Zrobotyzowana technologia montażu uchwytów nożowych na organach roboczych górniczych maszyn urabiających

Transkrypt

1 d inż. PIOTR HELUSZKA Instytut Mechnicji Gónictw Wydił Gónictw i Geologii Politechnik Śląsk Zootyown technologi montżu uchwytów nożowych n ognch oocych gónicych msyn uijących W tykule pedstwion ostł polemtyk ootycji pocesu montżu uchwytów nożowych n poocnicy ognów oocych msyn uijących stosownych w gónictwie. Opcowne w Instytucie Mechnicji Gónictw Politechniki Śląskiej stnowisko montżowe umożliwi utomtycję pocesu wytwni ognów oocych msyn uijących o steeometii pojektownej dl indywidulnych wunków eksplotcyjnych. Rowiąnie technicne o technologi cechują się tu dużą elstycnością i uniweslnością eliminując py tym wdy stosownych dotychcs stnowisk montżowych.. WPROWADZEIE Stłe posukiwnie nowych co diej nowocesnych owiąń technicnych i technologicnych leży u podstw innowcyjności gospodki o pycyni się do wostu konkuencyjności polskich fim n ynku świtowym. Dotycy to tkże gónictw suowców enegetycnych minelnych i sklnych o podukującego n jego potey pemysłu msynowego. Wykoystnie nowocesnych śodków o metod wytwni msyn gónicych o ich podespołów jest owiem jednym podstwowych wunków pewnieni wysokiej skutecności i efektywności ich diłni o twłości i niewodności podcs eksplotcji w tudnych wunkch śodowiskowych towysących elicji pocesów gónicych. Jedną podstwowych gup msyn stosownych w ootch gónicych są msyny uijące. W gónictwie podiemnym węgl kmiennego o innych minełów o podonych do węgl włściwościch olę tę pełnią komjny ścinowe o komjny chodnikowe. Zsdnicym pocesem oocym eliownym pe tego odju msyny jest uinie skły dięki cemu możliwe jest udostępnienie i pygotownie łoż do eksplotcji w pypdku msyn uijących penconych do dążeni wyoisk koytowych (komjnów chodnikowych) o mechniowne wyienie kopliny użytecnej w pypdku msyn stosownych w ootch eksplotcyjnych (komjnów ścinowych komjnów ontinuous Mine itp.). Poces ten eliowny jest powsechnie n sdie skwni ognmi oocymi wyposżonymi w noże (njcęściej stycne ootowe) osdone w uchwytch pyspwnych do poocnicy tych ognów [7 9 ]. Steeometi ognów oocych gónicych msyn uijących więc lic o sposó omiesceni i ustwieni uchwytów nożowych m py tym istotny wpływ n peieg pocesu uini skł deteminujący możliwość uyskni wysokich wydjności py jk njmniejsych kostch. Ze wględu n łożoność jwisk towysących skwniu skł poces pojektowni ognów oocych msyn uijących wspomgny jest nędimi komputeowymi. Zstosownie mją tu dedykowne pogmy komputeowe integowne njcęściej pogmmi AD. Dięki komputeowej symulcji pocesu uini możliw jest optymlicj ukłdu noży i dostosownie jej do wunków eksplotcyjnych msyny uijącej [ 6]. Poces podukcyjny wyoów oejmuje wselkie diłni nieędne do ich wytwoeni. Zsdnicą

2 MEHAIZAJA I AUTOMATYZAJA GÓRITWA Rys.. Konfigucj ootyownego stnowisk do montżu uchwytów nożowych n poocnicy ognu oocego msyny uijącej oot poycjonujący oot spwlnicy poycjone poocnicy sonik uchwytów nożowych uchwyty nożowe 6 kdłu (poocnic) ognu oocego (tu: ognu uijącego komjnu ścinowego) cęścią tego pocesu jest py tym poces technologicny n któy skłd się seeg opecji iegów i cynności []. Podstwową opecją technologicną w pocesie wytwni ognów oocych msyn uijących jest montż uchwytów nożowych. Poleg on n umiesceniu godnie opcowną n etpie pojektowni dokumentcją technicną uchwytów nożowych w odpowiednim miejscu poocnicy odpowiednim pestennym ustwieniu o ich wstępnym mocowniu (scepieniu) do tej poocnicy. Ze wględu n dużą óżnoodność konstukcji ognów oocych msyn uijących (scególnie w kesie ich kstłtu wielkości o ukłdów noży) konwencjonlne stnowisk montżowe wymgją w wielu wypdkch koniecności stosowni óżnego opyądowni dostosownego do konketnej ich steeometii. Poces montżu uchwytów nożowych cechuje się py tym dużą pco- i csochłonnością wymg wysokich kwlifikcji wodowych osługi scególnej uwgi o stłej kontoli popwności elicji tego pocesu. ie gwntuje to py tym cęsto możliwości uyskni wymgnej dokłdności o powtlności wykonni ognów oocych msyn uijących. Opcowne w Instytucie Mechnicji Gónictw Wydiłu Gónictw i Geologii Politechniki Śląskiej w Gliwicch ootyowne stnowisko eliminuje wdy stosownych dotychcs stnowisk montżowych.. KOFIGURAJA ZROBOTYZOWAEGO STAOWISKA MOTAŻOWEGO Konfigucj wyposżeni technicnego ootyownego stnowisk montżowego uchwytów nożowych n poocnicy ognów oocych gónicych msyn uijących głowic uijących komjnów chodnikowych o ognów uijących komjnów ścinowych ędie podon. Pmety technicne stosownego wyposżeni (nośność sięg o sposó jego omiesceni w pesteni stnowisk) dostosowne musą yć jednk do wielkości ognów oocych któe mją yć n tym stnowisku wytwne (kłdnego kesu mienności wymiów gytowych i msy poocnicy o wielkości i msy pewidinych do montżu uchwytów nożowych). Zootyowne stnowisko do montżu uchwytów nożowych n poocnicy ognów oocych msyn uijących wyposżone py tym jest w (ys. ): mnipulto poycjonujący () posidjący chwytk mnipulto spwlnicy () poycjone poocnicy ognu oocego msyny uijącej () o sonik uchwytów nożowych (). Zsonik uchwytów nożowych wyposżony jest w espół podjąco-poycjonujący któego dniem jest ustwinie kolejnych uchwytów nożowych () mgynownych w soniku w odpowiednim położeniu wyjściowym w miejscu któego są one poiene pe chwytk mnipulto poycjonującego. Mnipulto ten służy tu do ustwini uchwytów nożowych poienych sonik w odpowiedni sposó n poocnicy ognu oocego msyny uijącej (6). Zdniem poycjone () jest py tym ocnie tą poocnicą tk y możliwe yło umiescenie poscególnych uchwytów nożowych w miejscu okeślonym w dokumentcji technicnej. Mnipulto spwlnicy () pencony jest kolei do scepini ustwionych pe mnipulto poycjonujący uchwytów nożowych poocnicą ognu oocego msyny uijącej ped ich osttecnym pyspwniem.

3 (77) LISTOPAD Rys.. Stuktu ukłdu steowni ootyownego stnowisk do montżu uchwytów nożowych Relicj poscególnych cynności skłdjących się n opecję montżu uchwytów nożowych w odpowiedniej kolejności o w odpowiedni sposó możliw jest dięki integcji wsystkich elementów systemu w sfee steowni o hiechicnej stuktue (ys. ). Steownik ndędny (centlny kompute steujący) spężony jest sygnłowo e steownikmi podędnymi steującymi pcą mnipultoów poycjone o espołu podjąco-poycjonującego sonik uchwytów nożowych. Kompute centlny pełni py tym olę koodynto diłń eliownych pe poscególne uądeni optywnego tu systemu. Komunikcj pomiędy steownikiem ndędnym i steownikmi podędnymi jest dwukieunkow. Reliown jest on njcęściej pope sykie mgistle seegowe [8]. ocn jest do położeni wynikjącego pypisnych temu uchwytowi wtości pmetów steeometycnych. Scepienie dnego uchwytu nożowego poocnicą eliowne jest py tym wykoystniem oot spwlnicego wyposżonego w plnik ptu spwlnicego (ys. ). Poycjonownie o oientownie nędi oocych mnipultoów (chwytk oot poycjonującego o plnik oot spwlnicego) o poycjonownie poocnicy pomocą poycjone dl poscególnych uchwytów nożowych podcs ich ustwini n poocnicy ognu oocego msyny uijącej eliowne jest wykoystniem odpowiedniego pogmu użytkowego. Wtości gumentów instukcji poycjonowni nędi mnipultoów o tcy poycjone wyncne są py tym wykoystniem dekwtnych funkcji pejści wiążących współęd-. STEROWAIE ZROBOTYZOWAYM STAOWISKIEM MOTAŻOWYM Istot pcy omwinego tu stnowisk montżowego spowd się do elicji dl kolejnych uchwytów nożowych sekwencji pewnych cynności technologicnych. Mnipulto poycjonujący poie uchwyt nożowy sonik pomocą dedykownego chwytk nstępnie umiesc go w żądnym miejscu poocnicy w okeślony sposó. Znim chwytk ostnie ustwiony w poycji końcowej tc poycjone n któej posdowion jest poocnic ognu oocego msyny uijącej Rys.. Poces scepini uchwytu nożowego poocnicą ognu oocego msyny uijącej

4 MEHAIZAJA I AUTOMATYZAJA GÓRITWA Rys.. Model kinemtycny mnipulto oot poycjonującego Rys.. Sposó definiowni oientcji pestennej chwytk mnipulto oot poycjonującego stnowisk do montżu uchwytów nożowych ne konfigucyjne (opisujące ustwienie poscególnych cłonów oocych mnipultoów o tcy poycjone) pmetmi steeometycnymi ognu oocego. Okeślenie mtemtycnej postci posukiwnych funkcji spowd się do owiąni dni kinemtyki odwotnej w któym dnymi są pmety steeometycne ognu oocego msyny uijącej (współędne wiechołków osty noży wiąnych poscególnymi uchwytmi nożowymi w ukłdie wlcowym: i o kątów definiujących pestenne ustwienie uchwytów: i []) suknymi ś kąty konfigucyjne mnipulto. Pomocny jest w tym model kinemtycny opisujący leżność poycji ewnętnej nędi w owym ukłdie odniesieni o poycji wewnętnej okeśljącej położenie poscególnych osi oot [8]. W owżnym tu pypdku punkt centlny nędi mnipulto poycjonującego pokyw się wiechołkiem ost noż wiąnego dnym uchwytem nożowym (punktem S n ys.). Agumentmi instukcji poycjonowni są współędne punktu centlnego nędi w owym ukłdie odniesieni o kąty definiujące jego oientcję pestenną w tym ukłdie współędnych. Wtości tych pmetów wynikją py tym ustwieni w pesteni poscególnych cłonów oocych mnipulto okeślonego pomocą kątów konfigucyjnych. W pypdku mnipulto poycjonującego o konfigucji peguowej o pięciu stopnich swoody (ys. i ) posukiwne funkcje pyjmują więc nstępującą postć []:

5 (77) LISTOPAD współędne punktu centlnego chwytk w owym ukłdie odniesieni oot X R Y R Z R : h Z Y X R S S S () pmety oientcji nędi kąt nutcji i pecesji (ys. ): c c c c () kąt ootu tcy poycjone okeśljący ieżące jej ustwienie: 6 () py cym wtości kątów konfigucyjnych opisne są w sposó nstępujący: () c () c (6) (7) Wtość kąt jest kolei owiąniem ównni kwdtowego: D D D tg tg (8) o ; h h D R (9) c () () c () ś wtość kąt jest owiąniem ównni kwdtowego w postci: tg tg ()

6 6 MEHAIZAJA I AUTOMATYZAJA GÓRITWA Rys. 6. Okno pogmu komputeowego penconego do geneowni kodu źódłowego pogmu użytkowego dl dnej steeometii ognu oocego msyny uijącej gdie: h pmety deteminujące położenie tcy ootowej poycjone wględem pocątku owego ukłdu odniesieni X R Y R Z R oot poycjonującego h R pmety geometycne mnipulto poycjonującego współędne wiechołk ost noż (punktu S) wiąnego optywnym uchwytem nożowym w ukłdie wlcowym współędne konfigucyjne mnipulto poycjonującego kąty definiujące pestenne ustwienie uchwytów nożowych kąty: nutcji i pecesji nędi definiujące oientcję pestenną chwytk w ukłdie współędnych intefejsu mechnicnego mnipulto X K Y K Z K. Pogm użytkowy geneowny jest utomtycnie w opciu o cyfowe dne opisujące położenie o ustwienie w pesteni poscególnych uchwytów nożowych. Reliowne jest tu pogmownie utonomicne (off-line) n stnowisku komputeowym wykoystniem dedykownego opogmowni komputeowego (ys. 6). Dne wejściowe poyskiwne są py tym dnych geneownych n etpie pojektowni ukłdu noży. Pogm ten utwoony jest pe ciąg instukcji. W efekcie ich wykonni eliowne są kolejne cynności wykonwce i pomocnice skłdjące się n opecję montżu uchwytów nożowych. Steownie stnowiskiem montżowym eliowne może tu yć w ecywistości pe kilk pogmów użytkowych ądjących pcą poscególnych jego uądeń ndoownych poiomu steownik ndędnego (centlnego kompute steującego). Pykłdowo w lgoytmie steowni mnipultoem oot poycjonującego wyodęnić możn dl kżdego uchwytu nożowego nstępujące uchy ooce o cynności pomocnice (w nwisch podno numey instukcji pogmu użytkowego któego fgment widocny jest w oknie pogmu penconego do geneowni kodu źódłowego poknym n ysunku 6): dopowdenie chwytk do sonik uchwytów nożowych w miejsce któego są one poiene o spwdenie stnu gotowości espołu podjąco-poycjonującego sonik (instukcje n: 7) uchwycenie uchwytu nożowego pe chwytk (instukcje n: 8 ) ponie uchwytu nożowego sonik (instukcj n ) wysłnie do steownik ndędnego sygnłu w celu uuchomieni poycjone poocnicy ognu oocego (instukcje n: i ) pejście w stn ocekiwni n sygnł e steownik ndędnego o końceniu poycjonowni poocnicy ognu oocego (instukcj n ) dopowdenie chwytk do poycji końcowej poycjonownie uchwytu nożowego n poocnicy ognu oocego (instukcj n ) ocekiwnie n sygnł e steownik ndędnego po końceniu opecji scepini uchwytu nożowego poocnicą (instukcj n 6) wolnienie chwytk (instukcje n: 7 9) wycofnie chwytk (instukcj n ).

7 (77) LISTOPAD 7 Kolejne linie pogmu użytkowego wieją tu instukcje: poycjonowni nędi steowni chwytkiem mnipulto o osługi wejść i wyjść systemowych umożliwijących komunikcję oot e steownikiem ndędnym. Stuktu kodu źódłowego geneownego utomtycnie pogmu użytkowego dostosown musi yć do syntktyki jęyk dedykownego dl konketnego typu oot pemysłowego. W pedstwionym tu pykłdie fomt pisu poscególnych instukcji wynik py tym konwencji implementownej w systemie opecyjnym oot IRp-6 któy wykoystny ostł do testowni opcownych lgoytmów. Poniewż oot ten pystosowny ył jedynie do pogmowni pope nucnie y możliwe yło twoenie pogmów użytkowych po śodowiskiem jego systemu opecyjnego wykoystny ostł opcowny pe fimę ELBIT Gliwic intefejs pogmowni o komunikcji dwukieunkowej: kompute P jednostk centln oot IRp-6. W pypdku pogmowni pomocą systemu pogmowni off-line istotnym etpem pygotowni pogmu użytkowego jest pocedu testowni (komputeow symulcj pocesu technologicnego) nim ostnie on wpowdony do elicji. Pocedu testowni pewni możliwość spwdeni pwidłowości jego diłni o elimincję potencjlnych łędów. Poleg on miedy innymi n emulcji kinemtycnej stnowisk o emulcji plnowni tjektoii []. Opcowny w Instytucie Mechnicji Gónictw pogm komputeowy do geneowni pogmu użytkowego do steowni ootyownym stnowiskiem montżowym uchwytów nożowych wyposżony ostł dltego w moduł symulcji komputeowej. Umożliwi on symulcję peiegu wygeneownego pogmu steującego wiulicję pocesu montżu uchwytów nożowych n poocnicy ognu oocego msyny uijącej o wykywnie stnów koliyjnych.. ZAKOŃZEIE Opcowne w Instytucie Mechnicji Gónictw Politechniki Śląskiej owiąnie pewni wysoką elstycność i uniweslność gnid podukcyjnego tego odju elementów. Umożliwi ono owiem wytwnie ognów oocych msyn uijących o óżnym kstłcie i wielkości o óżnej steeometii. Rootycj podstwowych opecji technologicnych powdi pondto do ncnego mniejseni pcochłonności i csochłonności tego pocesu o istotnego więkseni dokłdności i jego powtlności. Pydtność opcownego owiąni technicnego modelu mtemtycnego lgoytmu geneowni pogmu użytkowego o lgoytmu steowni uądenimi stnowisk montżowego potwiedon ostł w opciu o testy pepowdone n utwoonym w tym celu w lotoium Instytutu Mechnicji Gónictw stnowisku doświdclnym wyposżonym w oot pemysłowego IRp-6. Litetu. helusk P.: Zstosownie oot pemysłowego w pocesie ustwini uchwytów nożowych n poocnicy głowicy uijącej komjnu chodnikowego. Monogfi: owocesne metody eksplotcji węgl i skł więłych. Kków 9.. ig J.J.: Wpowdenie do ootyki. Mechnik i steownie. WT 99.. Dolipski M. helusk P.: Dynmik ukłdu uini komjnu chodnikowego. Wyd. Politechniki Śląskiej.. Dolipski M. helusk P. Soot P.: Kytei doou głowic uijących dl enegooscędnych komjnów chodnikowych. Pegląd Gónicy 6(7) n 7 8 s Feld M.: Pojektownie i utomtycj pocesów technologicnych cęści msyn. WT Jonk J.: Wyne spekty optymlicji konstukcji i eksplotcji głowic do uini kmieni. I Międynodow Konfeencj Techniki Uini s Jonk J.: Uinie skł głowicmi wielonędiowymi. Wydwnictwo ukowe Śląsk. 8. Klims W.J. Pilt Z.: Podstwy utomtyki i ootyki. WSiP Kue K.: Uinie skł komjnmi ścinowymi: podstwy doou i pojektowni elementów feujących. Wydwnictwo ukowe Śląsk.. Kue K. Kotwic K.: Selection nd undegound tests of the oty tngentil cutting picks used in cutting heds of the longwll nd odwy mines. Achives of Mining Sciences (7) Iss. s.9 7. Recenent: pof. d h. inż. Jóef Jonk Automtycj pocesu wytwni ognów oocych msyn uijących stosownych w gónictwie wykoystniem ootów pemysłowych stw seokie możliwości w kesie elicji óżnych ukłdów noży dostosownych do dnych wunków eksplotcyjnych tego typu msyn. Zmin steeometii wytwnych ognów oocych nie wymg tu miny cech konstukcyjnych stnowisk montżowego wględnie jego ospętu jedynie miny pogmu steującego geneownego dl dnych pmetów konstukcyjnych tych ognów.