Построение и исследование динамической модели портального манипулятора

Для базового варианта:

1917,4ч.

Для проектного варианта:

1095,7 ч.

2.Расчет эксплуатационных затрат.

Заработная плата обслуживающего персонала:

,

(5.11)

где – основная заработная плата; – дополнительная заработная плата;

– начисления соцстраху.

Для базового варианта:

11504,4 + 5900 + 621,2 = 18025,6 руб.

Для проектного варианта:

6574,4 + 3200 + 355 = 10129,4 руб.

Основная заработная плата обслуживающего персонала:

,

(5.12)

где – часовая тарифная ставка 1-го разряда; – тарифный коэффициент соответствующего разряда; – коэффициент учета нормы обслуживания; m – количество смен.

Для базового варианта:

1 × 12 × 1917,4 × 0,5 × 1 = 11504,4 руб.

Для проектного варианта:

1 × 12 × 1095,7 × 0,5 × 1 = 6574,2 руб.

Затраты на энергию:

,

(5.13)

где – установленная мощность, кВт; К – коэффициент использование по времени; – стоимость 1 кВт × час; – действительный фонд времени работы техники ( = 1920 ч.); – коэффициент использования мощности.

Для базового варианта:

= 2208,8 руб.

Для проектного варианта:

1095,7 = 1262,2 руб.

Затраты на ремонт и техническое обслуживание принимаются равными 15% от

стоимости оборудования:

,

(5.14)

где – действительный годовой фонд времени работы оборудования; – стоимость оборудования (= 100000 руб.);

Для базового варианта:

= 14979,7 руб.

Для проектного варианта:

= 8560,2 руб.

Величина амортизационных отчислений:

,

(5.15)

где – норма амортизации, %;

Для базового варианта:

12483,1 руб.

Для проектного варианта:

7133,5 руб.

Прочие расходы:

,

(5.16)

где – размер основной зарплаты; a – процент прочих расходов.

Для базового варианта:

18025,6 руб.

Для проектного варианта:

5064,7 руб.

Суммарные годовые эксплуатационные затраты:

Для базового варианта:

= 18025,6 + 2208,8 + 14979,7 + 12483,1 + 18025,6 = 65722,8 руб.

Для проектного варианта:

= 10129,4+ 1262,2+ 8560,2 + 7133,5+ 5064,7 = 32150 руб.

Сводная таблица эксплуатационных затрат

5.2.3 Расчет условно-годового экономического эффекта и срока окупаемости

Экономический эффект:

,

(5.20)

где , – капитальные затраты по базовому и проектному варианту соответственно (у базового варианта капитальные затраты отсутствуют); – нормативный коэффициент эффективности ( = 0,15).

= 14648 руб.

Срок окупаемости капитальных затрат:

3,5 лет

Сводная таблица технико-экономических показателей

Заключение

В ходе выполнения дипломной работы была построена динамическая модель портального манипулятора, параметры которой хорошо соответствуют параметрам реального манипулятора. При исследовании модели особое внимание уделялось получению выражений для определения оптимальных значений скорости движения рабочего органа с целью увеличения быстродействия манипулятора. Также в ходе исследования определены численные значения коэффициентов, входящих в динамическую модель манипулятора при его позиционировании. Установлено хорошее соответствие (ошибка в пределах 1...2%) расчетного значения продолжительности переходного процесса при позиционировании и реального позиционирования манипулятора. Разработаны методы влияния на вид и продолжительность переходного процесса путем управляемого регулирования технологических факторов: натяжения зубчатого ремня и взаимного расположения подвижных частей манипулятора МРЛ-901П. Исследованы диапазоны варьирования, определены значения технологических факторов, обеспечивающие максимальную производительность роботизированного оборудования, создаваемого на базе робота МРЛ 901П.

Проведенные исследования могут быть использованы для определения рациональных динамических параметров манипуляторов, разработки технологических процессов, а также в учебном процессе при проведении лабораторных работ.

Литература

1.Фу К., Гонсалес Р., Ли К. Робототехника: Пер. с англ. – М.: Мир, 1989.

2.Робототехника и гибкие автоматизированные производства. В 9-ти кн. Кн. 5. Моделирование робототехнических систем и гибких автоматизированных производств: Учеб. пособие для втузов/С. В. Пантюшин, В. М. Назаретов, О.А. Тягунов и др.; Под ред. И.М. Макарова. – М.: Высш. шк., 1986.

3.Лурье А.И. Аналитическая механика. – М.: Физматгиз, 1961.

4.Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: Изд. 8-е – у М.: Наука, 1970.

5.Лойцинский Л.Г., Лурье А.И. Курс теоретической механики: В 2-х т. Т.II: Динамика. Изд. 6-е перераб. и доп. – М.: Наука, 1983. – 640 с.

6.Анго Андре. Математика для электро и радиоинженеров. Пер. с франц.: Под общ. ред. К.С. Шифрина. – М.: Наука, 1985. – 780 с.

7.Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов: Изд. 13-е испр. – М.: Наука, 1986. – 544 с.

8.Справочник по промышленной робототехнике: В 2-х кн. Кн. 1/Под ред. Ш. Нофа; Пер. с англ. Д. Ф. Миронова и др. – Машиностроение, 1989.

9.Рынок научной продукции, рынок научного труда. Материалы семинара, общество “Знание”. 1990 г.

10. Симановский С. Направления интенсификации инновационного процесса. “Вопросы изобретательства” № 1-2, 1992 г.

11. Симановский С., К использованию научно-технического потенциала РФ и СНГ, “Российский экономический журнал”, № 4, 1992 г.

ПРИЛОЖЕНИЕ

В приложении приведены программы для расчета параметров динамической модели портального манипулятора.

// File Mrl.сpp

// Программа для расчета времени переходного процесса и оптимальной

// скорости позиционирования

#include

#include

#include

#include

int Transient(double&,

double,

double,

double,

double,

double );

int OptimalSpeed(double&,

double,

double,

double,

double );

char * s_title = "n Расчет времени переходного процесса и оптимальной "

"скорости позиционированияn Разработал Д.В. Грачев 1999"

" E-Mail [email protected]";

char * s_v0 = "nn Иcходные данные для расчетов:nn Скорость"

" позиционирования рабочего органа, мм/c - # ";

char * s_d = " Требуемая точность позиционирования рабочего органа, мм - # ";

char * s_b = " Коэффициент демпфирования кинематической"

" схемы манипулятора, кг/c - # ";

char * s_c = " Жесткость кинематической схемы манипулятора, Н/м - # ";

char * s_m = " Масса подвижной части манипулятора, кг - # ";

char * s_inp = "%lf";

char * s_out = "%gn";

char * s_outp = "n Результаты расчетов: nn Длительность переходного"

" процесса при заданной скорости %g м/cn составит - %g с."

"n Оптимальная скорость позиционирования - %g мм/cn";

char * fn = "resultat.txt";

char * s_badparam = "n Недопустимый параметр - %c";

void inpparam(char** p)

{

if (*p[1] != 'f'){

printf (s_badparam, *p[1]);

exit(0);

}

strcpy(fn, p[2]);

}

int main(int as, char** av)

{

double t, v0, opv0, b, c, d, m;

printf (s_title);

if (as > 1) inpparam(av);

*strstr(s_v0,"#") = 0;

*strstr(s_d,"#") = 0;

*strstr(s_b,"#") = 0;

*strstr(s_c,"#") = 0;

*strstr(s_m,"#") = 0;

printf (s_v0);

scanf (s_inp, &v0);

v0 /= 1000;

printf (s_d);

scanf (s_inp, &d);

d /= 1000;

printf (s_b);

scanf (s_inp, &b);

printf (s_c);

scanf (s_inp, &c);

printf (s_m);

scanf (s_inp, &m);

Transient(t, v0, d, b, c, m);

OptimalSpeed(opv0, d, b, c, m);

opv0 *= 1000;

printf (s_outp, v0, t, opv0);

FILE * f_res = fopen(fn, "a+");

v0 *= 1000;

fprintf (f_res,strcat(s_v0,s_out), v0);

d *= 1000;

fprintf (f_res,strcat(s_d,s_out), d);

fprintf (f_res,strcat(s_b,s_out), b);

fprintf (f_res,strcat(s_c,s_out), c);

fprintf (f_res,strcat(s_m,s_out), m);

fprintf (f_res,s_outp, v0, t, opv0);

return 0;

}

// File speed.cpp

// Вычисление оптимального значения скорости в момент позиционирования

// по исходным данным

#include

int OptimalSpeed(double& V0, // Начальная скорость

double Delta, // Требуемое значение точности позиционирования

double betta, // Коэффициент демпфирования

double C, // Жесткость

double m) // Масса

{

double mc2 = 2*m/C;

V0 = Delta * (1/mc2) * sqrt( fabs( pow(betta/C,2

) - 2 * mc2 ) );

return 0;

}

// File transient.cpp

// Вычисление времени перходного процесса

// по исходным данным

#include

int Transient(double& t, // Время переходного процесса

double V0, // Начальная скорость

double Delta, // Требуемое значение точности позиционирования

double betta, // Коэффициент демпфирования

double C, // Жесткость

double m) // Масса

{

double mc2 = 2*m/C;

t = (log(V0)-log(Delta)-log( sqrt( fabs(pow(betta/C,2)-2*mc2

)

)/mc2 )

)*2*m/betta;

return 0;

}