Определим расчетное количество применяемого оборудования по формуле
, где – штучное время на соответствующей операции; = 321200 шт - объем партии деталей; - годовой фонд работы оборудования. Коэффициент загрузки оборудования по времени определяется следующим образом: , где – принятое количество оборудования; – расчетное количество станков по каждой операции. Для расчета количества основного оборудования требуется определить такт выпуска изделий, который определяется по следующей формуле: , где – эффективный фонд времени работы оборудования в планируемый период; – объем выпуска изделий в планируемом периоде. Количество основного оборудования определяется по следующей формуле: , где – штучно-калькуляционное время обработки; – такт выпуска.
Полученные результаты сведем в таблицу: Таблица 3.
Общее количество применяемого основного оборудования: N = 2.
4. Разработка АУ
4.1. Выбор оборудования. Технологическое оборудование определяет технико-экономические характеристики АУ, а также показатели обрабатываемых изделий. С учетом поставленного технического задания и технологии получения конечного изделия выбираем следующее технологическое оборудование: С целью концентрации операций на одном рабочем месте (Операция 1) используем токарный станок с ЧПУ модели Boehringer NG 180 Duo, оснащенный контршпинделем, позволяющий в условиях автоматизированного производства при патронном закреплении обрабатываемой заготовки выполнять операции точения, фрезерования плоскостей, пазов, производить сверление и растачивание отверстий, а также нарезать резьбу. Таблица 4 - Технические характеристики станка Boehringer NG 180 Duo
4.2. Выбор вспомогательного оборудования.
Для построения АУ наряду с основным оборудованием применяют и вспомогательное, которое обеспечивает работу основного оборудования в автоматическом режиме в течение заданного срока. К таким вспомогательным средствам относят: робототехническое оборудование (загрузка-разгрузка, смена инструмента, приспособления); средства складирования заготовок, готовых изделий, приспособлений, инструментов; транспортно-накопительные устройства, контрольно-измерительные средства и др. С целью обеспечения точной установки заготовки в патроне основного оборудования и удобства автоматической загрузки-выгрузки заготовок применим промышленные роботы портального типа. С учетом технических характеристик выбираем портальный робот фирмы Fanuc модели M-710iC/50T. Для транспортировки заготовок и готовых деталей, а также их хранения применяются транспортные конвейеры. Детали располагаются на поддонах для хранения деталей типа вал. Транспортировка деталей на участок обработки и склад производится с помощью автоматических транспортных тележек.
Роботизированные комплексы для механообработки заготовок типа тел вращения могут иметь различные компоновочные схемы в зависимости от выполняемых ими технологических задач. Наибольшее применение в машиностроении получили АУ, состоящие из автоматизированных станков (токарных, кругло-шлифовальных, многоцелевых и др.), оснащенных накопительными устройствами для заготовок и деталей, системой программного управления и обслуживаемых с помощью ПР. В первую очередь такие РТК предназначаются для серийного изготовления деталей мелких и средних размеров с небольшим временем обработки. Комплексы могут оснащаться как встроенным в станок, так и внешним ПР. напольного или портального типа. Разработанный участок состоит из двух единиц технологического оборудования - двух токарных станков. Обслуживание станков производится двумя промышленными роботами портального типа Fanuc модели M-710iC/50T: первый (ПР-1) обслуживает тележку, два конвейера и промежуточный накопитель. Второй робот (ПР-2) обслуживает два токарных станка и конвейеры. Загрузка оборудования происходит в порядке приоритета и занятости станков. Входным звеном является транспортная тележка, которая доставляет заготовки в зону захвата ПР-1. Работа РТУ происходит в следующем порядке: Первый портальный робот берёт заготовку из тележки и кладёт её на первый конвейер, конвейер перемещает заготовку в зону второго робота и останавливается. ПР. захватывает заготовку с первого конвейера и устанавливает ее в патроне токарного центра 1 или 2 в зависимости от приоритета или занятости одного из них. Переустановка обрабатываемой заготовки производится контршпинделем станка. В это время первый ПР-1 разгружает до конца тележку на первый конвейер и тележка в зависимости от заполнения либо остается, либо уезжает. После обработки заготовки на токарном станке ПР-2 снимает ее и кладет в позицию второго конвейера, который служит для транспортирования детали в зону захвата ПР-1. После этого ПР-2 захватывает очередную заготовку с первого конвейера и проделывает те же операции. После готовая деталь загружается ПР-1 на тележку. Если же тележка уехала, то детали загружаются на промежуточный накопитель и по заполнению последнего происходит вызов тележки и загрузки её. Возможны варианты, когда несколько тележек поступают друг за другом и заготовки разгружаются в конвейер, у которого для этого достаточно позиций. Данный АУ позволяет гибко переходить от производства детали к детали типа вал в пределах от полуметра до полутора метров и диаметром до 400 мм.
5.Выбор датчиков и разработка циклограммы работы АУ Технические средства для контроля объектов на нижнем (исполнительском) уровне АУ определяются их назначением, конструкцией и условиями работы. Для металлорежущих станков ими могут быть датчики перемещений рабочих органов, путевые (контактные и бесконтактные) выключатели, датчики контроля параметров процесса (усилия резания, температуры в шпиндельном узле, положения режущей кромки инструмента, виброускорений в резцовой головке, работы привода и другие), обеспечивающие работу станка в автоматическом режиме. Промышленные роботы обычно оснащаются индуктивными датчиками позиционирования и касания (для контроля захвата изделия), а транспортно-накопительные устройства – ультразвуковыми датчиками. В качестве датчиков «включения/выключения» приводов станков, а также шагового конвейера применен вращающийся трансформатор. Особенностью такого датчика является непрерывное измерение перемещения контролируемого органа и преобразование результатов измерения в непрерывный электрический сигнал, модулированный по фазе. Для определения «наличия/отсутствия» заготовки в захватном устройстве ПР и в патроне станка, его состояния станка «зажат/разжат» применены индуктивные датчики. В общем случае такие датчики состоят из воспринимающего давление со стороны объекта слоя (либо фольга, либо резина с металлическими вкраплениями) и контакторов, вместе они образуют систему реле. В качестве датчиков положения, определяющих состояние рабочих органов оборудования, применены индуктивные бесконтактные выключатели. Технические характеристики выбранных датчиков приведены ниже. Вращающийся (трансформаторный) датчик угла поворота Balluff BSW-819.
Ультразвуковой датчик Balluff Bus-3 Сканирование содержимого грузовых контейнеров. Определение загруженных и пустых контейнеров. Управление автоматизированным конвейерным оборудованием. Размер М12 Настраиваемый наклон Определение положения объекта (переключающий выход) Диапазон - 25…200 мм Настройка (teach-in) – удаленная Аналоговое измерение расстояния (Выходная функция) 0…10 В, 4…20 мА
Индуктивный бесконтактный Balluff Global DC 3 Индуктивный бесконтактный Balluff BAW M30
4. Описание циклограммы Циклограмма – это графическое отображение взаимодействия технологического, вспомогательного и транспортного оборудования в пределах АУ. Циклограмма также позволяет определить состояние всех элементов АУ в определенный момент времени. Рассмотрим построение циклограммы, описывающей момент времени обработки одной детали, начиная с поступления ее с транспортной тележки на участок. Деталь обрабатывается на первом токарном станке исходя из того, что оба станка свободны и у первого приоритет над вторым. Транспортная тележка уезжает, и деталь после шлифования поступает на промежуточный накопитель. Транспортная тележка после заполнения заготовками (S14) прибывает на участок (S1), портальный робот двигается в сторону тележки и останавливается над тележкой по сигналу датчика S9. Далее происходит выдвижение руки робота для забора из тележки заготовки (S9) при срабатывании датчика S22 наличие детали в захвате происходит зажим захвата (S18). Затем происходит складывание руки в режим перемещения. Робот перемещается в сторону конвейера и при срабатывание S9 останавливается и разворачивается, робот отпускает деталь и срабатывает датчик наличия заготовки на конвейере (S23) и захват разжимается (S19), рука складывается и включается привод первого конвейера (S5). При достижении заготовки в зону забора роботом (S25) привод конвейера выключается (S7) и останавливает конвейер. Далее второй ПР движется до срабатывания S10 и по прибытию разворачивает руку для захвата. Срабатывает датчик наличия заготовки в захвате S13 и робот сжимает захват (S11). Робот складывается и перемещается к токарному станку. Останавливается над станком (S10) и разворачивает руку. Деталь вставляется в патрон станка (S16), и зажимается патрон (S17) захват разжимается (S12) и сворачивается. Происходит включение главного привода (S6) и обработка в два установа с помощью контршпинделя, по окончании обработки привод шпинделя выключается (S21) и робот захватывает и забирает деталь (S13, S11), патрон станка разжимается (S20) и движется в сторону второго конвейера при срабатывания S10 робот останавливается и раскладывается, схват опускает деталь на конвейер (S26) и включается привод конвейера (S5) и перемещается по конвейеру и при срабатывании датчика наличия детали в зоне забора роботом (S8) конвейер останавливается (S7) и первый робот выдвигается в сторону второго конвейера (S9) и забирает деталь (S13, S18) и, при условии наличия свободных ячеек в накопителе (S3) движется к промежуточному накопителю (S9) разжимает захват (S19) и загружает её туда. В случае, если транспортная тележка пустая, то робот перемещается в положение над тележкой (S9) и разжимает захват (S19) и выгружает деталь в тележку. Далее вся система работает по более сложному сценарию, который описать очень сложно, потому-то возможны множества организаций работы и одновременных срабатываний ключевых датчиков, которые определяют движение и работу роботов. Это решается путём установки приоритетов в программе роботов. 7. Разработка технологических наладок для станков с ЧПУ Для обработки конкретной поверхности детали необходимо определить, каким образом будет перемещаться инструмент. Для этого определяется траектория его движения, включающая рабочие ходы, сопровождающиеся снятием слоя металла, и холостые ходы. Рабочие ходы движения инструмента определяют контур детали, геометрическую точность получаемой поверхности (размер, шероховатость). Холостые ходы характеризуются быстрым перемещением инструмента с точным позиционированием в заданной точке. Траектория движения инструмента в станках с ЧПУ задается с помощью специальных кодов (функций), записываемых в управляющую программу в определенной последовательности. Также в программе задается система координат, в которой описывается перемещение инструмента. С помощью специальных кодов можно управлять также и вспомогательными операциями (подача СОЖ, смена инструмента). Наиболее часто используемые функции при программировании:
Декартова система координат G59 XYZ – перенос начала системы координат в точку XYZ G92 – пренос системы координат в исходное состояние G90 – все числа ниже в программе представлены в абсалютной системе исчисления G91 – все числа ниже в программе представлены в относительной системе исчисления G01 – линейная интерполяция G02 – круговая интерполяция по ходу часовой стрелки G03 – круговая интерполяция против хода часовой стрелки G17 – выбор плоскости обработки XOY G18 – выбор плоскости обработки XOZ G19 – выбор плоскости обработки YOZ Tnn kk – смена инструмента(nn-номер инструмента;kk-номер корректора) G94 F – подача в мм/мин G95 F – подача в мм/об G96 S – обороты м/мин G97 S – обороты об/мин G00 – быстрое перемещение G60 – быстрое перемещение в исходную точку M00 – останов M02 – конец программы M03 – вращение шпинделя по ходу часовой стрелки M04 – вращение шпинделя против часовой стрелки M08 – включение охлаждения M09 – отключения охлаждения Lx – подпрограмма (х - номер) G25 – геометрические ограничения (минимум) G26 – геометрические ограничения (максимум) Токарные G82XYZLDRH – снятие припуска за несколько проходов с параметрами (L -длина; D-припуск за один проход; R-полный припуск; H-смещение) G70 – чистовая обработка в продольном направлении по ступеням; G71 – черновая обработка в продольном направлении по ступеням G75XYZRD – аналог G82, но без L и H G82 – многопроходная обработка в продольном направлении; G86 – снятие фасок под углом 450; G86XZR – снятие фасок(R-катит фаски) G76XYZR – нарезание внешний резьбы G84XYZR – нарезание внутренней резьбы G76XYZIKR – нарезание конической резьбы I- смещение по Z K- смещение по X G76 DH – нарезание многопроходной резьбы H – шаг D – отклонение Фрезерные G41 – положительная коррекция G42 – отрицательная коррекция G40 – отмена коррекции G43 – круговая интерполяция по ходу часовой стрелки и положительная коррекция G44 – круговая интерполяция по ходу часовой стрелки и отрицательная коррекция G45 – круговая интерполяция против хода часовой стрелки и положительная коррекция G46 – круговая интерполяция против хода часовой стрелки и отрицательная коррекция Сверление G81RZ – включение цикла постоянной обработки отверстия (R - точка начала с запасом; Z – конец) G82RZ – включение с паузой на конце обработки (R - точка начала с запасом; Z – конец) G83RZ – глубокое сверление (R - точка начала с запасом; Z – конец) G84RZ – резьбонарезание (R - точка начала с запасом; Z – конец) G80 – отмена постоянного цикла G98 – возврат в точку RS G99 – возврат в точку R G43Z – команда говорит, что инструмент длиннее положенного на Z G44Z – команда говорит, что инструмент короче положенного на Z M06 – команда смена инструмента в револьверной головке (T02 02 M06) G49 – отмена коррекции инструмента Полярная система координат G20 – плоскость вращения XOY G21 – плоскость вращения XOZ G22 – плоскость вращения YOZ Поворот U - радиус поворота A – угол поворота
9. Заключение
В результате проведенной работы разработал АУ по механообработке детали «Вал 5». ГАУ состоит их двух единиц технологического оборудования, расположенных в порядке следования технологического маршрута. Транспортировка обрабатываемых деталей производится с помощью АТСС, включающая в себя конвейеры, автоматические тележки, а также в зоне локальных перемещений применены промышленные роботы портального типа. Таким образом, эта система представляет собой роботизированный технологический участок по обработке деталей типа вал при их патронном закреплении. На технологическом и вспомогательном оборудованиях установлены датчики, позволяющие определить состояние системы в определенный момент времени. Выбор датчиков произведен в соответствии с видом установленного оборудования, типом приводов механизмов рабочих органов и в соответствии требованиями эксплуатации оборудования. В заключительной части работы произвел расчет механизма накопительного устройства – накопительного конвейера, который представляет собой пластинчатый конвейер.
10. Список литература
1 «Общемашиностроительные нормативы вспомогательного времени, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. Серийное производство», Машиностроение, Москва, 2010г. 2 Проектирование автоматизированного производственного оборудования: Учеб. пособие для вузов / М. М. Кузнецов, Б. А. Усов, В. С. Стародубцев. — М.: Машиностроение, 2009г. — 288 с.: ил. 3 Промышленные роботы в машиностроении: Альбом схем и чертежей: Учеб. пособие для технических вузов / М. Ю. Соломцев, К. П. Жуков, Ю. А. Павлов и др.; Под общ. ред. Ю. М. Соломцева. — М.: Машиностроение, 2011г. — 140 с.: ил. 4 Роботизированные технологические комплексы и гибкие производственные системы в машиностроении: Альбом схем и чертежей: Учеб. пособие для втузов / Ю. М. Соломцев, К. П. Павлов и др.; Под общ. ред. Ю. М. Соломцева. — М.: Машиностроение, 2009. — 192 с.: ил. 5 Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 2010. — 496 с., ил. 6 Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 2010. — 505 с., ил. 7 «Справочник технолога-машиностроителя», в 3-х томах, том 3, под ред. Анурьева В.И., Машиностроение, Москва, 2009г.
Популярное: Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1340)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |