Задание исходных технологических данных для автоматических циклов управления механообработкой

Программирование рабочего процесса для автоматического технологического оборудования циклического действия (автоматических линий и агрегатных станков) может производиться как на этапе проектирования, так и на этапе эксплуатации. Если программирование рабочего процесса автоматического оборудования циклического действия производится на этапе проектирования, то на этапе эксплуатации это оборудование уже не может быть переналажено на другой рабочий цикл. Поэтому для технологического оборудования, оснащенного сменными упорами и/или кулачками различного профиля и по-разному установленным друг относительно друга, является весьма актуальным проектирование рабочего цикла именно на этапе эксплуатации этого оборудования.

Проектирование рабочего цикла подобного оборудования для получения детали, заданной ее рабочим чертежом, распадается на три этапа:

• • составление схемы обработки;
• • составление расчетного листа наладки;
• • построение циклограмм.

Для составления схемы обработки и для перехода от нее к расчетному листу наладок рассмотрим описываемый в литературе пример изготовления из прутка на одношпиндельном токарно-револьверном автомате детали, рабочий эскиз которой приведен на рис. 15.6.

Схема обработки этой детали изображена на рис. 15.7 и включает в себя шесть этапов.

I. Обработка детали начинается с поворота револьверной головки 1 в такую позицию, когда она оказывается обращенной к шпинделю регулируемым упором, и с подачи прутка-заготовки 2 до этого упора.

II. Затем револьверная головка поворачивается на следующую позицию, так что закрепленное в ней центровочное сверло 3 и проходной резец 4 оказываются обращенными к шпинделю. Резец 4 при подаче револьверной головки вдоль оси вращения заготовки производит ее наружную обточку, хотя и не на всю длину, а центровочное сверло осуществляет центровку заготовки.

Рис. 15.6. Пример детали, изготовляемой на токарно-револьверном автомате.

Рис. 15.7. Схема обработки на токарно-револьверном автомате.

III. На этом этапе после поворота револьверной головки обращенными к заготовке оказываются сверло 5 для окончательной обработки заданного на рабочем чертеже детали внутреннего осевого сверления и проходной резец 4. В результате движения револьверной головки по направлению к заготовке осуществляется ее окончательная наружная обточка на всю длину, заданную чертежом детали, и формирование внутреннего отверстия.

IV. Револьверная головка снова поворачивается, и осуществляется фасонная наружная обточка левой части поверхности детали с помощью профильного резца 6, установленного в заднем поперечном суппорте станка. Одновременно накатным роликом 7, установленным на переднем поперечном суппорте, делается накатка на головке детали, а резцом .

V. После очередного поворота револьверной головки к детали оказывается обращенной самозатягивающаяся плашка 9, и при подаче револьверной головки на заготовку с помощью этой плашки нарезается наружная резьба Ml0x1. Затем включается обратное вращение шпинделя, и при обратном ходе револьверной головки плашка свинчивается с нарезанной ею резьбы.

VI. Затем револьверная головка возвращается в исходное положение, и готовая деталь отрезается от прутка отрезным резцом 10, установленным на верхнем поперечном суппорте станка.

На этом цикл обработки одной детали заканчивается и может повториться на следующей детали.

Таким образом, чтобы в процессе эксплуатации подобного токарно-револьверного автомата спроектировать цикл обработки новой детали, заданной своим рабочим чертежом, необходимо составить схему ее обработки на данном автомате и построить профили сменных плоских кулачков, определяющих движения револьверной головки и поперечных суппортов станка. Для построения профилей указанных плоских кулачков и используются расчетные листы наладки, в которых указываются величины требуемых перемещений и законы, по которым они осуществляются. Обычно участок профиля кулачка для подачи режущего инструмента на заготовку выполняется по архимедовой спирали, а участок профиля кулачка для отвода режущего инструмента от заготовки выполняется по логарифмической спирали.

Что касается автоматических циклов, разработанных на этапе проектирования технологического оборудования, например агрегатных станков или автоматических линий, то на этапе эксплуатации такого оборудования автоматический цикл, как правило, изменению не подлежит. Проектирование этого цикла на весь срок эксплуатации обычно осуществляется специалистом по электроавтоматике или гидроавтоматике в соответствии с заданием, полученным им от специалиста-технолога, определяющего тот технологический процесс, для реализации которого предназначена проектируемая единица технологического оборудования. В связи с этим очень важен вопрос о типизации той технологической информации, которая поступает к проектировщику и однозначно определяет схему управления этим циклом. Обычно схема управления циклом оказывается комбинированной электропневматической и состоит из электрических элементов, воспринимающих параметры элементов рабочего цикла и формирующих на основе преобразования полученной информации соответствующие управляющие воздействия, и гидравлических исполнительных механизмов, обладающих необходимыми кинематическими характеристиками, а также статическими и динамическими качествами.

Для задания технологической информации, необходимой для построения на этапе проектирования схем, реализующих те или, иные автоматические циклы, можно использовать циклограммы движений, циклограммы включений, а также специальные таблицы.

Пример циклограммы движений приведен на рис. 15.8. На этой циклограмме изображены фактические движения рабочих органов (гидроцилиндров) многопозиционного агрегатного станка между двумя крайними положениями: исходным и предельным. Для компоновки этого станка характерно веерное расположение силовых головок. Столбцы циклограммы соответствуют.

Рис. 15.8. Пример циклограммы движения для агрегатного станка.

дискретным моментам времени, определяемым началом или окончанием движения гидроцилиндра привода того или иного исполнительного механизма. Из этой циклограммы видно, что пока планшайба агрегатного станка остается зажатой (моменты времени между 1 и 6), можно осуществлять медленную рабочую подачу силовых головок с режущими инструментами до предельного положения (моменты времени между 1 и 5), а также их быстрый отвод в исходное положение (моменты времени между 5 и 6). Гидроцилиндр привода поворота планшайбы осуществляет медленное движение «захвата» (моменты времени между 1 и 6), подготавливающее последующий быстрый поворот планшайбы (моменты времени между 7 и 9), когда зажим с нее будет снят (моменты времени между 7 и 10). Пока планшайба будет зажата, можно осуществлять движения выгрузки детали (моменты времени между 1 и 3), а также загрузки новой заготовки (моменты времени между 3 и 6). На время рабочей подачи силовых головок включается подача СОЖ, а на время быстрого отвода силовых головок в исходное положение и их выстоя.

(моменты времени между 5 и 1) подача СОЖ отключается. Заметим, что при работе агрегатного станка по циклу после окончания очередного цикла все исполнительные органы должны возвращаться в исходное положение, что отражается в том, что последний, 10-й интервал времени называется также нулевым.

Задание исходной технологической информации для разработки схемы автоматического цикла с помощью циклограммы движения является наглядным, так как в этом случае непосредственно изображаются движения приводов исполнительных органов и указываются причинно-следственные зависимости между этими движениями. Однако здесь не указываются абсолютные времена выполнения тех или иных элементов рабочего цикла.

Этот недостаток отсутствует, если исходная технологическая информация о рабочем цикле задана в виде циклограммы включений. Пример такой циклограммы приведен на рис. 15.9. В циклограмме включений указано фактическое время, в течение которого тот или иной элемент должен быть включен.

Исходная технологическая информация об автоматическом цикле может быть также предоставлена в формуле специальных таблиц. В них перечисляются сигналы на входе и на выходе системы управления циклом, указывается их характер (импульсный или потенциальный), перечисляются источники и адресаты этих сигналов.

Рис. 15.9. Задание исходной технологической информации о рабочем цикле с помощью циклограммы включений.