические комплексы лесной промышленности и деревообрабатывающего производства.
План.
1. Роботы и робототехнические комплексы для валки и транспортировки
леса.
2.Роботы, манипуляторы и робототехнические комплексы для выполнения операций очистки деревьев от сучьев, раскряжевки хлыстов, сортировки и учета круглых лесоматериалов.
3.Роботы и робототехнические комплексы лесопильнодеревообрабатывающих производств.
Литература: основная [1], дополнительная [4].
Контрольные вопросы.
1.Конструктивное исполнение и описание работы роботов и робототехнических комплексов для валки и транспортировки леса.
2.Конструктивное исполнение и описание работы роботов и робототехнических комплексов для выполнения операций очистки деревьев от сучьев,
10
раскряжевки, сортировки и учета круглых лесоматериалов.
3. Конструктивное исполнение и описание работы роботов и робототехнических комплексов лесопильно-деревообрабатывающих производств.