Розробка конструкції та дослідження режиму роботи сортувального маніпулятора

Abstract

У магістерській роботі вирішено актуальне науково-практичне завдання з підвищення ефективності автоматизованих логістичних процесів. Мети досягнуто шляхом проектування раціональної конструкції сортувального маніпулятора та оптимізації його динамічних режимів роботи. Проаналізовано сучасний стан розвитку робототехнічних комплексів для сортування вантажів. Виявлено, що традиційні жорсткі системи автоматизації поступаються гнучким маніпуляторам в умовах частої зміни номенклатури продукції. Обґрунтовано доцільність створення нового маніпулятора з покращеними динамічними характеристиками. Створено математичну модель кінематики та динаміки маніпулятора. За допомогою рівнянь Лагранжа другого роду враховано вплив змінних навантажень під час переміщення об'єктів різної маси. Це дозволило точно описати поведінку системи у просторі під час виконання сортувальних операцій. Проведено комп'ютерне моделювання режимів роботи розробленої конструкції в CAE-середовищі. Доведено, що конструкція має необхідний запас міцності та жорсткості при максимальних прискореннях. Оптимізовано закони керування приводами робота. Досліджено вплив швидкості та траєкторії руху на точність позиціонування схоплювача. Впровадження згладжених профілів швидкості (S-кривих) дозволило знизити амплітуду коливань виконавчого органу на [X]% та зменшити пікові динамічні навантаження на редуктори. Оцінено енергоефективність системи. Оптимізація траєкторій переміщення дозволила зменшити споживання електроенергії. Розроблено рекомендації щодо практичного впровадження сортувального маніпулятора на виробничих лініях. Результати роботи можуть бути використані машинобудівними підприємствами для модернізації пакувальних та логістичних комплексів.