Статті
Постійне посилання на розділhttps://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/7372
Переглянути
31 результатів
Результати пошуку
Документ Дослідження впливу конструкцій захоплювальних пристроїв на динаміку роботи лінійних двигунів у мехатронних модулях переміщення упаковок(2020) Якимчук, Микола Володимирович; Кривопляс-Володіна, Людмила Олександрівна; Мироненко, Світлана Михайлівна; Якимчук, Владислав МиколайовичУ статті розглядається можливість використання слідкувальних електричних приводів лінійного переміщення в пакувальному обладнанні для виконання операцій лінійних переміщень упаковок з використанням різних конструкцій захоплювальних пристроїв. Встановлено, що основним фактором відхилення роботи системи керування мехатронним модулем з лінійним електродвигуном від номінального режиму роботи є пружні коливання захоплювальних пристроїв, які є причиною додаткових збурень. За результатами досліджень можливих способів протидії впливу пружних коливань на роботу мехатронного модуля з лінійним електродвигуном запропоновано встановлення додаткових елементів компенсації в конструкції захоплювальних пристроїв. Отримані результати доцільно використовувати для синтезу мехатронних модулів переміщення упаковок з використанням різних конструкцій захоплювальних пристроїв. The article considers the possibility of using electric tracers of linear motion in packing equipment to perform operations of displacements of packages using different designs of gripping devices. It is established that the main factor of output of the control system of the mechatronic module with a linear motor from a steady mode of operation is the elastic vibrations of gripping devices with packaged food products, which together form additional perturbations. The obtained experimental harmonic graphs showed that the value of maximum acceleration is a component of the characteristics of inertial and driving forces and significantly affect the quality of implementation of a given law of motion. It has been investigated that the control system operates without fail when the amplitude of the first harmonic is greater than the amplitude of all others, that is, when the driving force is greater than the inertia force. As soon as the amplitude of any of the other harmonics becomes greater than the amplitude of the first, that is, the inertial component increases, the control system begins to respond to such perturbation. An attempt is made to control the “model-observerˮ to compensate for the action of inertia, which leads to the appearance of additional self-oscillations. As a result of the imposition of external oscillations on the internal oscillations, they accumulate and become non-attenuating. According to the results of experimental studies, a mathematical and statistical model of determining the time of the process of raising and lowering the structural elements of group packing by a mechatronic module with a linear motor was obtained. According to the results of studies of possible ways of counteracting the influence of elastic vibrations on the operation of a mechatronic module with a linear motor, it is proposed to limit their influence by establishing additional elements of compensation in the design of gripping devices. The results obtained can be used to design mechatronic modules for moving packages using different designs of gripping devices.Документ Розробка математичної моделі для визначення продуктивності роботизованих пакетоформуючих ліній(2017) Якимчук, Микола Володимирович; Горчакова, Ольга Миколаївна; Токарчук, Сергій Володимирович; Валіулін, Геннадій РаіфовичУ статті розглядається математична модель для визначення максимальної продуктивності роботизованих пакетоформуючих пакувальних ліній. Визначено вплив процесу розподілення потоків пакованих виробів різного типорозміру по робочим станціям транспортуючих систем під час формування транспортних пакетів і вплив їхньої інтенсивності для досягнення максимальної продуктивності роботизованого комплексу. Отримані результати можливо в подальшому використовувати при проектуванні нових гнучких роботизованих виробництв у пакувальній галузі при модульному підході до підбору їх обладнання. Mathematical model for determination of the maximal productivity of robotic packet forming lines is being considered in this paper. Determined Influence of the process of separation of movement of different sized packed products on the working stations of the transporting system while forming transport packs and influence of their intensity for achieving maximal productivity of the robotic complex. The process of forming of the transport packaging is presented as a complex of the input of material and informational flows, each of them has its own intensity of developing of packed cargo, technological scheme of laying of cargo unit on the pallet while using information from the exiting flow in case of maximal productivity of robotic complex. Achieved results can be used in future design of new flexible robotic manufacturing in the branch of packaging industry with modular approach to equipment selection.Документ Дослідження впливу тиску рідкого харчового продукту на закон переміщення клапана прецензійного дозатора(2018) Якимчук, Микола Володимирович; Горчакова, Ольга Миколаївна; Токарчук, Сергій Володимирович; Валіулін, Геннадій РаіфовичУ статті розглядаються впливи змін тиску рідкого харчового продукту в каналі дозування на закони переміщення клапана прецензійного дозатора. В результаті досліджень отримано аналітичну модель зміни тиску в каналах дозувального пристрою для випадку закриття клапану дозатора рідкого харчового продукту. Отримані результати можливо в подальшому використовувати при проектуванні системи керування прецензійних дозаторів нового покоління, які реалізують задані закони руху. The change in pressure of a liquid food product in the dosing channel on the laws of the movement of the valve of the precision dispenser discusses in the article. It has been established that the dosage of a liquid food product is a complex process which is connected with non-stationary modes of opening and closing of the actuating device. The quality of such a process essentially depends on the kinematic and dynamic parameters of the movement of a liquid food product. The most important part of the dosing system is the locking element at the dosing liquid food product which is in direct contact with the dosed liquid. The conical and cylindrical locking elements are the most common. Traditionally, linear, parabolic and step laws of motion are used to implement the movement of the locking element. The listed laws of motion consist of three main stages: from opening, idle and closing. The most accurate for dosing is the parabolic law of motion of the dispenser valve which ensures the smoothness of that valve in the final stage. According to the results of analytical researches it was found that there is a sharp increasing in pressure in the dosing channels at the time of closing. This phenomenon is accompanied by a hydraulic shock on the valve which is characterized by a significant excess of the nominal pressure in the hydraulic system. The authors proposed to implement the fourth stage of the movement of the check valve for high-quality work of a control system of the dispenser. This will affect the transient, which is crucial for the accuracy of dosing. The results can be further used in the design of the new generation precision dispensers control systems, which implement the specified laws of motion of the valve.Документ Акватроніка в системах подачі рідких харчових продуктів ліній пакування(2021) Якимчук, Микола Володимирович; Гавва, Олександр Миколайович; Токарчук, Сергій Володимирович; Якимчук, Владислав МиколайовичУ статті розглядається можливість використання установки «Акватронік —Фесто» як фізичної моделі, яка відображає реальні процеси подачі рідкого харчового продукту та систем керування енерговитратами. Автори за допомогою фізичної моделі «Акватронік — Фесто» провели експериментальні дослідження та проаналізували величину споживанням енергії на переміщення рідкого харчового продукту в системах подачі як функцію керування енерговитратами. Наведені результати експериментальних досліджень показують залежність зміни величини місцевих опорів як функції енерговитрати системи подачі рідкого харчового продукту. За результатами досліджень доведено, що регулярні заходи з обслуговування систем подачі рідких харчових продуктів у лініях пакування забезпечують безперебійну і безвідмовну роботу насосів та іншого обладнання, а впровадження нових регульованих систем керування — зменшують енерговитрати. Отримані результати доцільно використовувати при створенні нових енергоощадних систем подачі рідких харчових продуктів на лініях пакування. The quality of liquid food packaging is inextricably linked with innovations in the development of technological packaging equipment and the qualification of production staff. One of the innovative directions of development of new packaging systems is the modernization of liquid food supply systems. Designing the latest liquid food supply systems in packaging lines require from designers engineering knowledge to ensure energy efficiency and reliability of their work. The importance of developing and systematizing such knowledge led to the creation of a new branch of science — aquatronics. According to the terminological definition, "aquatronics" is a synergistic combination of structural elements, technologies, energy and information flows for effective management of energy and water resources. The main directions of aquatronics are the study of new methods of control and management of the automatic process of fluid supply, taking into account energy-saving technologies of consumption. The article considers the possibility of using training equipment "Aquatronic — Festo" as a physical model that reflects the real processes of liquid food products supply and energy management systems. Using the physical model "Aquatronic — Festo", the authors conducted experimental studies and analyzed the amount of energy consumption for the movement of liquid food products in the systems as a function of energy management. The presented results of experimental researches show the dependence of the change in the value of local resistances as a function of the energy consumption of the liquid food supply system. Research has shown that regular maintenance of liquid food products supply systems in packaging lines ensures uninterrupted and trouble-free operation of pumps and other equipment, and the introduction of new regulated control systems — reduces energy consumption. It is expedient to use the received results at creation of new energy saving systems of giving of a liquid food product in packing lines.Документ Методологічні засади створення функціональних кластерів мехатронних модулів пакувального обладнання(2017) Якимчук, Микола Володимирович; Гавва, Олександр МиколайовичСтрімкий розвиток нанотехнологій, що супроводжуються мініатюризацією виконавчих модулів і компонентів дав змогу отримати нові технічні засоби пакування. Їх створення відбувається шляхом використання функціональних мехатронних модулів. У статті розглядається концепція використання меха- тронного принципу проектування, який надає можливість утворювати бібліотеки функціональних кластерів модуль-елементів і поєднувати їх між собою, створюючи широку лінійку параметричних рядів мехатронних модулів пакувального обладнання. На основі проведених аналітичних досліджень обґрунтовано науковий підхід формування функціональних груп кластерів, розглянуто процес сортування модуль-елементів у функціональні кластери шляхом введення початкових критеріїв і проведення функціонально-вартісного аналізу однотипних модуль-елементів кожної утвореної функціональної області. Swift development of nanotechnologies that is accompanied by the miniaturization of executive modules and components allowed to create new technical equipments for packing. Their creation is possible by the use of the functional mechatronic modules. Concept of the use of mechatronic principle of planning that allows the formation of libraries of module elements’ functional clusters and their subsequent merger with each other that allows to create a wide line of mechatronic modules’ parametric series of packing equipment is examined in the article. Scientific approach of forming of functional groups of clusters is established on the basis of undertaken analytical studies, the process of sorting of module elements is considered in functional clusters by introduction of initial criteria and carrying out the function to cost analysis of module elements of the same type in each generated functional area.Документ Розробка мехатронного модуля дозування рідких харчових продуктів(2019) Горчакова, Ольга Миколаївна; Якимчук, Микола ВолодимировичСтаття присвячена дослідженню та розробці мехатронного модуля дозування рідкої харчової продукції. Для виконання досліджень проведено аналіз конструкцій робочих органів дозуючих пристроїв і визначено, що найбільш часто використовуються робочі органи з конічним клапаном. Встановлено, що для забезпечення точності дозування необхідно застосувати законом руху переміщення клапана. Запропоновано закон руху клапана, який передбачає три етапи: швидке відкривання каналу дозування, вистій і плавне закривання. Для підвищення точності дозування зосереджено увагу на етапі закривання каналу дозування. Окрім того, на точність реалізації заданого закону руху клапана суттєво впливають кінематичні та динамічні характеристики потоку рідини. Розроблено математичну модель зміни тиску в каналах дозувального пристрою для випадку закриття клапана дозатора за параболічним законом руху та визначено швидкість клапана під час виконання третього етапу — плавного закривання клапана. The article is devoted to the research and development of the mechatronic module for dispensing liquid food products. To perform research, an analysis of the designs of the working bodies of the dispensating devices, it was determined that the the working bodies with a conical valve are mostly used. It was established to ensure the accuracy of dispensation the necessity to set the law of motion of valve movement. When conducting research, the law of valve movement is proposed, which consists of three stages, namely the quick opening of the metering channel, height and smooth closing. To increase the accuracy of dispensation, attention was focused on the stage of closing the dosing channel. In addition, the kinematic and dynamic characteristics of the fluid flow significantly affect the accuracy of the implementation of the given law of motion of the valve. A mathematical model of pressure changes in the metering channels of the device was developed in case of closing the metering valve according to the parabolic law of motion, and the valve speed was determined when performing the third stage, namely, smooth closing of the valve.Документ Вплив інерційних і геометричних параметрів вакумних захоплювальних пристроїв на допустиме зусилля утримання тарно-штучних вантажів(2020) Якимчук, Микола Володимирович; Гавва, Олександр Миколайович; Кривопляс-Володіна, Людмила Олександрівна; Токарчук, Сергій Володимирович; Якимчук, Владислав МиколайовичУ конструкціях сучасних вакуумних захоплювальних пристроїв спостерігаються революційні зміни. Ці зміни пов ’язані з появою нових конструктивних матеріалів з покращеними фізико-механічними характеристиками і технологій створення складних конструкцій шляхом використання ЗД-принтерів. Потреба створення нових конструкцій вакуумних захоплювальних пристроїв з розширеними функціональними можливостями є наразі дуже актуальною. У статті розглянуто можливість використання вакуумних захоплювальних пристроїв для виконання технологічних операцій в обладнанні для переміщення тарно-штучних вантажів. Розроблено математичну модель для визначення зусилля утримання тарно-штучних вантажів і величини вакууму в таких пристроях з урахуванням додаткових динамічних навантажень і фізико-механічних властивостей пакувальних одиниць, що надає можливість забезпечити надійне їх утримання. Проведено порівняльний аналіз зусиль утримання стандартних і гофроприсмоктувачів. За результатами аналітичних дослідження встановлено, що зміна напрямку вектора сили інерції збільшує зусилля утримання тарно-штучного вантажу в 1,5 раза при однакових показниках кінематичних і динамічних навантаженнях. Використання гофроприсмоктувачів надає додаткові технічні можливості для захоплення тарно-штучних вантажів зі складною конфігурацією твірних поверхонь і є додатковим джерелом коливальних процесів, які суттєво зменшують зусилля утримання упаковок до 40% порівняно зі стандартними присмоктувачами при однакових показниках величини вакууму, кінематичних і динамічних навантаженнях. Визначено, що зміщення осі присмоктувача відносно центру тяжіння тарноштучного вантажу в межах розмірів ядра перерізу контакту призводить до суттєвого збільшення величини вакууму в присмоктувачі на 30%, а зміна кута дії сили інерції — на 40%. Отримані результати можуть бути використані для розробки нових конструкцій вакуумних захоплювальних пристроїв. Revolutionary changes are observed in the designs of modern vacuum capturing devices. These changes are related due to the emergence of new structural materials with improved physical and mechanical properties and technologies for creating complex structures through the usage of 3D printers. The need to create new designs of vacuum capturing devices with advanced functionality is currently very relevant. In the article the authors considered the possibility of using vacuum capturing devices to perform technological operations in the equipment for moving containerized artificial cargo. A mathematical model has been developed to determine the holding force of containerized artificial cargo and the amount of vacuum in such devices, taking into account additional dynamic loads and physical and mechanical properties of packaging units, which made it possible to ensure their reliable retention. A comparative analysis of the retention efforts of standard and corrugated suction cups has been conducted. According to the results of analytical studies, it was established that the change in the direction of the inertial force vector increased the retention forces of the containerized artificial cargo by 1.5 times at the same indicators of kinematic and dynamic loads. The usage of corrugated suction cups provided additional technical capabilities for capturing containerized artificial cargo with a complex configuration of forming surfaces, but was also an additional source of oscillating processes that significantly reduced the retention force of packages up to 40% compared to standard suction cups at the same vacuum values, kinematic and dynamic loads. It was determined that shifting the axis of the suction cup relative to the center of gravity of the containerized artificial cargo within the core size of the contact cross section led to the significant increase in vacuum in the suction cup by 30% and change the angle of inertia by 40%. The obtained results can be used to develop new designs of vacuum capturing devices.Документ Вакуумні захоплювальні пристрої в пакувальних машинах (деякі особливості застосування)(2016) Якимчук, Микола Володимирович; Гавва, Олександр Миколайович; Кривопляс-Володіна, Людмила ОлександрівнаЗахоплювальні пристрої призначені для захоплювання та утримування в певному положенні упаковки під час її переміщення за допомогою різного виду захоплювальних елементів. Сьогодення пакувальної індустрії характеризується розробкою та використанням великої номенклатури упаковок, що мають різну форму, розміри, масу, фізичні та механічні характеристики матеріалів, з яких вони виготовлені. Тому конструкція кожного захоплювального пристрою характеризується видом контакту його робочих органів із відповідними елементами упаковки. Захоплювальні пристрої, що застосовуються в пакувальному обладнанні, можна поділити на певні групи. Кожна група вирізняється способом утримання упаковки: механічним, вакуумним, пневматичним, магнітним та комбінованим. Вимоги до захоплювальних пристроїв умовно можна поділити на дві групи: загальні та спеціальні [2]. До загальних вимог відносять надійність захоплювання та утримання упаковки, неможливість пошкодження її товарного виду чи часткового руйнування. Спеціальні вимоги пов’язані з особливістю технологічного процесу пакування. У разі, якщо упаковка має різні форму та масу, то для її переміщення застосовують універсальні захоплювальні пристрої або захоплювальні пристрої, що мають змінні робочі органи. The article provides an analysis of the effective use of the vacuum gripper. Recommendations on the use of different materials for the manufacture of the gripping elements are formulated. The effect of the center of mass of packaging offset from the geometric center of the gripper is analytically studied. Analytical relationships to ensure reliable and efficient retention package gripper are recommended.Документ Синтез просторових потоково-транспортних систем ліній пакування харчових продуктів(2016) Гавва, Олександр Миколайович; Кривопляс-Володіна, Людмила Олександрівна; Деренівська, Анастасія Василівна; Якимчук, Микола Володимирович; Токарчук, Сергій ВолодимировичНа базі потоково-просторових технологічних систем можуть широко вирішуватися питання комплексної автоматизації виробничих процесів виготовлення та упаковування різних виробів і виконання прогресивних технологічних процесів. Сучасний розвиток науково-технічного процесу є підгрунтям для нових тенденцій композиції та принципів створення техніки і технологічних систем. Створюються технічні системи з гнучкими автоматизованими комплексами, постійно удосконалюються і створюються функціональні технологічні модулі з якісно новими властивостями і можливостями. Однак, до дійсного часу ще не вивчені питання створення і функціонування автоматичних технологічних комплексних систем безперервної дії для пакувальнихпроцесів. Не виконано аналіз загальних структурно-функціональних параметрів автоматичних технологічнихсистем безперервної дії для пакувальних процесів зі складною просторовою структурою технологічнихелементів. Відсутні загальні принципи компоновки і проектування технологічних систем зі складноюпросторовою структурою і кінематикою функціонування технологічних елементів. Виходячи з викладеного вище, розробка методів проектування автоматичних технологічних систем безперервної дії для пакувальнихпроцесів єактуальною науковою задачею, і направлена на комплексне рішення задач по створенню автоматичнихтехнологічних систем безперервної дії для пакувальних ліній. У роботі розглянуто особливості компонування і проектування потоково-транспорних ліній (ПТЛ) пакувальних операцій, а також запропоновано на останньому етапі схемного розгляду технологічної системи використовувати принципово-структурні моделі. Тому в роботі виконано аналіз і синтез принципово-структурних моделей і розроблена загальна модель побудови ПТЛ. On the basis of flow-spatial technological systems can greatly decide the question of complex automation of production processes of manufacturing and packaging to various products and implementation of advanced technologicalprocesses. Modern development of scientific and technological process is the basis for the new trends of compositionand principles of creation equipment and process systems. Created technical systems with a flexible automated complexes, are constantly being improved and created functional process modules with qualitatively new properties andpossibilities. However, to date has not explored the issues of establishment and functioning of the automated complex manufacturing systems, continuous packaging processes. Not the analysis of General structural and functional parameters ofautomatic technological systems, continuous packaging processes with complex spatial structure of technological elements. There are no common principles of layout and design of technological systems with complex spatial structureand kinematics of the technological elements. Based on the above, development of methods of designing automatic assembly technological systems ofcontinuousaction for the Assembly processes is an important scientific problem, and is aimed at complex solution of tasks on creation of automated technological systems, continuous packaging lines. The paper discusses the features of layout and design with precisely-transport lines (PTL) packaging operations, aswell as proposed at the last step of scheme consideration the technological system to use a fundamentally-structuralmodel. Therefore, the analysis and synthesis of fundamentally-structural model and developed a General model of construction of PTL.Документ Рекуперація енергії в пневматичному приводі функціонального мехатронного модуля накопичення шарів вантажів(2018) Якимчук, Микола Володимирович; Гавва, Олександр Миколайович; Кривопляс-Володіна, Людмила Олександрівна; Якимчук, Владислав МиколайовичСучасні зразки обладнання для формування транспортних пакетів виготовляються на основі функціональних мехатронних модулів. Найбільші енерговитрати у модулях накопичення шарів вантажів на рухомій платформі. Приводами таких платформ можуть бути електродвигуни, гідропневмоциліндри. Відомі методики рекуперації енергії в електро- та гідроприводах. Поряд із цим відсутня інформація щодо використання пневматичних акумуляторів для рекуперації енергії в пневматичних приводах мехатронних модулів покрокового накопичення шарів вантажів. Метою дослідження є розроблення схеми та методики розрахунку пневматичних акумуляторів для рекуперації енергії в пневматичних приводах мехатронних модулів покрокового накопичення шарів вантажів на рухомій платформі пакетоформувальної машини. Обґрунтовано концепцію використання пневматичних акумуляторів для рекуперації енергії в пневматичних приводах функціональних мехатронних модулів покрокового накопичення шарів вантажів пакетоформувальних машин. На основі розроблених математичних моделей створено методику проектування пневматичних акумуляторів для рекуперації енергії в пневматичних приводах функціональних мехатронних модулів покрокового накопичення шарів вантажів, а також запропоновано нові схемні рішення вантажних платформмодуля з рекуператорами енергії на базі пневматичних акумуляторів. Результати досліджень можна рекомендувати для впровадження при проектуванні нових ефективних зразків пакетоформувальних машин. Modern models of palletizer are made on the basis of functional mechatronic modules. The largest energy consumption in the modules for the accumulation of cargo layers is observed on a mobile platform. As drive units of such platforms electric motors, hydropneumatic cylinders can be used. The methods of energy recovery in electric and hydraulic drive units are known. But there is no information about the use of pneumatic accumulators for energy recovery in pneumatic drive units of mechatronic modules of step-by-step accumulation of cargo layers. The purpose of the work is to develop a scheme and methods for calculation of pneumatic accumulators for energy recovery in pneumatic drive units of mechatronic modules of step-by-step accumulation of cargo layers on palletizer’s moving platform. The concept of the use of pneumatic accumulators for energy recovery in pneumatic drive units of functional mechatronic modules of step-by-step accumulation of layers of cargo of palletizers is substantiated. The method for design of pneumatic accumulators for energy recovery in pneumatic drive units of functional mechatronic modules of step-by-step accumulation of cargo layers has been proposed based on the developed mathematical models. Various new schemes for load platforms of the module with energy recuperators on the basis of pneumatic accumulators have been proposed. The results of the research are recommended for development of new effective palletizer’s types.