Проектирование автоматизированного участка

автоматизация проектирование участок

Под автоматизацией производственных процессов (АПП) понимают комплекс технических мероприятий по разработке новых прогрессивных технологических процессов и созданию на их основе высокопроизводительного оборудования, выполняющего все основные и вспомогательные операции по изготовлению изделий без непосредственного участия человека. АПП является комплексной конструктивно-технологической и экономической задачей создания принципиально новой техники.

Технические преимущества автоматически управляемых производственных систем по сравнению с аналогичными системами с ручным управлением следующие: более высокое быстродействие, позволяющее повышать скорости протекания процессов, а следовательно, и производительность производственного оборудования; более высокое и стабильное качество управления процессами, обеспечивающее высокое качество продукции при более экономном расходовании материалов и энергии; возможность работы автоматов в тяжелых, вредных и опасных для человека условиях; стабильность ритма работы, возможность длительной работы без перерывов вследствие отсутствия утомляемости, свойственной человеку.

Экономические преимущества, достигаемые при использовании автоматических систем в производстве, являются следствием технических преимуществ. К ним можно отнести возможность значительного повышения производительности труда, более экономичное использование ресурсов (труда, материалов, энергии), более высокое и стабильное качество продукции, сокращение периода времени от начала проектирования до получения изделия, возможность расширения производства без увеличения трудовых ресурсов.

Автоматизация производственных процессов является достаточно дорогостоящим мероприятием и поэтому наиболее рационально ее применение в условиях массового производства. Однако в условиях современных рыночных отношений все чаще возникает необходимость в выпуске небольших объемов (партий) одного вида продукции и последующем быстром переходе к выпуску нового вида продукции с одновременным обеспечением ее высокого качества.

Эти требования привели к необходимости создания и внедрения качественно новых автоматизированных производств, обеспечивающих возможность их гибкой переналадки на производство различных видов продукции при одновременной полной автоматизации производственных процессов.

Все выше сказанное привело к созданию и развитию «безлюдных» гибких автоматизированных производств с различным уровнем их автоматизации в виде гибких производственных модулей (ГПМ), гибких автоматизированных линий (ГАЛ), гибких автоматизированных участков (ГАУ), гибких автоматизированных, цехов (ГАЦ). Каждый из вышеназванных структурных уровней или классов гибких производств объединяется общим понятием — гибкая производственная система (ГПС).

Новизна гибкой концепции состоит в том, что ей свойственен не столько поточный способ организации производства, сколько централизованный, предусматривающий как можно более полную, завершенную обработку деталей на одной рабочей позиции, на одном станке, на одной рабочей машине.

Сущность концепции гибкого производства состоит в том, что она позволяет переходить с выпуска одного изделия на выпуск другого изделия практически без переналадки технологического и любого другого оборудования, если же в каких-то случаях и требуется переналадка, то она осуществляется одновременно с выпуском предыдущего изделия.

Целью данной работы является разработка и проектирование гибкого автоматизированного участка (ГАУ) для изготовления партии деталей типа Направляющие, а также разработка календарного плана графика по их выпуску.

Технологические процессы механической обработки деталей

Деталь, А Деталь, А будем собирать из последовательно и далее совместно обработанных заготовок А₁ и А₂, представленных на рисунке 1.

Материал — Сталь 45Х по ГОСТ 4543–88, вид заготовок — литьё.

Масса заготовки, А при плотности стали с=7830 кг/м равна m=3,6 кг.

Рисунок 1 — Заготовки А₁ и А₂

Все размеры заготовок выбираются с припуском 3−5 мм для дальнейшей обработки.

Масса заготовки А₁=2.8 кг. В партии n=50 штук масса заготовок А₁=50*2.8=140кг.

Масса заготовки А₂=0,8 кг. В партии n=50 штук масса заготовок А₂=50*0.8=40 кг.

Общая масса всей партии заготовок, А равна 140+40=180 кг.

Подложка:

V = 12 мм * 102 мм * 102 мм = 124 848 мм³ = 0,12 м³

M = 7810 кг/м³ * 0,12 м³ = 0,9372 кг Стакан:

V = р * h * (D² — d²)/4 = 3,14 * 52 * (82² — 58²)/4 = 137 155,2 мм³ = 0,13 м³

M = 7810 кг/м³ * 0,13 м³ = 1,071 кг

Технологическое описание маршрута обработки детали А1₁

Заготовка А₁ устанавливается промышленным роботом в вертикально-фрезерный станок с ЧПУ M3HS CNC для обработки торцов. Технические характеристики станка позволяют обрабатывать заготовку данных размеров.

Характеристики технологического оборудования Заготовка устанавливается роботом:

Промышленный робот модели «Итекар»

x, y — взаимно перпендикулярные горизонтальные перемещения (перемещение лишь водном направлении считается направлением по оси x);

z — вертикальное перемещение;

r — радиус — вектор, соответствующий продольному перемещению звена;

и — угол поворота звена, прикотором ось вращения ортогональнапродольной оси звена;

ц — угол горизонтального поворота звена относительно вертикальной оси;

R — максимальный радиус зоны обслуживания;

Для локальных движений захвата приняты следующие обозначения:

бугол вращения захвата;

в — угол наклона захвата в вертикальной плоскости;

Основное назначение — для выполнения различных операций при проведении опытных исследовательских работ по автоматизации машиностроения в серийном производстве.

Номинальная грузоподъемность, кг…5

Число степеней подвижности…4

Число рук/захватов на руку…1/1

Тип привода… Электропневматический Устройство управления… Позиционное или цикловое Число программируемых координат…4

Емкость памяти системы, число команд…8000

Погрешность позиционирования, мм…±1

Наибольший вылет руки R, мм… 1100

Масса, кг…500

Линейное перемещение, мм:

z (со скоростью 0,3 м/с)… …500

r (со скоростью 0,5 м/с)… …500

Угловые перемещения, °: ц (со скоростью 45°/с) ц…240

б…270

Рисунок 2 — Кинематическая схема робота «Итекар»

Четыре степени свободы робота вполне достаточно для выполнения необходимых работ по манипулированию заготовок нужной массы и размеров в требуемых направлениях.

Захватные устройства (ЗУ) робота рассматриваются в пункте «Выбор оборудования для загрузки-выгрузки деталей на позицию обработки».

Рисунок 3 — Разновидность захватного устройство робота

Приспособление для зажима и ориентации деталей

Ниже представленное приспособление разработано для фиксации и изменения положения заготовок относительно рабочих органов станка. Габаритные размеры, а так же максимально возможный захват тисками позволяют использовать это приспособление на вертикально-фрезерном станке и обрабатывать заданные заготовки.

Рис.

Рисунок 4 — Приспособление для зажима и ориентирования деталей Данное приспособление должно иметь следующие конструкционные элементы:

основание (1) с возможностью установки на выбранные ниже станки (Вертикально-фрезерный M3HS);

зажим заготовки нужных размеров зажимами (2);

пневматические приводы движения захватов в вертикальной и горизонтальной плоскостях (3) и (4), редуктор, в котором кинематическая пара, а так же поворот кисти зажима вокруг горизонтальной оси В;

стойка (8), стол (5), получающий вращательное движение вокруг оси, А через редуктор (6) от двигателя (7).

Далее обрабатываются торцы на вертикально — фрезерном станке с ЧПУ M3HS CNC, а также производится операция торцецентрования с помощью вертикально-фрезерного обрабатывающего центра V450.

Вертикально-фрезерный обрабатывающий центр V450

Рисунок 5 — Вертикально-фрезерный обрабатывающий центр V450

Вертикально-фрезерный обрабатывающий цент V450 разработан на основе собственной системы ЧПУ. Оснащение станка данной опцией позволяет существенно ускорить процесс обработки материала несколькими инструментами. Данная система способствует повышению автоматизации работы станка, кроме того, упрощается настройка инструмента на размер.

Для каждого из сменных инструментов может быть задана своя программа обработки. Таким образом в едином цикле реализуется полностью автоматизированная разнохарактерная обработка материала — фрезерование, сверление, зенкерование и т. д.

Рисунок 6 — Система АСИ Система автоматической смены инструмента реализована следующим образом. На станок устанавливается особая каретка, имеющяя с одной стороны консоль, позволюющую шпинделю «выезжать» за пределы рабочего стола. На конце этой консоли размещается барабан револьверной подачи с поворотной станиной, где в специальных гнездах установлены сменные патроны с зажатыми в них инструментами. Каждое гнездо имеет свой номер, соответствующей номеру инструмента в управляющей компьютерной программе. Барабан содержит восемь гнезд для различных инструментов. Однако, применение автоматической системы не исключает и ручную замену инструментов в патронах, поэтому общее количество используемых инструментов не ограничено.

Шпиндель также имеет измененную конструкцию: вместо стационарного патрона его ось заканчивается специальным гнездом с пневмозахватом и управляемым фиксатором.

Рисунок 7 — Магазин с АСИ Для смены обрабатывающего инструмента шпиндель, по команде управляющей программы, выезжает за пределы рабочего стола и подходит к барабану.

Одновременно открывается управляемая пневмоприводом шторка, а станина барабана поворачивается к шпинделю тем гнездом, в которое должен быть помещен заменяемый инструмент.

Далее шпиндель, передвигаясь, заводит установленный на нем патрон в гнездо, после чего начинает двигаться вверх и происходит разъединение — патрон с инструментом остается в гнезде. Затем барабан проворачивается до тех пор, пока под осью шпинделя не окажется патрон с нужным заменяющим инструментом, шпиндель опускается, пневмозахват создает разрежение в гнезде оси, увлекая туда патрон с инструментом.

Установленный в гнездо патрон фиксируется, после чего шпиндель, перемещаясь, выводит его из барабана и движется на рабочий стол, приступая к обработке материала. Пневмошторка барабана закрывается. Для одной автоматической смены инструмента необходимо время, примерно в десять раз меньшее, чем потраченное Вами на чтение этого абзаца.

После обработки заготовка снимается роботом Итекаром.2₁

Обработка ведется на токарном станке с ЧПУ СТМ100П40С, где следует черновое и чистовое точение для придания формы круга. Заготовка роботом подводится в рабочую зону станка, используя поводковый центр. Далее производится точение поверхности. После обработки робот снимает деталь.

Характеристики технологического оборудования

Рисунок 8 — Заготовка, установленная в штырьковом поводковом патроне и вращающемся заднем центре. 1 — патрон; 2 — передний плавающий центр; 3 — заготовка; 4- задний вращающийся центр; 5-пиноль задней бабки; 6 — задняя бабка; 7- гидроцилиндр; 8- штырьки Рисунок 9 — Патрон поводковый штырьковой: 1-плавающий центр; 2-поводки; 3-шпонка; 4-корпус; 5-толкатель; 6-пружина; 7-плунжер; 8-гидропласт; 9-плунжер; 10-винт; 11- хвостовик.

Вращающийся центр с конусом Морзе 5

Центр вращающийся станочный с конусом Морзе 5 нормальной серии (рис. 1.7) предназначен для крепления и центрирования деталей при обработке на металлорежущих станках. Класс точности Н.

Центр состоит из корпуса 1, шпинделя 2, установленного в корпусе центра на трех подшипниках: двух радиальных — переднего 6, находящегося в головке корпуса, и заднего 9, установленного в хвостовике корпуса, — которые воспринимают радиальные нагрузки, и одного упорного шарикоподшипника 8, воспринимающего осевые нагрузки.

Поджим подшипников производится гайкой 3, в полости которой установлено войлочное кольцо 4, предохраняющее подшипники от загрязнений и удерживающие смазочный материал. Гайка фиксируется стопорным винтом 5. Задний подшипник закрывается заглушкой 10, ввернутой в резьбовое отверстие хвостовика корпуса.

Рисунок 10 Вращающийся центр с конусом Морзе 5

Таблица Станок токарный СТМ100П40С специализированный многоцелевой с ЧПУ Рисунок 11 — Станок токарный СТМ100П40С специализированный многоцелевой с ЧПУ и его револьверная головка Станок токарный СТМ100П40С специализированный многоцелевой с ЧПУ предназначен для обработки деталей типа крышек, фланцев, втулок, валиков, коротких осей, мелких корпусов, стаканов, полумуфт из различных конструкционных сталей, цветных металлов и сплавов.

На станке можно выполнять токарную обработку в патроне цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, подрезку торца, нарезание резьбы, обработку внутренних поверхностей центровым инструментом, сверление и фрезерование вращающимся инструментом отверстий, цековок, пазов, а также фрезерование винтовых пазов и лысок при следящем вращении шпинделя.

Рисунок 12 — Рабочая зона токарного станка с ЧПУ мод. СТМ100П40С В конструкции станка применены:

· базовые детали повышенной жёсткости

· высокоточные шариковые винтовые пары

· централизованная смазка

· револьверная головка

· механизм приёма готовой детали Рисунок 13 — Процесс точения, фрезерования и сверления на токарном станке мод. СТМ100П40С Рисунок 14 — Револьверная головка токарного станка мод. СТМ100П40С

12-позиционная револьверная головка с приводными позициями (Duplomatic) имеет присоединение инструмента по VDI.

Использование приводного инструмента в револьверной головке VDI типа с быстрым двунаправленным выбором позиции с инструментом позволяет выполнять высокоточные токарные операции и операции фрезерования без использования специальной крепежной оснастки и с одной установки детали. Приводной инструмент позволяет выполнять осевое, радиальное и угловое сверление и фрезерование. Привод осуществляется к задействованному в обработке инструменту. Точность позиционирования револьвера с приводными позициями составляет ± 0,0005°.

Рисунок 15 — Схема смены инструмента токарного станка мод. СТМ100П40С

(1) Револьверная головка с приводным инструментом

(2) Сервопривод

(3) Державки

(4) Предохранительная муфта двигателя

(5) Гидравлическое оборудование и блок питания

(6) Соединение с гидравлическим оборудованием

(7) Блок питания

(8) Электросоединение

Таблица

Стандартная комплектация станка токарного СТМ100П40С с ЧПУ:

· станок с УЧПУ SINUMERIK 840D

· револьверная головка с вращающимся инструментом на 12 блоков

· привод подач с приводом главного движения

· синхронные серводвигатели с приводами фирмы «SIEMENS»

· линейные приобразователи фирмы «HEIDENHAIN»

Дополнительная комплектация:

· УЧПУ NC-110 фирмы «БАЛТ-СИСТЕМ»

· электрооборудование российского производства

· револьверная головка фирмы «SAUTER» или «DUPLOMATIC»

· агрегат подачи прутка

· комплект инструмента под техпроцесс заказчика

· дополнительные резцовые и инструментальные блоки После обработки заготовка снимается роботом. 3₁

После обработки заготовка устанавливается в вертикально-фрезерный станок с ЧПУ M3HS CNC для фрезерования паза для бруска с помощью промышленного робота и фиксируется пневматическими тисками.

Используется выше представленное оборудование.

Далее следует обработка второй заготовки детали А: 1₂

На вертикально-фрезерном станке с ЧПУ M3HS CNC происходит фрезерование заготовки для получения формы бруска. При этом пневматические тиски в ходе операции переворачивают заготовку без использования промышленного робота.

При этом вспомогательное оборудование остается то же самое.

Сварка Детали А₁ и А₂ соединяются с помощью сварочной головки М2201, предварительно устанавливаясь промышленным роботом и фиксируясь в рабочей зоне робота.

Характеристики технологического оборудования. Автоматизированные станочные тиски

Рисунок 16 — Автоматизированные станочные тиски Тиски укреплены на столе 12 станка. Между неподвижной 8 и подвижной 2 губками установлена обрабатываемая деталь 5. Автоматическое закрепление детали происходит при включении механической подачи стола. Стол движется в направлении, показанном толстой черной стрелкой и обрабатываемая деталь подводится к фрезе. При этом пружина 7, помещенная внутри корпуса 11 тисков, разжимается и передвигает стакан 6 и правый конец рычага 9 вправо (это и последующие движения показаны на рисунке тонкими черными стрелками). Рычаг 9, поворачиваясь вокруг оси 10, толкает вперед стержень 4, упирающийся в нижний конец рычага 3. Этот рычаг, поворачиваясь вокруг оси 1, перемещает подвижную губку и давит на деталь с силой Р. Одновременно левый конец рычага 9 давит на выступ рычага 17, стремясь повернуть его вокруг оси 15; поворот ограничивается упором 13, по которому катится ролик 14. Технические характеристики тисков соответствуют габаритам заготовок, а размеры приспособления позволяют разместить на станине любого представленного станка, включая платформу Автоматизированного центровально-зажимного устройства.

Сварочный стенд

Рисунок 17- Сварочный стенд Сварочный стенд предназначен для зажима заготовок детали при их сварке. В качестве зажимного устройства используется вилка 1, установленная вместе с автоматизированными станочными тисками 2 (см. выше) на столе 3. Инструмент состоит из: прижимной опоры 4. Вилка имеет телескопическую стойку для перемещения в горизонтальной плоскости. Станочные тиски с помощью механизма 5 автоматически зажимают заготовку заданных размеров. Габариты всего стенда позволяют компактно размещать устройство в рабочей зоне станка.

Рисунок 18 — Схема зажимного устройства сварочного стенда Рисунок 19 — Рабочее пространство роботов с прямоугольной системой координат Рисунок 20- Сварочная головка МТ-2201

Сверление

Заготовка подается роботом модели «ИТЕКАР» и устанавливается в тиски с электроприводом и призматическими губками установленные на столе вертикально-сверлильного станка мод. RZ3050. Происходит сверление нужных отверстий и нарезание резьбы на вертикально-фрезерном станке с ЧПУ M3HS CNC.

Характеристики технологического оборудования

Тиски машинные с пневмо-гидравлическим приводом тип 6710 со специальными сменными губками Рисунок 21 — Тиски машинные с пневмо-гидравлическим приводом тип 6710

Гидравлические и пневмо-гидравличеекие тиски обеспечивают большую силу зажима, чем тиски с пневматическим приводом.

Гидравлические поворотные тиски, особенностью которых является одновременное перемещение обеих губок, обеспечивают самоцентрирование детали. Закрепление заготовок осуществляется под давлением масла 4900 кПа, поступающего из гидравлической системы станка или от отдельного насосного агрегата в полость основания.

Для питания гидропривода для машинных гидрофицированных и пневматических тисков используется универсальная гидросистема или пневмогидропреобразователь рабатающий от заводской пневмосети. Применение специальных губок и подкладок к машинным тискам приводит к значительному сокращению затрат времени на установку заготовок.

Рис.

Тиски машинные с пневмо-гидравлическим приводом применяются в случаях, где требуется скорость и точность зажима. Используется пневмо-гидравлическая система привода, что обеспечивает легкость и простоту обслуживания.

o жесткий корпус

o широкий диапазон крепления

o сменные губки закалены и отшлифованы Рисунок 23 — Тиски машинные с пневмо-гидравлическим приводом со специальными сменными губками Таблица. Сменные губки разработаны специально для детали типа брусок.

Рис.

Станок Master RZ может быть использован для решения целого спектра задач. Станок имеет поворотный шпиндель, скорость которого может варьироваться. Он может быть использован для сверления отверстий, растачивания, развертывания, зенкования, нарезания резьбы. Станок может найти применение, как в индивидуальном, так и в серийном производстве. Станок очень удобен в обслуживании и отличается высокой точностью и производительностью.

* Скорость вращения шпинделя имеет широкий диапазон и несколько ступеней, которые могут механически изменять. Контроль за изменением скорости шпинделя крайне легок.

* Скорость резания и скорость подач могут быть выбраны без остановки станка с помощью специального механизма.

* Надежная гидравлика гарантирует плавное и точное перемещение шпиндельной головы, манипулятора и колонны.

* Горизонтальный механизм подачи (типа винт-гайка) закреплен 3-х ступенчатым подшипником, поэтому он легко и свободно перемещаются с малыми усилиями.

Описание конструкции

Станок оборудован автоматическим устройством зажима/разжима инструмента Механические перемещения, одновременное действие которых недопустимо, заблокированы относительно друг друга Гидравлический зажим/разжим колонны и шпиндельной бабки Коробка скоростей оснащена предохранительными муфтами Все элементы электрического шкафа отвечают европейским нормам CE

Таблица

Шлифование

Заключительной операцией является шлифование нужных поверхностей на плоскошлифовальном станке FORMAT.

Рисунок 27 — Шлифовальный станок мод. 100 CNC

Рисунок 28 — Зона обработки на станке мод. 100 CNC с устройством автоматической загрузки/разгрузки Рисунок 29 — Схема обработки с использованием револьверной головки с двумя шлифовальными шпинделями Шлифовальный станок мод. 100 CNC предназначен для обработки деталей малого размера большими партиями. Станок оснащен одним или двумя шпинделями (с параллельными осями). Поставляется только с устройствами автоматической загрузки/разгрузки.

Таблица. Краткие технические характеристики:

Таблица Шпиндели VMX предназначены для использования со стандартным преобразователями мощностью 14 кВА.

Шпиндель VMX 06 предназначен для шлифования плоских торцов или для круглого наружного шлифования плоским кругом диаметром 250 мм.

Другие более мощные шлифовальные шпиндели могут быть поставлены в соответствии с запросом.

Области применения

* Автомобильная промышленность

* Машиностроение

* Аэрокосмическая

* Станкостроение Деталь Б Деталь Б представлена из заготовок Б₁ и Б₂ на рисунке 2.

Материал — Сталь45Х по ГОСТ 4543–88.

Вид заготовок: Б₁— прокат, Б₂ — штамповка.

Технологический маршрут представлен в таблице 2.

Рисунок — Вид заготовок Б₁ и Б₂

Масса детали Б при плотности стали с =7830 кг/м приблизительно равна m=2,1 кг.

Масса отдельных заготовок: Б₁=0.7 кг, Б ₂=1,3 кг. Масса заготовок Б в партии n=50 штук равна: 50*2=100 кг.

V = р * h * (D2 — d2)/4 = 3,14 * 72 * (102 — 78)/4 = 244 166,4 мм³ = 0,24 м³

М = с * V = 7810 * 0,24 = 1,906 кг

V = 12 мм * 102 мм * 102 мм = 124 848 мм³ = 0,12 м³

M = 7810 кг/м3 * 0,12 м³ = 0,9372 кг Технологическое описание маршрута обработки детали Б1₁

Заготовка Б₁ устанавливается технологическим роботом в вертикально-фрезерный станок с ЧПУ M3HS CNC где фрезерованием проходит серию обработок поверхностей.

Далее фрезеруются углы и сверлятся отверстия, базой является цилиндрический торец. 2₁

На этом этапе заготовка Б₁ устанавливается промышленным роботом в расточной станок для образования соединительного углубления.

(Станки и все приспособления рассмотрены ранее) Характеристики технологического оборудования Станок одностоечный координатно-расточный модели 2Е450АФ1−1

Рисунок 34 — Общий вид расточного станка: 1 — стол; 2 — инструмент;

Недорогой высокоточный станок для расточки всех типов блоков цилиндров, включая гильзы и цилиндры мотоциклов, с возможностью обработки плоскости. Модель имеет плавно регулируемую скорость вращения и подачу шпинделя с помощью частотных преобразователей и большой набор оснастки для обработки любых деталей.

Станок модификаций S имеет плавно переменную подачу стола и возможность установки фрезерной головки для фрезерования.

Таблица. Технические характеристики:

Рисунок 35 — Рабочая зона расточного станка Далее следует обработка второй заготовки детали Б:1₂

С помощью приставного загрузочного устройства устанавливается заготовка Б₂ в Вертикально-фрезерный станок с ЧПУ M3HS для обработки торцев 1 и 2 заготовки.2₂

Черновое и чистовое точение поверхности 3 заготовки, используя разжимную цангу, а также образование фасок 4 для дальнейшего соединения.

Рисунок 30 — Цанга зажимная Таблица Рисунок 31 — Патрон цанговый с диапазоном зажима 20−40 мм Таблица

Пресс

Используя пресс соединяем заготовки Б₁ и Б₂.

Гидравлический пресс HPC 40 S

Рисунок 36 — Гидравлический пресс HPC 40 S: 1 — стол; 2 — инструмент;

· Подходит для формования, штамповки, гибки и т. п.

· Ручной и полуавтоматический режимы работы.

· Плита ползуна и стол оснащены Т-образными пазами для закрепления инструментов.

· Ограничение длины хода ползуна концевым выключателем.

Рисунок 37 — Гидравлический пресс HPC 40 S с размерами Гидравлический пресс модели П6326 может выполнять следующие виды работ: гибку, запрессовку, листовую штамповку, прошивку и многое другое.

Если установить на данной модели гидравлического пресса дополнительные инструменты и правильный стол, то его можно дополнительно использовать для работ по рихтовке деталей и правке. Данный тип гидравлических прессов находит широкое применение как в единичном, так и в массовом производстве.

Таблица. Размеры

Сверление На вертикально-сверлильном станке следует сверление и дальнейшее нарезание резьбы с предварительным поворотом заготовки с помощью поворотного стола с тисками.

Рисунок 31 — Рабочая зона стола Рисунок 32 — Общий вид наклонного стола с ЧПУ: 1- трёхкулачковый патрон; 2- станина наклонного стола Отличительной особенностью поворотного стола фирмы UCAM является наличие высокоточного сервопривода с возможностью поворота стола: -20 +110 градусов относительно горизонтальной оси, а также возможность установки гидравлических (пневматических) зажимных устройств — в нашем случае — трёхкулачковый патрон (автоматический).

Таблица. Технические характеристики:

Рисунок 33- Компоновка поворотного стола с ЧПУ

Растачивание

Последняя операция — растачивание внутренней поверхности заготовки Б для получения нужного диаметра и шероховатости поверхности. Операция осуществляется на расточном станке и на больших оборотах шпинделя.

(Станок рассмотрен выше).

Деталь В Деталь В представлена из заготовок В1 и В2 на рисунке 3. Материал — Сталь45Х по ГОСТ 4543–88.

Вид заготовок: В1 —поковка, В2 — штамповка.

Технологический маршрут представлен в таблице 3

Рисунок — Вид заготовок В₁ и В₂

Масса детали В при плотности стали с=7830 кг/м³ приблизительно равна m=1,9 кг.

Масса отдельных заготовок: В₁=0.4 кг, В₂=1.5 кг. Масса заготовок В в партии n=50 штук равна: 50*1.9=95 кг.

V = р * h * (D2 — d2)/4 = 3,14 * 40 * (85 — 55)/4 = 28 260 мм³ = 0,28 м³

М = с * V = 7810 * 0,28 = 0,457 кг

V = 12 мм * 102 мм * 102 мм = 124 848 мм³ = 0,12 м³

M = 7810 кг/м3 * 0,12 м³ = 0,9372 кг

Технологическое описание маршрута обработки детали В

(Станки и приспособление рассматривается выше, так как деталь В аналогична детали Б) 1₁

Заготовка В₁ устанавливается в вертикально фрезерный станок и происходит операция фрезерования заданных поверхностей с использованием пневматических тисков для поворота и установки в требуемых положениях. 2₁

Далее заготовку помещают в расточной станок для формирования соединительной ямы. 1₂

Заготовка В₂ устанавливается в автомат центровально-подрезной двусторонний для обработки торцев, где происходит их обработка. 2₂

Далее следует токарная обработка: черновое и чистовое точение поверхности заготовки В₂. 3₂

На продольно-строгальном станке происходит строгание пазов.

Запрессовка На данном этапе происходит запрессовка заготовок с использованием пресса.

Фрезерование Деталь В устанавливается в вертикально-фрезерный станок для фрезерования углов и сверления отверстий с использованием пневматических тисков.

Растачивание Последняя операция — черновое и чистовое растачивание и шлифование на расточном станке внутренней поверхности детали В на больших скоростях для достижения заданной шероховатости.

Выбор оборудования для загрузки-выгрузки деталей на позицию обработки Для этих целей будем применять робот модели «Гранат-10» (модифицированный), его технические характеристики (5 степеней свободы) и захватывающее устройство оптимально сочетают простоту, гибкость и надёжность в загрузке, выгрузке и установке деталей заданных размеров в рабочие зоны оборудования. Описание, рабочая зона и технические характеристики приведены выше. Для перемещения и установки деталей промышленные роботы используют различные захватные устройства (ЗУ). На рисунке 33 (а) показана схема пневматического рычажного ЗУ со сменными рабочими губками, что позволяет использовать его для работы с объектами различной формы. Аналогичное ЗУ для фланцев и колец показано на рисунке 33 (б): на штоке 4 пневмоцилиндра установлена планка 5, на которой шарнирно закреплены тяги 2, связанные с поворотными рычагами 3. К рычагам крепятся держатели 6, несущие сменные губки 7. Переналадка на другой диапазон захватываемых поверхностей осуществляется путем перестановки осей тяг 2 в дополнительные отверстия планки 5 сдвига держателей б по рычагам 3 и смены держателей 3 или губок 7. На рисунке 33(в) показано центрирующее широкодиапазонное ЗУ с параллельным перемещением губок.

К корпусу 3 шарнирно крепятся рычаги 1. В направляющих корпуса перемещается тяга 4, связанная с приводом, на которой закреплены оси рычагов 2 и 5. К средним точкам рычагов 2 присоединены концы рычагов 1. Длина рычагов 2 вдвое больше длины рычагов 1, и шарнирные треугольники, образованные этими рычагами, являются равнобедренными, чем и обеспечивается прямолинейность перемещения губок 6. которые составляют вместе с тягой 4 и рычагами 2 и 5 шарнирные параллелограммы.

Рисунок 38 — Захватные устройства промышленного робота «Гранат»

Автоматизированное транспортное оборудование для ГПС

Универсальными транспортными средствами для ГПС являются напольные тележки (рельсовые и безрельсовые). Рельсовые транспортные тележки выполняют функции межучастковых и межстаночных (межоперационных) связей, а также загрузочно-разгрузочных устройств. Для этого тележки оснащены различными подъемными, поворотными и выдвижными столами, автоматическими манипуляторами или промышленными роботами, образуя в последнем случае транспортные роботы.

Для обеспечения транспортных связей в данной ГПС организован не ветвящийся прямоточный транспортный поток. В качестве транспортного средства выбрана автоматизированная рельсовая тележка С4057.

Тележка типа С4057 предназначена для автоматизации транспортных и по-грузочно-разгрузочных операций в ГПС для механообработки. Тележка состоит из: рамы с колесами, рельсового колодочного тормоза; привода перемещения подъемного стола с приводом; выдвижного телескопического устройства с платформой и приводом; блока управления и механизма аварийного останова с бамперами; кожуха.

Механизм привода перемещения тележки состоит из гидромотора и двухступенчатого редуктора с передаточным числом и = 10. На выходном валу редуктора закреплены приводные колеса, которые вместе с неприводными ходовыми колесами смонтированы на двухрядных сферических подшипниках рамы. Для снижения уровня шума и вибрации бандажи колес связаны со ступицами резиновыми амортизаторами.

Позиционирование тележки в заданном положении обеспечивается с помощью рельсовых тормозов, которые создают дополнительное усилие, уравновешивающее консольно выдвинутый стол с грузом. Рельсовые тормоза установлены на раме тележки над каждым колесом. Тормоз выполнен в виде прямоугольной электромагнитной катушки, подвешенной к раме тележки на тягах с пружинами. При включении тока электромагнитная катушка притягивается к рельсу и удерживает тележку. Электропитание к тормозу подается по кабелю, подвешенному на мачте.

На раме тележки смонтирован подъемно-выдвижной стол, на котором устанавливается тара или столы-спутники с заготовками и обработанными деталями. Механизм подъема состоит из кронштейнов для крепления стола, системы рычагов и шарниров, позволяющих равномерно поднимать и отпускать стол при помощи одного гидроцилиндра. Кронштейны расположены симметрично по обеим внешним сторонам рамы тележки. Контроль подъема стола осуществляют конечные выключатели.

Подъемный стол обеспечивает вертикальное перемещение телескопической выдвижной платформы и крепится сверху на сварной раме. Привод подъема включает в себя: электродвигатель; предохранительную муфту с тормозом; червячный редуктор; открытую зубчатую передачу с ведущим колесом и зубчатым сектором; два вала с кривошипами, соединенные между собой тягами. При включении электродвигателя кривошипы поворачиваются на определенный угол, приподнимая или опуская раму, которая соединена с ними при помощи шарниров. Контроль верхнего и нижнего положений стола осуществляют конечные выключатели.

Рисунок 39 — Тележка транспортная рельсовая С4057

Рисунок 40 — Вид сбоку Техническая характеристика:

Грузоподъёмность, кг… 400

Габаритные размеры тары I x b, мм… 400×600, 800×600

Скорость перемещения, м/мин: маршевая… 120/90 установочная… 1

Электродвигатель привода перемещения: тип… ПБСТ-22 мощность, кВт…0,850 частота вращения, мин-1… 1 — 2200

Электромагнит… МИС 6100

База, мм… 1500

Колея, мм…750

Рельс…Р18

Скорость выдвижения телескопической грузозахватной платформы, м/мин… 11,6

При проектировании ГАУ учитываются формы, габариты и масса заготовок, готовых деталей, конструкций станков, технологии их обработки.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы была предложена схема ГАУ, т. е. совокупность в различных сочетаниях оборудования с ЧПУ, РТК, ГПМ, отдельных единиц ТО и систем обеспечения их функционирования (СОФ) в автоматическом режиме, обладающая свойством автоматической переналадки при производстве изделий различной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик. В соответствии с заданной номенклатурой изделий были разработаны технологические маршруты механической обработки, произведен выбор необходимого технологического оборудования и оснастки. Также, в соответствии с разработанными технологическими маршрутами, была разработана числовая модель календарного плана-графика выпуска партий деталей.

Список литературы

1.Шишмарёв В. Ю. Автоматизация технологических процессов. Учебное пособие для студентов среднего профессионального образования. Издательский центр «Академия», 2005 г.

2.Е. Н. Стружестрах. Справочник нормировщика-машиностроителя. Го сударственное научно-техническое издательство машиностроитель ной литературы 1961 г.

3.Технические средства автоматизации: учебник для студ. высш. учеб. заведение / Б. В. Шандров, А. Д. Чудаков. — М.: Издательский центр «Академия», 2007. — 368 с.

4.Лесной, Б. В. Технические измерения и приборы. В 3-х ч. — Ч. 1: учеб. пособие / Б. В. Лесной, Е. В. Стегачев, И. Е. Грязное; ВолгГТУ. — Волгоград, 2006. — 80 с.

5.Inter-plus:поставщик металлорежущих станков и инструментов [Elec tronic resource]. — 2010. — made of access: http:/7ww.fwmetal.ro/

6.Автоматизация производственных процессов в машиностроении[Е1есггошсге5оигсе]. — 2011. — madeofaccess: http://grigor.volnet.ru/

7.DALCANMACHINES: поставщик оборудования для автомобильной промышленности[Е1есггошсгезоигсе]. — 2011. — madeofaccess: http://www.dalcan.ru/

8.BamGroup Постановка технологического оборудования и инструментa [Electronicresource]. — 2011. — madeofaccess: http://wvvw.bam group.ru

9.BSGroup: Интернет магазин металлорежущих инструментов и обрабатывающего оборудования[Е1есгготсге8оигсе]. — 2011. — madeofaccess: http://www.bsl l.ru