Н. А. Назарбаева народу Казахстана
жүктеу/скачать 35,33 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Кешенді автоматтандыру және тауарлы магний өндірісінің роботтандыру Түйіндеме.
- Complex automation and robotization of production of commodity magnesium Summary.
- Шоланов К.С.
- Рисунок 2
- Research motor reaction intelligent robots with parallel structure Summary.
- Секция 4 Нанотехнологии и технологии производства новых материалов с заданными свойствами
- ИЗОТЕРМИЧЕСКАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ И РАСТВОРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ В ВЯЗКОЙ СРЕДЕ Аннотация.
Рисунок 2. Граф определяющий структуру технологических процессов и операций производства товарного магния ТП 1
ТП 2 ТП 3 ТО 1 ТО 2 К ТО 3
Н АР
ЦР АР
ЦР АР
ЦР М У У ПР
У ПР
К Рисунок 3. Граф задающий возможные варианты комплексной автоматизации и роботизации технологических процессов и операций производства товарного магния
473 различные варианты устройств и механизмов с закрепленными лопатками для снятия окисной пленки. В ряде работ, предложено применение роботов, с закрепленными лопатками, в качестве специальной оснастки [3]. Принципиальным решением проблемы является разливка металла в изложницы в безвоздушном пространстве, например под зонтом инертного газа, в частности аргона. Одним из перспективных направлений решения проблемы снятия оксидной пленки с поверхности магниевого расплава является применение манипуляционных роботов. Это связано со следующими факторами. Магний разливается в непрерывно движущиеся изложницы. Уровень залитого в изложницы металла изменяется, вследствие износа цепи и валов изложниц конвейера. Это приводит к тому, что часть степеней подвижности робота должна сопровождать движущуюся изложницу с заданной точностью, а за счет других степеней подвижности необходимо снять оксидную пленку с поверхности магниевого расплава. Необходимо выбрать величину погружения лопаток в жидкий металл таким образом, чтобы компенсировать изменения уровня металла в изложницах. Слишком большое погружение лопаток приводит к образованию волн на поверхности разлитого металла, что может привести к волнообразной поверхности чушки, а это может привести к неустойчивости чушки в штабеле. При малом погружении лопаток с поверхности металла залитого в некоторые изложницы оксидная пленка будет снята не полностью, а это недопустимо. Подсистема управления таким роботом, является программно-управляемым устройством, управляющая манипуляционным роботом по заданной программе, которая может изменяться от изложницы к изложнице. Штабелирование магниевых чушек в пакеты, производится с применением различных вариантов устройств, механизмов и манипуляторов. Подсистема управления, которой также является программно-управляемым устройством выбранного механизма, устройства или робота. Для комплексной автоматизации и роботизации производства товарного магния предлагается для выполнения технологической операции снятия оксидной пленки с поверхности магниевого расплава применить промышленный робот, переброса струи металла применить устройство для переброса струи, а для штабелирования магниевых чушек в пакеты применить устройство штабелирования магниевых чушек. Применения для управления комплексно автоматизированной и роботизированной системы производства товарного магния вычислительной машины, требует в качестве регуляторов применение цифровых регуляторов. На основе вышеизложенного, структуру системы управления комплексно автоматизированной и роботизированной системы производства товарного магния, можно представить в виде двухуровневой системы, состоящую из нижнего и верхнего уровней управления (рисунок 4). При этом на каждом уровне управления решаются свои задачи.
товарного магния Система управления литейного конвейера Подсистема управления привода конвейера Подсистема управления устройства наклона тигля Подсистема управления температурой изложниц Подсистема управления устройства переброса струи металла Подсистема управления робота для съема окисной пленки
Нижний уровень Подсистема управления устройством штабилирования чушек металла
474 На верхнем уровне решаются следующие задачи управления: - в зависимости от температуры окружающей среды задание программы подготовки конвейера к запуску; - на основе анализа требуемой производительности труда определение скорости движения конвейерной ленты; - на основе значений скорости движения конвейера, угла наклона тигля, определение скорости наклона тигля; - в зависимости от скорости движения конвейера задание интервалов управления процессом переброса струи металла; - в зависимости от скорости движения конвейера, задание интервалов управления процессом снятия оксидной пленки с поверхности магниевого расплава; - в зависимости от скорости движения конвейера, задание интервалов управления процессом штабелирования магниевых чушек; - согласованное управление подсистем литейного конвейера; - расчет экономических показателей работы литейного конвейера, который включает учет затрат электрической энергии на привода конвейера и устройства наклона тигля, природного газа на разогрев изложниц, воды на охлаждение изложниц, расхода металла, количества чушек и штабелей, времени работы конвейера, и т.п. Нижний уровень формируется из следующих подсистем: подсистема управления привода конвейера, подсистема управления устройства наклона тигля, подсистема управления температурой изложниц, подсистема управления устройства переброса струи металла, подсистема управления робота для съема окисной пленки. Комплексное решение проблемы автоматизации и роботизации производства принесет значительный социальный эффект из-за сокращения доли ручного труда и экономический эффект за счет более эффективного управления процессом производства товарного магния.
ЛИТЕРАТУРА 1. Вяткин И.М., Кечин В.А., Мушков С.В. Рафинирование и литье первичного магния. М.: Металлургия, 1974.
2. Байбатшаев М.Ш., Исембергенов Н.Т., Курмашев Н.М., Бейсембаев А.А. Манипулятор для переброса струи металла в изложницы на литейном конвейере.//Механизация и автоматизация производства, N6, М.: Машиностроение, 1988.- с. 7-8. 3. Байбатшаев М.Ш., Бейсембаев А.А., Курмашев Н.М. РТК для разливки жидкого магния.//Механизация и автоматизация производства. N12, М.: Машиностроение, 1988.- с. 4-5.
REFERENCES 1. Vyatkin I.L. Kechin V.A. Mushkov S. V. Rafinirovanie I lite pervichnogo magniya. М.: Metallurgiya, 1974. 2. Baybatshayev M.Sh., Isembergenov N.T., Kurmashev N.M., Beysembayev A.A. Manipulyator dlya perebrosa strui metalla v izlozhnitsy na liteinom konveiere. //Mehanizatsia i avtomatizatsia proizvodstva. №6, М.: Mashinostroenie, 1988. – s. 7-8. 3. Baybatshayev M.Sh., Beysembayev A.A., Kurmashev N.M. RTK dlya razlivki zhidkogo magniya. //Mehanizatsia i avtomatizatsia proizvodstva. N12, М.: Mashinostroenie, 1988. – s. 4-5.
Байбатшаев М.Ш., Бейсембаев А.А., Асембай А.Ә., Ербосынова М.С. Кешенді автоматтандыру және тауарлы магний өндірісінің роботтандыру Түйіндеме. Жұмыста кешенді автоматтандырудың және технологиялық үрдістің және тауарлы магния өндірісінің операцияларын роботтандыру мәселері қарастырылған. Құю өндірісінің технологиясының сараптамасы жасалған, автоматтандырудың және роботтандыру нысандары айқындалған. Тауарлы магния өндірісімен басқару жүйесінің екідеңгейлі құрылымы әзірленген. Түйін сөздер. Тауарлы магния өндірісі, құю конвейері, технологиялық үрдістер және тауарлы магния өндірісінің операциялары, тауарлы магния өндірісі басқармасының екідеңгейлі жүйесі.
Baybatshaev M.Sh., Beysembaev A.A., Asembay A.A., Yerbossynova M.S. Complex automation and robotization of production of commodity magnesium Summary. In work questions of complex automation and robotization of technological processes and operations of production of commodity magnesium are considered. The analysis of technology of foundry production is carried out, objects of automation and robotization are revealed. The structure of a two-level control system is developed by production of commodity magnesium. Key words. Production of commodity magnesium, foundry conveyor, technological processes and operations of production of commodity magnesium, two-level control system of production of commodity magnesium.
475 УДК 621.865.8(047)
Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева г. Алматы, Республика Казахстан ИССЛЕДОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЬНОЙ РЕАКЦИИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ РОБОТОВ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ СТРУКТУРОЙ
реакции гидравлического привода. Исследование направлено на уменьшение двигательной реакции адаптивной опоры, составленной из робота с параллельной структурой, созданной в КазНТУ имени К.И. Сатпаева. Результаты экспериментальных исследований показали, что реакция двигателя зависит от вязкости масла. Например, при применениигидравлическогомаслаМГ-7 двигательная реакция уменьшилось в 1,9 раза. Ключевые слова: интеллектуальный робот, параллельная структура, двигательная реакция. В настоящее время одной из актуальных задач современной робототехника является создание интеллектуальных роботов, возможности которых превосходят человеческие возможности, которые могут выполнять заданные функции в экстремальных условиях или в условиях, когда функции человека ограниченны. Например, установлено, что человеческая возможность, связанные с двигательной реакцией (время реакции человека) составляет более 200 мсек. Для некоторых роботов обеспечение требуемой двигательной реакции является основной задачей в функциональном отношении. В докладе даны результаты некоторых исследований, направленных на уменьшение двигательной реакции роботов, в которых применяются управляемые электрогидравлические приводы. Эта часть работ, выполненных в рамках мер по повышению двигательной реакции адаптивных опор составленных из роботов с параллельной структурой. При этом под двигательной реакцией понимается, время наиболее быстрого ответа простым и заранее известным движением на внезапно появляющийся, но известный сигнал [1]. Платформенный робот с шестью степенями свободы SHOLKOR(Рис.1)сконструирован и создан в КазНТУ им. К.И. Сатпаева[2,3]. На рисунке 1 представлен этот робот, оснащенный датчиками давления 3, магнитострикционными датчиками перемещения 2, тензометрическими датчиками 1. Исполнительными устройствами данной системы являются нагнетательные 4 и сливные 5 электромагнитные клапана. Гидросистема питается от гидронасоса 6. При этом в управляемых гидравлических приводах использовались односторонние гидроцилиндры. Исполнительные устройства управлялись микропроцессорной системой управления. Платформенный робот может применяться в качестве опоры, реагирующей на нештатные движения основания. Динамические и функциональные возможности робота
зависят от
электрогидравлических приводов, которые изменяют положение верхней платформы относительно нижней.
Рисунок 1 – Платформенный робот SHOLKOR
В адаптивных опорах принято, что давление в надштоковой области гидроприводов должно зависеть от действующей на верхнюю платформу нагрузки. В этом случае платформа будет уравновешена силами, действующими от приводов и внешними нагрузками, включая инерционные силы и моменты. Анализ функциональной возможности адаптивного привода автоматически поддерживать в над штоковой области расчетное давление жидкости проводилась на учебном центре Festo. На рисунке 2показан стенд, имитирующий управление одного гидропривода. Здесьпоказаны гидроцилиндр 1, управляемый клапан2, фильтр 3, насосная станция 4, усилитель 5, контроллер 6.
476 При проведении эксперимента с помощью контроллера 6 задавали давление управляемого клапана 2. Затем вручную перемещали шток гидроцилиндра при этом давление в полости цилиндра оставалось равным заданному значению. Т.е., когда шток сжимал жидкость, она уходила через клапан, который автоматически открывался. В том случае, когда шток расширял полость над плунжером, давление в полости уменьшалось и жидкость нагнеталась от гидростанции через нагнетательный клапан.
Рисунок 2 – Стенд для испытания принципа действия адаптивного привода
Рисунок 3. Cхема электрогидравлического привода
На рисунке 3 изображена схема автоматически управляемого гидропривода установленного между верхней 1 и нижней 2 опорой адаптивного привода. Привод адаптивной опоры состоит из основания 3, верхней платформы 4 и гидроцилиндра 5 одностороннего действия, с поршнем 6 и штоком 7. Между верхней платформой 1 и обьектом установлен тензометрический датчик 8,
измеряющий усилие, действующее на платформу.
Рисунок 4. Стенд для испытания на быстродействие гидропривода
Перемещение штока измеряется с помощью датчика перемещения 9. Гидравлическая система состоит из насосной станции 10, нормально открытого нагнетательного электромагнитного клапана 11 и нормально закрытого сливного электромагнитного клапана 12, резервуара 13. Давление в полости цилиндра определяется с помощью датчика 14, верхняя и нижняя платформы соединены с гидроцилиндром сферическими шарнирами 15. Решение вопроса повышение двигательной реакции робота во многом зависит от быстродействия исполнительных приводов. Для исследования скорости движения штока 7 по отношению к поршню 6 сконструирован стенд, представленный на рисунке.4, где показаны дистанционно управляемый гидроцилиндр 1, шток 2, управляемый гидрораспределитель 3 и концевые электромагнитные датчики 4. 1 2
4 5 6 1 2 3 4
477 На данном стенде изучено влияние вязкости гидравлической жидкости на скорость движения штока.
Известно, что гидравлические масла (рабочие жидкости для гидравлических систем) разделяют на нефтяные, синтетические и водно-гликолевые. По назначению их делят в соответствии с областью применения: - для летательных аппаратов, мобильной наземной, речной и морской техники; - для гидротормозных и амортизаторных устройств различных машин; - для гидроприводов, гидропередач и циркуляционных масляных систем различных агрегатов, машин и механизмов, составляющих оборудование промышленных предприятий. В целях удовлетворения требованиям продиктованным повышением быстродействия гидроприводов, выбранные рабочие жидкости (гидравлические масла) должны обладать определенными характеристиками: - иметь оптимальный уровень вязкости и хорошие вязкостно-температурные свойства в широком диапазоне температур, т.е. высокий индекс вязкости; - отличаться высоким антиокислительным потенциалом, а также термической и химической стабильностью, обеспечивающими длительную бессменную работу жидкости в гидросистеме; - защищать детали гидропривода от коррозии; - обладать хорошей фильтруемостью; - иметь необходимые деаэрирующие, деэмульгирующие и антипенные свойства; - предохранять детали гидросистемы от износа; - быть совместимыми с материалами гидросистемы. Наиболее важным для быстродействия в данном случае являются вязко-температурные свойства и индекс вязкости. В гидравлический бак гидропривода (Рис.4) заливались различные масла, затем запускался привод. С помощью дополнительного электронной схемы в реальном масштабе времени засекался диапазон времени между срабатыванием концевых датчиков. Ввиду того, что ход штока известен, то легко определяется скорость движения штока. Эксперимент показал, что при применении масла МГ-7 двигательная реакция уменьшилась в 1.9 раза. Следовательно, в целях удовлетворения требованиям продиктованным повышением быстродействия гидроприводов, выбранные рабочие жидкости (гидравлические масла) должны обладать определенными характеристиками, важным из которых является вязкость. ЛИТЕРАТУРА 1. Робототехника, прогноз, программирование /Под ред. Г.Г. Малинецкого. - М.: Изд. ЛКИ, 2008. 2. Шоланов К.С.Манипулятор SHOLKORSплатформенного робота. Патент на полезную модель пол.решение от 7.2.2014, №3882. 3. K. SholanovManipulator of a Platform Type Robot SHOLKOR.Advanced Materials Research Vol.950 (2014) pp.321-326, ISBN-13:978-3-03835-117-7. Indexed by Elsevier: SCOPUS and EiCompendex (CPX).
Шоланов К.С. Жасанды интеллекті параллельді роботтын кимыл шапшандылығын зерттеу Түйіндеме. Баяндамада гидрожетектің кимыл шапшандылығын эксперименталды түрде зерттеудіңнәтижесі берілген. Зерттеу жұмыстары Қ.И. Сәтбаев атындағы ҚҰТУ қабырғасында пайда болған бейімді тіректі құратын параллелді роботтын кимыл шапшандылығын кемітуге арналған. Эксперименталды зерттеулер жетектің кимыл шапшандылығы қолданылатын майдын тұтқырлығынан тәуелді екенің білдірді. Яғни МГ-7 гидравликалық майды қоданғанда жетектің кимыл шапшандылығ 1,9 есе өседі.
Sholanov K.S. Research motor reaction intelligent robots with parallel structure Summary. The paper presents the results of experimental studies of the motor response of the hydraulic actuator. The study aims at reduce the adaptive motor reaction of supports consisting of robots with parallel structure created in KazNTU named K.I. Satpaeva. Results to the experimental studies have shown that the motor response on the viscosity of oil, so for example, in the application of hydraulic oil MG-7 motor response decreased by 1.9 times. Keywords: intelligent robot, parallel structure, motor reaction
478 Секция 4 Нанотехнологии и технологии производства новых материалов с заданными свойствами, используемых в электронной и лазерной технике, медицине и других перспективных наукоемких отраслях: отечественный и мировой опыт УДК 541.64: 541.1 Асаубеков М.А., Марисова Д.Д., Дуйсембай Н.С. Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева, Алматы, Республика Казахстан asaubekov43@mail.ru
растворение кристаллизованных полимеров: изотактического полипропилена (ПП), полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) и полиоксиэтилена (ПОЭ) в высоковязких растворителях: вапоре и глицерине, последние значительно замедлили процессы кристаллизации и растворение. Поэтому удалось оптически и электронномикроскопически сфотографировать начальные стадии структурирования полимеров: фибрилл, дендритов, сферолитов и монокристаллов. Исследована кинетика кристаллизации ПОЭ в глицерине и ПП в вапоре. Определен параметр скорости роста сферолитов ПОЭ и ПП – Е Д – энергия активации переноса вещества. Качественными и кинетическими исследованиями доказано, что структурным элементом роста этих надмолекулярных образований является ламель (пластина) толщиной 10 нм. Ключевые слова: кристаллизация и травление полимеров вязким растворителем, ламели, фибриллы, дендриты, сферолиты, механизм структурообразования.
Кристаллизация полимеров протекает настолько быстро и никому еще не удалось сфотографировать начальную стадию роста структур, которые обнаружены еще полвека назад [1-30]. Поэтому целью настоящей работы явилось проведение процессов кристаллизации и травления кристаллизующихся полимеров в высоковязком растворителе – вапоре, который значительно замедляет процессы переноса вещества к растущему кристаллу. (Вязкость вапора при 25 о С 2,5х10 4 спз).
Объектами исследования были: изотактический полипропилен (ПП) с молекулярной массой (М) 120000 и 200000, полиоксиэтилен (ПОЭ) с М=15000 и 200000 и полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) с М=200000, синтезированные методом ионно-координационной полимеризации [2]. Для исследования кристаллизации и растворения ПП, ПЭВП и ПОЭ использовали оптический и электронномикроскопический методы исследования с помощью оптического поляризационного микроскопа МИН-8 и электронного микроскопа JEM-7. В качестве растворителя для исследования структурообразования ПП и ПЭВП в вязких средах были избраны высоковязкий вапор и глицерин, вязкость которых измеряли на ротационном вискозиметре “Rotavisko”. Растворы полимеров в вапоре получали следующим образом: отдельно готовили 1% растворы полимера и вапора в ксилоле. Для гомогенизации системы полимер-вапор эти растворы смешивали при температуре намного выше температуры плавления чистого полимера, где ксилол испарялся. Изотермическая кристаллизация из чистых расплавов полимеров и из их вязких растворов проводилась на нагревательном столике МИН-8 и на электронномикроскопической сетке с угольной подложкой JEM-7. жүктеу/скачать 35,33 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|