Разработка контрольно-сортировочного автомата

Актуальность

Современный экономический рост характеризуется ведущим значением научно-технического прогресса и интеллектуализацией основных факторов производства. Важной особенностью современного экономического роста стал переход к непрерывному инновационному процессу в практике управления.

Автоматизация производственных процессов остаётся генеральной линией развития и модернизации в сфере промышленного производства на протяжении многих десятилетий.

Понятие «автоматизация» предполагает, что машинам, приборам и станкам помимо собственно производственной функции передаются функции управления и контроля, которые до этого выполнялись человеком. Автоматизированные системы управления технологическими процессами освобождают человека от функций контроля и управления.

 В современных экономических условиях на передовых позициях оказываются предприятия, которые гибко реагируют на изменяющиеся условия, могут выпускать разнообразную номенклатуру, быстро наладить выпуск продукции по новым стандартам, точно исполнить сроки и объёмы заказов, при этом предлагая конкурентную цену и сохраняя качество на высоком уровне. Без современных средств и систем автоматизации производства соответствовать данным требованиям практически невозможно.

Цель

Разработать контрольно-сортировочный автомат крупногабаритных цилиндрических изделий (в дальнейшем – КСА).

Задачи

1. Разработать схему КСА.
2. Разработать электрическую и пневматическую схемы соответствующих узлов автомата.
3. Подобрать соответствующие элементы электрических и пневматических схем, отвечающих задачам КСА.
4. Собрать и проанализировать работу КСА.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Шестигранные и рожковые ключи
• Ножовки, напильники, надфили и т. д.
• Токарный, сверлильный и фрезерный станки
• Измерительный стол и транспортёр
• Двигатели, электрические логические переключатели и пневмоавтоматика
• Реле SIEMENS LOGO 8
• Датчик измерения
• Плата Arduino для автоматизации управления
• Персональный компьютер с установленным ПО

Описание

Контрольно-сортировочный автомат крупногабаритных цилиндрических изделий (далее – КСА) должен осуществлять замер, контроль, разбраковку, обеспечивая высокое качество измерений, быстродействие и безотказность работы. Работа над устройством состояла из нескольких этапов.

На первом этапе автор разработал схему модели контрольно-сортировочного автомата, состоящую из схем трёх основных узлов: загрузочного, транспортирующего, контрольного и сортировочного. В процессе разработки ряд деталей автомата был спроектирован в среде Autodesk Fusion360 и изготовлен в школьной лаборатории FabLab 1502.

Далее автор разработал электрические и пневматические схемы. В систему были включены исполнительные электрические логические переключатели и пневмоавтоматика с электропневматическим управлением. Электрические и пневматические схемы для соответствующих узлов КСА были смоделированы в среде FluidSimP. Контрольный узел включает в себя такие основные элементы, как привод, предназначенный для позиционирования изделия на измерительной плоскости, а также датчик. Измерительный преобразователь и привод выбраны в результате сравнительного анализа нескольких типов приводов и датчиков, предназначенных для измерения линейных размеров, соответственно.

На следующем этапе автор подключил модуль управления.  Управление автоматом осуществляется при помощи программируемого реле. Изделия из загрузочного бункера перемещаются на измерительный стол контрольного узла, в котором они измеряются и распределяются в соответствии с алгоритмом сортировки. Алгоритм управления автоматом создан в среде Siemens Logo Comfort.

Собранная модель прошла тестовые испытания, ошибки, выявленные на этапе тестирования были исправлены.

Результаты работы/выводы

1. Создан действующий контрольно-сортировочный автомат цилиндрических изделий.
2. Проанализирована работа технических узлов автомата и отлажена система автоматизированного управления автоматом.
3. Тестовые испытания автомата подтвердили его соответствие техническим требованиям, поставленным целям и задачам.

Цели и задачи достигнуты.

Перспективы использования результатов работы

Увеличение функционала контрольно-сортировочного автомата путём добавления новых категорий отбраковки. Возможность встраивания автомата в малое производство или ремонтное предприятие.

Мнение автора

«Подобные работы очень помогают определиться с будущей специальностью и развивают профессиональные навыки. Городской проект «Инженерный класс в московской школе» считаю для себя успешным, поскольку он позволяет решать интересные конструкторские задачи и определиться с вопросом, кем я могут стать. Конференция «Инженеры будущего» была достаточно интересной»