Тема дипломной работы: Автоматизация процесса укладки бетона на вертикальные поверхности с ограниченным доступом к зоне сервиса

В представленной выпускной квалификационной работе на тему: «Автоматизация процесса укладки бетона на вертикальные
поверхности с ограниченным доступом к зоне сервиса». Была разработана структура
манипулятора для осуществления процесса укладки бетона на вертикальные
поверхности, был рассмотрен процесс укладки бетона на вертикальные поверхности,
был произведен анализ оборудования для данного процесса, был произведен расчёт
параметров движения манипулятора. Также был синтезирован алгоритм системы
управления процессом и разработана программа системы управления данным
процессом.

Представленная работа состоит из аннотации, введения, четырех глав,
заключения и списка источников. Во введении описывается актуальность
роботизации процесса укладки бетона. В Первой главе рассматривается анализы существующих
систем для укладки бетона, варианты размещений робототехнических комплексов для
бетонных работ, анализ методов укладки бетона и постановка задачи. Ко Второй
главе относятся такие пункты как: анализ оборудования, применяемого при укладке
бетона на вертикальные поверхности, подбор дополнительного оборудования и разработка
схемы размещения применяемого оборудования. Третья глава включает в себя
разработку структурной схемы системы управления, разработка алгоритмов движения
манипулятора и управляющей программы, а также разработку управляющей программы.
Заключительная Четвертая глава рассматривает вопросы об организации и
планировании работ, и расчет стоимости проведения работ.

Работа содержит 70 страниц, 13 таблиц, 25 рисунков. Для написания
работы использовалось 15 источников.

ВВЕДЕНИЕ 7
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 8
1.1 Описание тефхнологического объекта объекта с учетом сопряжения вертикальных поверхностей 8
1.2 Описание роботизированного комплекса для бетонных работ 14
1.3 Варианты размещений робототехнических комплексов 17
1.4 Постановка задачи ВКР 21
2 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ 22
2.1 Анализ оборудования, применяемого при укладке бетона на вертикальные поверхности 22
2.1.1 Анализ воздушных компрессоров 22
2.1.2 Анализ героторных насосов 23
2.1.3 Анализ манипуляторов 25
2.1.4 Анализ сопел 27
2.2 Подбор дополнительного оборудования 27
2.2.1 Подбор шлангов 27
2.2.2 Подбор приводов 29
2.3 Разработка схемы размещения применяемого оборудования 32
3 СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ 34
3.1 Разработка структурной схемы СУ 34
3.1.1 Выбор ПЛК 34
3.2 Выбор устройств контроля 38
3.3 Разработка схемы подключения 41
3.3.1 Разработка структурной схемы СУ 44
3.2 Разработка необходимых алгоритмов 44
3.2.1 Разработка алгоритма движения звеньев манипулятора 44
3.2.2 Разработка алгоритма управляющей программы 49
3.3 Разработка необходимых программ 54
3.3.1 Описание среды программирования 54
3.3.2 Определение переменных программы управления 54
3.3.3 Разработка программы управления 55
4 ЭКОНОМИЧЕСИКИЙ РАЗДЕЛ 62
4.1 Организация и планирование работ 62
4.2 График проведения работ 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 69

1.1 Описание технологического объекта объекта с учетом сопряжения вертикальных поверхностей
Рассматриваемый технологический объект — это помещение с ограниченным, то есть затрудненным, доступом к зоне обслуживания. Помещение может располагаться на строящемся объекте, что значит что работы могут проводиться в том числе и на высоких этажах. Это значит, что оборудование, необходимое для подготовки бетонной смеси и подачи к установке бетонирования может быть недоступно для транспортирования в рабочую зону, а значит должно располагаться отдельно, в зоне обслуживания. Зона обслуживания эта зона, в которую может быть поставлена часть оборудования, необходимая для протекания процесса. Из зоны обслуживания на рассматриваемый технологический объект должны подаваться материалы для процесса, в нашем случае это бетонная смесь.
Итак, в данной работе следует нанести слой бетонной смеси на внутреннюю поверхность стен в строящемся здании. В этой части данной работы рассмотрим уже существующие варианты роботизированных комплексов для бетонных работ в строительстве.
На Рисунке 1.1 показан автобетононасос, оборудованный стрелой-мани-пулятором с гидравлическим управлением. Стрела автобетононасоса состоит из шарнирно-сочленяемых секций, по которым проходит бетонопровод, оканчивающийся гибким рукавом. Стрела-манипулятор имеет от 3 до 5 секций. Такой манипулятор позволяет с одной стоянки машины подавать бетонную смесь на высоту до 22 м в любую точку бетонируемой конструкции в радиусе до 20 м.

Рисунок 1.1 — Автобетононасос с шарнирно-распределенной стрелой
Движение стрелы координируется оператором, находящимся в машине. В некоторых комплексах возможно управлять машиной дистанционно, с места, где происходит укладка бетона. Манипулятор может находится в двух состояниях — рабочем и транспортном. Переход из одного состояния в другое занимает около получаса. Это позволяет использовать комплекс на нескольких объектах Использование этой установки позволяет увеличить эффективность работ и уменьшить количество физических нагрузок на рабочих.
Использование стрел-манипуляторов во время проведений операций по укладке бетона при строительстве зданий также повышает эффективность работ. В этом случае на рабочем полу опалубки устанавливается опорная башня с поворотной платформой, на которой монтируется стрела-манипулятор с бетонопроводом как на Рисунке 1.2. Бетонопровод стрелы через вертикальный трубопровод соединяется с автобетононасосом, располагаемым у основания сооружения.