Состав, связи и оборудование гибких производственных систем
Гибкая производственная система как совокупность оборудования с числовым программным управлением и обеспечения его функционирования в автоматическом режиме. Гибкие производственные модули. Классификация станков с числовым программным управлением.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.05.2010 |
| Размер файла | 151,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1
СОСТАВ, СВЯЗИ И ОБОРУДОВАНИЕ ГИБКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ
Согласно принятой терминологии (ГОСТ 26228-85) гибкой производственной системой (ГПС) называют совокупность в разных сочетаниях оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающую свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик (при этом заданный интервал времени устанавливается по согласованию с заказчиком ГПС).
По организационным признакам различают следующие виды ГПС: гибкая автоматизированная линия, гибкий автоматизированный участок, гибкий автоматизированный цех.
Гибкая автоматизированная линия (ГАЛ) - это гибкая производственная система, в которой технологическое оборудование расположено в принятой последовательности технологических операций.
Гибкий автоматизированный участок (ГАУ) - это гибкая производственная система, функционирующая по технологическому маршруту, в котором предусмотрена возможность изменения последовательности использования технологического оборудования.
Гибкий автоматизированный цех (ГАЦ) - это гибкая производственная система, представляющая собой в различных сочетаниях совокупность гибких автоматизированных линий, роботизированных технологических линий, гибких автоматизированных участков, роботизированных рабочих участков для изготовления изделий заданной номенклатуры.
Основной составной частью ГПС является гибкий производственный модуль (ГПМ), которым называют единицу технологического оборудования для производства изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений характеристик с программным управлением, автономно функционирующую, автоматически осуществляющую все функции, связанные с изготовлением, имеющую возможность встраивания в гибкую производственную систему.
Таким образом, ГПМ - это способная автономно функционировать, осуществляя многократные циклы, единица технологического оборудования с автоматизированным устройством программного управления (с ЧПУ), оснащенная автоматизированными устройствами (роботами) загрузки заготовок и удаления деталей (узлов) удаления отходов (например, стружки), подачи и замены инструментов, измерений) I контроля в процессе обработки (сборки), а также диагностики неполадок и отказов в работе. ГПМ обладают способностью автоматизированной переналадки на выпуска разных изделий в пределах освоенной номенклатуры и своих технических возможностей, а также способностью встраиваться в ГПС.
Кроме ГПМ в состав ГПС (ГАЛ, ГАУ и ГАЦ) входят роботизированные технологические комплексы, системы обеспечения функционирования ГПС, автоматизированные транспортно-складские системы и автоматизированные системы инструментального обеспечения.
Роботизированный технологический комплекс (РТК) - это совокупность единицы технологического оборудования, промышленного робота и средств оснащения, автономно функционирующая и осуществляющая многократные циклы.
РТК, предназначенные для работы в ГПС, должны иметь автоматизированную переналадку и возможность встраивания в систему. В качестве технологического оборудования в РТК может быть использован промышленный робот. Средствами оснащения РТК могут быть устройства накопления, ориентации, поштучной выдачи объектов производства (деталей, заготовок) и другие устройства, обеспечивающие функционирование РТК.
Система обеспечения функционирования ГПС - это совокупность в общем случае взаимосвязанных автоматизированных систем, обеспечивающих проектирование изделий, технологическую подготовку их производства, управление гибкой производственной системой с помощью ЭВМ и автоматическое перемещение предметов производства и технологической оснастки.
Автоматизированная транспортно-складская система (АТСС) - это система взаимосвязанных автоматизированных транспортных и складских устройств для укладки, хранения, временного накопления, разгрузки и доставки предметов труда, технологической оснастки.
Автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО) - это система взаимосвязанных элементов, включая участки подготовки инструмента, его транспортирования, накопления, устройства смены и контроля качества инструмента, обеспечивающие подготовку, хранение, автоматическую установку и замену инструмента. В состав ГПС (ГАЦ) могут входить также роботизированные технологические линии и участки.
Роботизированная технологическая линия - это совокупность роботизированных технологических комплексов, связанных между собой транспортными средствами и системой управления, или нескольких единиц технологического оборудования, обслуживаемых одним или несколькими промышленными роботами для выполнения операций в принятой технологической последовательности.
Роботизированный технологический участок - это совокупность роботизированных технологических комплексов, связанных между собой транспортными средствами и системой управления, или нескольких единиц технологического оборудования, обслуживаемых одним или несколькими промышленными роботами, в которой предусмотрена возможность изменения последовательности использования технологического оборудования.
Из приведенных определений следует, что гибкая производственная линия или участок - это комплекс из нескольких (двух и более) взаимосвязанных гибких производственных модулей, объединенных комплексной автоматизированной системой управления (КАСУ), автоматизированной транспортно-складской системой (АТСС) и автоматизированной системой инструментального обеспечения (АСИО), синхронизацию работы которых осуществляет (как и управление всем производственным циклом) единая управляющая ЭВМ (или сеть ЭВМ), обеспечивающая автономное функционирование ГАЛ или ГАУ в течение заданного интервала времени в условиях быстрых переходов на обработку любой другой детали (узла) в пределах технических возможностей оборудования; ГАЛ и ГАУ обладают способностью встраиваться в систему более высокого уровня, например, ГАЦ.
Аналогичным образом гибкий автоматизированный цех (завод) - это производственная система, состоящая из нескольких (двух и более) взаимосоединенных гибких производственных линий или участков, объединенных единой системой управления производством и АТСС (КАСУ) с гибкой автоматизированной инженерной и технической подготовкой производства, обеспечивающей быструю перестройку технологии производства на выпуск новых изделий за счет интеграции систем автоматизированного проектирования объекта производства (САПР К), технологии и средств технологического обеспечения (САПР Т), а также автоматизированных систем научных исследований (АСНИ), управления технологическими процессами (АСУТП), производством (АСУП) и автоматизированной системы технологической подготовки производства (АСТПП).
Состав оборудования ГПС
Состав оборудования определяется путем тщательного анализа технологических процессов обработки деталей в ГПС. Этому предшествует анализ и подбор номенклатуры деталей, подлежащих обработке, а также формирование групп деталей и типовых представителей. На базе разработки групповых технологических процессов выявляются временные связи, позволяющие рассчитывать состав оборудования ГПС. В качестве основного технологического оборудования применяются, как правило, станки с ЧПУ В некоторых случаях используется универсальное и специальное оборудование.
Главной отличительной особенностью ГПС является также управление системой от ЭВМ.
Существующие ГПС по составу оборудования, а также степени автоматизации технологического процесса и конструктивно-технологическим характеристикам обрабатываемых деталей можно условно разделить на три группы.
Первую группу составляют ГПС, организованные по принципу участков механической обработки серийного и мелкосерийного производства. В состав ГПС входят станки с ЧПУ и другое оборудование, управляемое от ЭВМ, которая обеспечивает работу транспортных устройств и снабжение станков с ЧПУ управляющими программами. Переналадку оборудования осуществляют операторы.
Во вторую группу входят ГПС, предназначенные для обработки небольшой группы деталей однородных по своим конструктивно-технологическим признакам.
Детали обрабатывают по групповому технологическому процессу, что позволяет специализировать оборудование по видам обработки или типам обрабатываемых деталей, и способствует повышению эффективности применения оборудования с ЧПУ. В состав таких участков включают агрегатные многошпиндельные станки с ЧПУ или станки, оснащенные многошпиндельными насадками.
К третьей группе относятся многофункциональные ГПС, предназначенные для обработки деталей широкой номенклатуры мелкими партиями. Такие участки оснащают оборудованием, способным перестраиваться на производство других деталей без остановки производства. Наиболее полно этому требованию отвечают многоцелевые станки с широкими технологическими возможностями. При эксплуатации ГПС этой группы важнейшей задачей является рациональная загрузка оборудования при полном использовании его технологических возможностей. Предпочтительно использовать однотипное оборудование, что позволяет сохранить работоспособность ГПС при выходе из строя части станков, а также выполнять отладку технологических процессов и новых программ без остановки работы оборудования.
Гибкие производственные модули
ГПМ является основной составной частью ГПС и первым уровнем автоматизации.
В состав ГПМ токарной обработки входит токарный станок (NDM-16) с ЧПУ; портальный загрузчик (PL-2) с программным управлением; устройство контроля инструментов; сортировочный бункер; система загрузки заготовок на поддонах (CPS - Computerized Pallet System); измерительная система с обратной связью; инструментальный блок; барабанный инструментальный магазин (на 120 инструментов); устройство управления с барабанным магазином и сменой инструментов; тележка устройства смены инструментов.
ГПМ токарной обработки используется при серийном изготовлении деталей типа валов, дисков, фланцев, гильз, втулок и других деталей типа тел вращения.
Для механообработки корпусных деталей, плоских и других деталей сложной формы, не относящихся к телам вращения, наиболее эффективно используются ГПМ на базе сверлильно-фрезерно-расточных (много- операционных) станков.
Шлифовальные ГПМ предназначены для наружного и внутреннего шлифования гладких и прерывистых цилиндрических и конических поверхностей деталей типа тел вращения в автоматическом цикле.
Использование ГПМ существенно уменьшает потребность в универсальном оборудовании, производственных площадях и квалифицированных рабочих.
Классификация станков с чпу
Станки с ЧПУ должны обеспечивать высокие точность и скорость отработки перемещений, заданных УП, а также сохранить эту точность в заданных пределах при длительной эксплуатации. Конструкция станков с ЧПУ должна, как правило, обеспечивать совмещение различных видов обработки, автоматизацию загрузки и выгрузки деталей, автоматическое или дистанционное управление сменой инструмента, возможность встройки в общую автоматическую систему управления. Высокая точность обработки определяется точностью изготовления и жесткостью станка. В конструкциях станков с ЧПУ используют короткие кинематические цепи, что повышает статическую и динамическую жесткость станков. Для всех исполнительных органов применяют автономные приводы с минимально возможным числом механических передач. Эти приводы должны иметь высокое быстродействие. Точность станков с ЧПУ повышается в результате устранения зазоров в передаточных механизмах приводов, уменьшения потерь на трение в направляющих и механизмах, повышения виброустойчивости, снижения тепловых деформаций.
По технологическим признакам и возможностям станки с ЧПУ классифицируются практически так же, как универсальные станки, на базе которых изготовляется большинство станков с ЧПУ.
Токарные станки с ЧПУ предназначены для обработки наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения, а также для нарезания наружной и внутренней резьбы.
Фрезерные станки с ЧПУ, предназначенные для обработки плоских и пространственных корпусных деталей, осуществляют следующие операции: плоское, ступенчатое и контурное фрезерование с нескольких сторон и под различными углами; сверление; растачивание; развертывание; нарезание резьбы и др. Сверлильно-расточные станки с ЧПУ, предназначенные для обработки отверстий в деталях, выполняют сверление, рассверливание, зенкерование, растачивание, развертывание, обтачивание торцов, фрезерование, нарезание резьбы и др.
Шлифовальные станки с ЧПУ предназначены для шлифования наружных, внутренних и торцовых поверхностей деталей, имеющих прямолинейную и криволинейную форму образующих.
Многоцелевые станки с ЧПУ (обрабатывающие центры), предназначенные для комплексной обработки деталей за одну установку, выполняют практически все операции обработки резанием.
Электроэрозионные станки с ЧПУ предназначены для вырезания методом электроэрозии деталей сложного контура из токо-проводящих материалов, обработка которых другими способами затруднена или невозможна. Обработка осуществляется непрерывно перемешающимся электродом-проволокой (из латуни, меди, молибдена, вольфрама) в среде керосина или воды с антикоррозионными присадками.
В зависимости от типа управления станки с ЧПУ оснащаются различными системами ЧПУ: позиционными, контурными или комбинированными (позиционно-контурными). Наиболее часто в составе ГПС используют следующие станки токарной группы: токарно-револьверные станки с ЧПУ; токарно-карусельные станки, обрабатывающие центры; токарные патронно-центровые станки с ЧПУ; токарно-винторезные.
Токарно-револьверные станки с ЧПУ
Токарно-револьверные станки с ЧПУ предназначены для обработки несложных центровых деталей типа тел вращения из прутка или штучных заготовок. При встраивании их в ГПС возможна автоматизация загрузки прутка (если эта операция не предусмотрена конструкцией станка).
Токарно-револьверные станки с ЧПУ мод. 1325Ф30, 1В340Ф30, 1Е365ПФ30, 1П426ФЗ, 1П426ДФЗ используют для обработки деталей из прутка. На них выполняют точение, расточку, подрезку, проточку канавок, сверление, зенкерование, развертывание, нарезание резьб (метчиками, плашками, резцами) обработку конических и фасонных поверхностей.
Токарно-револьверный прутковый станок с ЧПУ мод. 1Е365ПФ30 предназначен для токарной обработки деталей из прутков в автоматическом цикле и штучных заготовок в мелкосерийном и серийном производстве. При использовании промышленных роботов станок легко встраивается в ГПС и работает в автоматическом цикле. На станке выполняются все основные токарное операции, достигается точность по 7...8 квалитетам.
Станок 1325Ф30 также обеспечивает точность обработки при точении и растачивании по 7... 8 квалитетам. На станке установлена двенадцатипозиционная револьверная головка с горизонтальной осью вращения, предназначенная для крепления режущих инструментов. Это позволяет расширить технологические возможности станка и повысить его производительность.
Токарно-револьверный станок с ЧПУ мод. 1В340Ф30 применяют для токарной обработки деталей с прямолинейным ступенчатым и криволинейным профилем из прутка и штучных заготовок. Его применяют в автоматичеком цикле в условиях серийного и мелкосерийного производства. На нем выполняются все основные токарные операции. Восьмипозиционная револьверная головка на крестовом суппорте в сочетании с однокоординатным гидрофицированным суппортом позволяет выполнять переналадку с обработки деталей из прутка на обработку штучных деталей в патроне, что увеличивает технологическую гибкость станка. Станок обеспечивает точность обработки изделий по 8 квалитету.
Токарно-револьверный станок с ЧПУ мод. 1П426ДФЗ предназначен для обработки штучных заготовок в патроне, а также заготовок из прутка (исполнение 1П426ДФЗ-01). Станок имеет две револьверные головки на крестовом суппорте.
Шестигранная револьверная головка служит для обработки внутренних поверхностей, круглая восьмипозиционная - для обработки наружных поверхностей. Продольные салазки револьверного суппорта перемещаются по направляющим станины. Обработка ведется как при продольном, так и при поперечном перемещениях револьверного суппорта, а также при одновременном перемещении суппорта в обоих направлениях. Станок обеспечивает точность по 7...8 квалитетам.
Токарно-револьверный полуавтомат с ЧПУ повышенной точности мод. 1П426ФЗ предназначен для токарной обработки штучных заготовок в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производств. На полуавтомате выполняются все основные токарные операции. При этом обеспечивается точность по 7...8 квалитетам. Станок имеет компоновку, при которой направляющие станины расположены в вертикальной плоскости. На станке установлен двухкоординатный револьверный суппорт крестового типа. Компоновка, основные технические характеристики, точность и производительность станка позволяют встраивать его в ГПС.
Рис. 1- Общий вид токарных станков с ЧПУ и комплексов: а - 1Е365ПФ30; б - БРСК-01 (1В340Ф30); в - 1А512ФЗ; г - Ш756ДФЗРМ; д - 16К20ФЗС32
Список литературы
1. Харченко А.О. Станки с ЧПУ и оборудование гибких производственных систем: Учебное пособие для студентов вузов. - К.: ИД «Профессионал», 2004. - 304 с.
2. Автоматизированная подготовка программ для станков с чпу, (Справочник)/ Р.Э. Сафраган, Г.Б. Евгенев, А.Л. Дерябин и др.; Под общей ред. Р.Э. Сафрагана. - К.: Техника, 1986. - 191 с.
3. Р.И. Гжиров, П.П. Серебреницкий. Программирование обработки на станках с чпу. Справочник, - Л.: Машиностроение, 1990. - 592 с.
Подобные документы
Группы и типы станков с числовым программным управлением, их отличительные признаки и сферы применения, функциональные особенности. Классификация станков по точности, по технологическим признакам и возможностям, их буквенное обозначение на схемах.
реферат [506,2 K], добавлен 21.05.2010Общие сведения о станках с числовым программным управлением. Классификация станков по технологическому назначению и функциональным возможностям, их устройство. Оснастка и инструмент для многоцелевых станков. Технологические циклы вариантов обработки.
презентация [267,7 K], добавлен 29.11.2013Общая характеристика и назначение круглошлифовальных станков с числовым программным управлением ЗМ15Ф2 и ЗМ16ЭФ2Н11. Структура и функциональные особенности данных станков, их элементы и принцип работы. Варианты компоновки шлифовального ГПМ "МиниНОВА".
реферат [504,0 K], добавлен 22.05.2010Стандартная система координат станка с числовым программным управлением. Направления стандартной системы координат различных видов станков. Методика и условные обозначения осей координат и направлений перемещений на схемах агрегатных станков с ЧПУ.
реферат [1,7 M], добавлен 21.05.2010Существенные преимущества использования станков с числовым программным управлением. Главные недостатки аналоговых программоносителей. Языки программирования обработки заготовок на станках. Исследование циклов нарезания резьбы и торцевой обработки.
диссертация [2,9 M], добавлен 02.11.2021Электропривод с двигателем постоянного тока с независимым возбуждением. Построение в MatLab релейной схемы управления двигателем, регулирование по скорости. Сравнительный анализ разработанных систем управления станка с числовым программным управлением.
курсовая работа [732,0 K], добавлен 08.07.2012Расчет реверсивного комплектного автоматического электропривода и обоснование замены устаревшей программы управления на станке с числовым программным управлением. Осуществление проверки работоспособности модернизированного электрооборудования станка.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 05.09.2014Проектирование привода главного движения токарно-винторезного станка. Модернизация станка с числовым программным управлением для обработки детали "вал". Расчет технических характеристик станка. Расчеты зубчатых передач, валов, шпинделя, подшипников.
курсовая работа [576,6 K], добавлен 09.03.2013Проектирование токарного станка с числовым программным управлением повышенной точности с гидростатическими опорами шпинделя, его назначение и область применения. Расчет параметров резания. Расчет затрат на производство и определение его эффективности.
дипломная работа [445,8 K], добавлен 08.03.2010Инструмент для токарных станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Инструмент для сверлильно-фрезерно-расточных станков с ЧПУ. Устройства для настройки инструмента. Особенности и классификация устройств для автоматической смены инструмента.
реферат [3,2 M], добавлен 22.05.2010
