COLEGIUL TEHNIC EDMOND NICOLAU

BUCURESTI

Proiect

Debitarea cu avans lent a unei piese

Argument

Introducere: Mecatronica

Roboti Industriali

Schema de principiu

Schema functionala

Functionare

Descriere componente : Pneumatica

Cilindrii

Distribuitorul

Supapa SAU Supapa SI

Bibliografie

Argument :

Am ales aceasta tema pentru ca reprezinta un sistem mecatronic foarte utilizat si de neinlocuit intr-o industrie automatizata .La fel ca termenul de "automatizare",termenul de robot este utilizat cu mai multe intelesuri.Mecatronica reprezinta un domeniu nou in care sunt interconectate mecanica,electrotehnica-electronica si informatica.Produsele mecatronice sunt produse inteligente aparute ca rezultat al dotarii unor subansamble macanice cu senzori si microprocesoare si acuatori.Exemple de sisteme sunt robotii,aparatele automate de copiat,aparate medicale de investigat,etc.Cuvantul "mecatronica" prima oara a fost folosit de japonezi pentru a defini fuziunea tehnologica .Aparitia mecatronicii a fost determinata de evolutia in dezvoltarea economica a societatii.Progresele in domeniul tehnologiei electronice,aparitia circuitelor integrate,ca dimensiune mici ,fiabile ji ieftine,au permis includerea electronicii in structurile mecanice. Urmatorul pas in integrare a fost determinat de aparitia microprocesoarelor .Mecatronica reprezinta o viziune globala in mediul tehnologic..

Introducere :

Mecatronica este sfera studiilor legate de regulile ingineriei mecanice, electrice si informatice.O combinatie intre ingineria de precizie ,sistemele de comanda electronica si gandirea sistematica folosita la proiectarea utilajelor de productie.Mecatronica reprezinta acum mai degraba un mod de gandire in tehnologia inginereasca decat o tehnologie in sine . Mecatronica este combinația sinergeticǎ ṣi sistematicǎ a mecanicii,electronicii ṣi a informaticii in temp real.Termenul de mecatronicǎ a fost introdus de un inginer de la compania japonezǎ « Yaskawa » in 1969.Astfel termenul a apǎrut in mod oficial in Franța in Larousse 2005. Mecatronica este rezultatul evoluției firesti in dezvoltarea tehnologicǎ. Tehnologia electronicǎ a stimulat aceasta evoluție. Dezvoltarea microelectronicii a permis integrarea electromecanica. In urmatoarea etapa, prin integrarea microprocesoarelor in structurile electromecanice, acestea devin inteligente si, astfel s-a ajuns la mecatronica. Tehnologia mecatronica aduce in centrul atentiei problema informatiei care, este componenta datatoare de ton in raport cu materialul si energia. La inceput, mecatronica a fost inteleasa ca o completare a componentelor mecanicii de precizie, aparatul de fotografiat cu blitz fiind un exemplu de aplicatie de mecatronica. Cu timpul, notiunea de mecatronica si-a schimbat sensul si si-a extins aria de definitie. Tot ceea ce numim astazi produs de inalta tehnologie, este produs mecatronic.  Sistemele mecatronice sunt caracterizate de faptul ca stocheaza, proceseaza si analizeaza semnalele obtinute si executa sarcini adecvate. Scopul este de a extinde si de a completa sistemele mecanice cu senzori si microprocesoare pentru a crea produse fiabile si inteligente. Metodele de a integra aceste componente reies din teoria sistemelor, control si tehnologia informatiilor.

Roboti industriali:

Primele cercetari in domeniul roboticii au fost initiate la inceputul anilor '60. Dupa un avant substantial al aplicatiilor roboticii in domeniul industrial, cu precadere in industria automobilelor, la inceputul anilor '90 s-au conturat multiple aplicatii in domeniile neindustriale (nemanufacturiere). Asupra acestor aplicatii dorim sa atragem atentia, cu atat mai mult cu cat s-a estimat ca robotica urmeaza sa joace un rol insemnat in restructurarea civilizatiei mileniului trei.
Aceasta afirmatie poate fi usor sustinuta cu cateva date statistice continute in ultimul raport (pe 2001) al IFR (International Federation of Robotics).
Astfel, in anul 2000 s-au pus in functiune 98700 unitati de roboti, numarul total ajungand la 749800 de unitati, iar valoarea totala a pietei corespunzatoare acestui domeniu a fost estimata la 5,7 mld. de dolari SUA.
Statisticile privind tipurile de roboti arata sugestiv cresteri importante ale numarului robotilor care raspund unor aplicatii neindustriale. Daca in cursul anului 2000 numarul unitatilor instalate a ajuns la 112500, la sfarsitul anului 2004 se estimeaza ca numarul acestora va ajunge la aproape 625000.
Aceasta dezvoltare, chiar spectaculoasa, in directia aplicatiilor neindustriale justifica trecerea in revista in randurile de mai jos a principalelor subdomenii in care robotii nemanufacturieri sau robotii de serviciu isi pot gasi aplicabilitate.
Aceste domenii sunt constructiile, reabilitarea bolnavilor, comert, transport si circulatia marfurilor, administratia locala, protectia mediului inconjurator si agricultura; supraveghere, inspectie, protectia de radiatii si interventii in caz de catastrofe; hoteluri si restaurante; in medicina, gospodarie, hobby si petrecerea timpului liber.
Pentru a sugera aplicatii concrete in aceste subdomenii, aplicatii abordabile in colective interdisciplinare de ingineri, sunt precizate mai departe directiile care pot fi avute in vedere.
In medicina: sisteme robotizate pentru diagnoza prin ecografie, sisteme robotizate pentru interventii neurochirurgicale; telemanipulatoare pentru chirurgie laporoscopica; vehicule ghidate automat pentru transportul bolnavilor imobilizati la pat; vehicule ghidate automat pentru transportul medicamentelor, alimentelor, bauturilor si lenjeriei de schimb; vehicule ghidate automat pentru activitati de curatenie si dezinsectie in spitale; sisteme robotizate pentru pregatirea prin simulare, inainte de operatie, a unor interventii chirurgicale etc.
Pentru reabilitare se pot identifica urmatoarele aplicatii: scaun cu rotile pliant, imbarcabil in autoturisme; manipulator pentru deservirea persoanelor paralizate, vehicul pentru conducerea nevazatorilor etc.
In constructii: vehicul ghidat automat pentru asfaltarea soselelor, sistem robotizat pentru stropirea betonului in constructia tunelurilor; robot mobil pentru cofraje glisante; excavatoare autonome, sistem robotizat pentru compactarea si nivelarea suprafetelor turnate din beton; sistem robotizat pentru inspectarea fatadelor cladirilor; sistem robotizat pentru montarea/demontarea schelelor metalice etc.
In administratia locala: vehicul autonom pentru curatirea zapezii de pe autostrazi; vehicul autonom pentru mentinerea curateniei pe strazi; sistem robotizat pentru inspectia si intretinerea automata a canalelor etc.
Pentru protejarea mediului inconjurator: sistem robotizat de sortare a gunoiului in vederea reciclarii, sistem automat de inspectare, curatare si reconditionare a cosurilor de fum inalte; platforme autonome mobile pentru decontaminarea persoanelor, cladirilor strazilor; vehicul ghidat automat pentru decontaminarea solului etc.
In agricultura, dintre aplicatiile posibile amintim: sistem robotizat de plantare a rasadurilor; sistem robotizat de culegere a fructelor; sistem robotizat de culegere a florilor; sistem robotizat de tundere a oilor etc.
In comert, transporturi, circulatie: vehicule ghidate automat pentru intretinerea curateniei pe suprafete mari (peroane de gari, autogari si aerogari); sistem robotizat de curatire automata a fuselajului si aripilor avioanelor; sistem automatizat de alimentare cu combustibil a autovehiculelor etc.
Hotelurile si restaurantele pot fi prevazute cu: sisteme robotizate pentru pregatirea automata a salilor de restaurant, de conferinte; sistem de manipulare automata a veselei; minibar mobil pentru transportul bauturilor, ziarelor etc.
Pentru siguranta si paza: robot mobil de paza pe timpul noptii in muzee; robot mobil pentru paza cladirilor si santierelor; vehicul autonom pentru stingerea incendiilor; robot mobil pentru detectarea si dezamorsarea minelor; sistem robotizat pentru interventii in spatii periculoase etc.
In gospodarie, pentru hobby si petrecerea timpului liber se pot identifica urmatoarele aplicatii: robot de supraveghere copii pentru diverse intervale de varsta; robot de gestionare si supraveghere generala a locuintei, robot mobil pentru pentru tunderea automata a gazonului; instalatie robotizata pentru curatirea barcilor de agrement si sport etc.
Aspectele prezentate vin sa sprijine intentiile de a demara activitati in domeniul roboticii, unele din acestea putand deveni chiar activitati de succes, care pot constitui adevarate provocari pentru specialistii in robotica sau in domeniile apropiate.
Aceste ultime precizari au o semnificatie aparte pentru zona Brasovului, unde exista un numar important de ingineri roboticieni, care au absolvit specializarea de Roboti industriali (ing. zi) si/sau specializarea de Robotica de la Studii aprofundate, ambele din cadrul Facultatii de Inginerie Tehnologica a Universitatii "Transilvania".
Numarul acestor specialisti este de peste 150 (anul acesta va absolvi a 9 promotie), marea majoritate activand in Brasov.
Exista si absolventi care lucreaza in domeniul roboticii sau domenii conexe in Germania, Italia, Noua Zeelanda, ca si in alte tari.

Eseu: CAIET DE SARCINI pentru executia infrastructurii din beton armat Referat: Manual de reabilitare termica a cladirilor prin imbunatatirea protectiei termice a peretilor exteriori

Schema de principiu:

Prin actionarea butonului A se trimite aer de la compressor la distribuitor,iar acesta impinge pistonul. De la butonul B compresorul trimite aer catre distribuitor,si catre supapa de evacuare rapida retragand pistonul.

    In schema de principiu aparatele sunt sunt reprezentate conform normelor C.E.T.O.P.

Ele sunt divizate in 3 categorii care sunt:

-         organe de informatii: vane, contacte, etc.

-         organe de interpretare a informatiilor : relee logice, celule, selectoare, memorii, etc.

-         organe de putere : organe motoare, cilindrii distribuitoarede putere.

Toate schemele sunt dispuse sub forma de trei coloane:

-         la stanga: toate organele de informatii

-         la mijloc : toate organele de interpretare a informatiilor 

-         la dreapta : toate organele de putere

Cele trei parti sunt separate prin coloane, notate cu A,B,C,D in partea superioara si cu 1,2,3,4,etc, pe verticala, in functie de numarul de aparate. In schema  alimentarea cu aer comprimat se va face intotdeauna de la stanga la dreapta.

Schema functionala:

Cilindrii

Cilindri de forta se leaga in serie sau in paralel pentru a mari forta d actionare sau cursele de deplasare ale organului actionat.

Cilindrul pneumatic este caracterizat

-         deplasarea sa este rectilinie ;

-         energia fluidului se concretizeaza prin deplasarea cilindrului si prin efortul pe care cilindrul este capabil sa-l funizeze sub efectul fluidului impins de catre pompa.

Un cilindru pneumatica este constituit in principal din :

-         un corp cilindric inchis cu o prelucrare perfecta, capabil sa reziste, din punct de vedere mecanic, la presiuni ridicate furnizate  de generator ;

-         un piston foarte bine prelucrat cu tolerante corepunzatoare in raport cu cilindrul ;

-         diverse garnituri care asigura etanseiatea.

Pistonul poate fi :

-         piston plonjor ;

-         cu o tija ;

-         cu 2 tije cu diametru egal sau de diametre diferite.

Cilindrii pot fi :

-         fara amortizare;

-         cu amortizare pneumatica, prin crearea unei perne de aer care decelereaza pistonul pe durata ultimei parti a cursei;

-         cu amortizare elastica: cand pistonul sau cilindrul contine un tampon de cauciuc, care absoabe socurile si evita producerea defectiunilor in interiorul cilindrului.

Functionare:

Descriere componente:

Pneumatica:

Pneumatica este o tehnologie rapida si usor de utilizat, care necesita putina intretinere si care are componente si sisteme ecologice. Acest domeniu tehnologic de la Bosch Rexroth ofera un vast program de cilindri, ventile si accesorii pentru industrie, precum si solutii personalizate pentru aplicatii pneumatice in anumite domenii-tinta, cu cerinte speciale. O particularitate o reprezinta lanturile danturate de antrenare si transport.

Oferta cuprinde componente individuale si se extinde pana la sisteme si instalatii pneumatice complexe. Integrarea functiilor electronice in sistemele si instalatiile pneumatice ofera perspective deosebite. In plus, domeniul tehnologic cuprinde componente de actionare pneumatica si electrica pentru tehnica navala si pentru autocamioane.
Prin prepararea aerului comprimat se inteleg toate operatiile de modificare a starii fizice a aerului provenit de la compresor, efectuate in scopul de a obtine un mediu de lucru cu caracteristici care sa garanteze instalatiei de actionare cele mai bune conditii de utilizare.
Exista mai multe cauze de contaminare a aerului comprimat, fie amonte sau aval de compresor, fie chiar in compresor.
Praful atmosferic, rugina, resturile abrazive prezente in conducte si vaporii de apa sunt printre altele, cauze uzurii compresorului si ale elementelor instalatiei de actionare pneumatica.
Aceste impuritati sunt in general de natura abraziva si determina astfel o rapida deteriorare a suprafetelor supuse frecarii. De aceea, este necesar a monta chiar la gura de aspiratiei a compresorului un filtru capabil sa elimine o cat mai mare cantitate posibila de impuritati

Cilindrii:

Cilindri de forta se leaga in serie sau in paralel pentru a mari forta d actionare sau cursele de deplasare ale organului actionat.

Cilindrul pneumatic este caracterizat

-         deplasarea sa este rectilinie ;

-         energia fluidului se concretizeaza prin deplasarea cilindrului si prin efortul pe care cilindrul este capabil sa-l funizeze sub efectul fluidului impins de catre pompa.

Un cilindru pneumatica este constituit in principal din :

-         un corp cilindric inchis cu o prelucrare perfecta, capabil sa reziste, din punct de vedere mecanic, la presiuni ridicate furnizate  de generator ;

-         un piston foarte bine prelucrat cu tolerante corepunzatoare in raport cu cilindrul ;

-         diverse garnituri care asigura etanseiatea.

Pistonul poate fi :

-         piston plonjor ;

-         cu o tija ;

-         cu 2 tije cu diametru egal sau de diametre diferite.

Cilindrii pot fi :

-         fara amortizare;

-         cu amortizare pneumatica, prin crearea unei perne de aer care decelereaza pistonul pe durata ultimei parti a cursei;

-         cu amortizare elastica: cand pistonul sau cilindrul contine un tampon de cauciuc, care absoabe socurile si evita producerea defectiunilor in interiorul cilindrul

Au aplicatii foarte largi si se construiesc intr-o gama tridimensionala extreme de diversificata .Se prezinta mai jos orientativ, cateva din performantele constructive-functionale ale clilindrilor cu piston:

Diametre:6-320mm

Curse: pana la 4 m

Viteze: cilindri de uz general pana la 1,5 m /s

cilindri de uz special pana la 10m/s

Dupa modul de alimentare cu aer comprimat ,se poate face o clasificare generala a cilindrilor cu piston astefel:

Cilindri cu simplu efect: Cu revenire cu arc;

Cu revenire sub actiunea unei forte rezistente

Cilindri cu dublu efect:Cu tija unilaterala si cu tija bilaterala.

Distribuitoare:

Distribuitoarele sunt elemente electrohidraulice ce pot indeplini urmatoarele functii
a) realizeaza diferite conexiuni hidraulice intre racorduri (functia de distributie);
b) regleaza debitul pe circuitele realizate intre racorduri (functia de reglare).

Elementele care indeplinesc numai prima functie se numesc 'distribuitoare directionale' si trebuie sa introduca pierderi de presiune minime intre racorduri pentru a nu afecta rndamentul transmisiilor din care fac parte.
Elementele care realizeaza si functia de reglare se numesc 'distribuitoare de reglare', iar din punctul de vedere al teoriei sistemelor sunt amplificatoare mecanohidraulice (raportul dintre puterea hidraulica comandata si puterea mecanica necesara pentru comanda este mult mai mare ca 1).

Supapa SAU Supapa SI

Daca apare o scurgere de fluid de la orificiile A sau B forta de presiune impinge elemental mobil,arcul se comprima ,iar agentul de lucru trece catre orificiul B prin spatiul dintre element si corpul supapei.La o curgere inversa de la racordul B la racordul A, forta de presiune, alaturi de arc, se opune deschiderii supapei, deci agentul de lucru nu poate traversa supapa catre orificiul A .

Elemntul SI este simplu si robust, iar functiile pe care le poate realiza il recomanda in multe aplicatii.Un exemplu este comanda unei prese unde, din ratiuni de securitate a operatorului, aceasta trebuie sa ocupe ambele maini pentru a functiona.

Supape de sens

Seria H400 prezinta o proiectare compacta pentru panoul de instrumentatie si sisteme si se caracterizeaza printr-o functionare precisa. Supapele de sens H400 lucreaza normal inchis. Cand presiunea diferentiala dintre intrare si iesire este mai mare decat presiunea setata a resortului, supapa se va deplasa si va permite trecerea fluidului.

Caracteristicile principale : -    constructie din otel inox 316 si alama
-    presiune medie pana la 3000psi
-    proiectare compacta
-    disponibile cu diferite tipuri de resorturi
-    conexiuni HAM-LET LET-LOK, cu filete interioare sau exterioare NPT si HTC

Supape de siguranta

Supapele de siguranta H900 pentru aplicatii de presiune scazuta
Supapa este normal inchisa. Ea va deschide in momentul in care presiunea din sistem atinge presiunea setata. Supapa va inchide din nou atunci cand presiunea din sistem scade sub presiunea setata.

Caracteristicile principale
-    constructie din otel inox 316
-    aplicatii intre 10 si 225 psi
-    un singur resort pentru toata gama de presiuni de setare
-    disponibila pentru toate tipurile de filete si conectori LET-LOK
-    dimensiuni : ¼" sau 6mm

Bibliografie:

Manual de mecatronica clasa a XII a

Manual de mecatronica clasa a XI a

Dolga,V Proiectarea sistemelor mecatronice, Editura Politehnica, Timisoara

www.robotics.ucv.ro Site-ul oficial al Facultatii de Automatica, Calculatoare si Electronica Bucuresti.