Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: «Разработка гибкого автоматизированного участка для выпуска детали «Деталь соединительная»»

Содержание

Введение

1. Технологический маршрут обработки детали

2. Модель структуры

3. Модель содержания

4. Расчет режимов резания

5. Технологическое нормирование операций

6. Расчет количества оборудования

7. Выбор основного оборудования

8. Токарный обрабатывающий центр с ЧПУ СНН6125G

9. Технические характеристики

10. Разработка участка

11. Выбор датчиков

12. Индуктивный датчик положения SICKIQ80

13. Описание циклограммы

14. Разработка тактового стола

15. Принцип работы стола

Заключение

Список литературы

Приложения

Введение

Автоматизация производственных процессов на основе внедрения роботизированных технологических комплексов и гибких производственных модулей, вспомогательного оборудования, транспортно-накопительных и контрольно-измерительных устройств, объединенных в гибкие производственные системы, управляемые от ЭВМ, является одной из стратегий ускорения научно-технического прогресса в машиностроении.

Применение гибких производственных систем и роботизированных технологических комплексов обеспечивает:

- увеличение уровня технической вооруженности производства за счет автоматизации практически всех основных вспомогательных операций;

- повышение производительности труда;

- решение проблемы сокращения дефицита рабочих, выполняющих как основные, так и вспомогательные операции;

- изменение условий и характера труда за счет увеличения доли умственного и сведения к минимуму физического труда.

Курсовое проектирование является составной частью курса автоматизации производственных процессов. Целью проектирования является закрепление, углубление и обобщение знаний, но самое главное--приобретение практических навыков решения различных задач по автоматизации производственных процессов. При этом нужно научиться пользоваться справочной литературой, государственными и отраслевыми стандартами, нормами, каталогами и другими материалами информационного характера, необходимыми для выполнения проектами.

В курсовом проектировании нужно разработать гибкий автоматизированный участок для выпуска детали “Деталь соединительная”, 150 деталей за смену, продолжительность смены 8 часов.

1. Технологический маршрут обработки детали

На рис.1 приведен эскиз обрабатываемой детали, а в таблице 1 - технологический маршрут обработки.

Рис.1

Таблица 1

Операция	Установ	Позиция	Содержание перехода
Токарная 1.1	1.1.1	1.1.1.1	Подрезка торца черновая (пов.5) Обтачивание черновое (пов.1)
	1.1.2	1.1.2.1	Подрезка торца черновая (пов.6) Обтачивание черновое (пов.1)
		1.1.2.2	Растачивание черновое (пов.7) Растачивание чистовое (пов.7)
		1.1.2.3	Подрезка торца чистовая (пов.8)
		1.1.2.4	Растачивание черновое (пов.4) Растачивание чистовое (пов.4)
		1.1.2.5	Сверление 6 отверстий последовательно (пов.9)
		1.1.2.6	Нарезание резьбы М8 в 6ти отверстиях (пов.9)
	1.1.3	1.1.3.1	Сверление 6 отверстий последовательно (пов.9)
		1.1.3.2	Нарезание резьбы М8 в 6ти отверстиях (пов.9)
		1.1.3.3	Подрезка торца черновая (пов.3) Подрезка торца чистовая (пов.3) Подрезка торца тонкая (пов.3)
		1.1.3.4	Растачивание чистовое (пов.2) Растачивание тонкое (пов.2)

2. Модель структуры

3. Модель содержания

Ниже представлена модель содержания рассматриваемого технологического процесса (по операции 1.1 - установу 1.1.3 - позиции 1.1.3.3 - переходу 1.1.3.3.1)

Технологический процесс

Поступление заготовки		Транспортировка детали	Сдача детали на склад
	Операция 1.1

Операция 1.1

Установить заготовку		Сменить положение заготовки		Сменить положение заготовки		Снять заготовку
	Установ 1.1.1		Установ 1.1.2		Установ 1.1.3

Установ 1.1.3

Смена инструмента		Смена инструмента		Смена инструмента		Смена инструмента		Отвод инструмента
	Позиция 1.1.3.1		Позиция 1.1.3.2		Позиция 1.1.3.3		Позиция 1.1.3.4

Позиция 1.1.3.3

Выход инструмента в точку обработки 1		Отвод инструмента в «о»
	Переход 1.1.3.1.1

Переход 1.1.3.3.1

Подход инструмента к поверхности обработки от точки 1		Отвод инструмента от поверхности обработки в точку 3
	Подача СОЖ
	Ход инструмента из точки 1 в точку 2

4. Расчет режимов резания

резание станок шлифование деталь соединительная

Глубина резания t: при черновой обработке назначают по возможности максимальную t, равную всему припуску на обработку или большей его части (75%); при чистовой обработке - в зависимости от требований точности размеров и шероховатости обработанной поверхности.

Подача s: при черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из жесткости и прочности системы СПИД, мощности привода станка, прочности твердосплавной пластинки и других ограничивающих факторов; при чистовой обработке - в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обработанной поверхности.

Подача на оборот (мм/об):

(1)

гдеS₀ - табличное значение подачи;

K_i - поправочные коэффициенты на подачу в зависимости от предела прочности _в или твердости НВ обрабатываемого материала, от глубины обработки Н от жесткости инструмента Ж.

Скорость резания v (м/мин) рассчитывают по формуле, установленной для каждого вида обработки, которая имеет общий вид:

(2)

где:V_табл - табличное значение скорости резания;

K_i - поправочные коэффициенты на скорость резания в зависимости от предела прочности в или твердости НВ обрабатываемого материала, от состояния обрабатываемой поверхности П, от периода стойкости Т, от главного угла в плане , от марки твердого сплава ТС, от формы заточки инструмента, от глубины обработки Н, от ширины обработки В, от жесткости инструмента.

Число оборотов(об/мин)шпинделя определяется по формуле:

(3)

где: d - наибольший диаметр обрабатываемой детали;

v - скорость резания (м/мин);

Минутная подача (мм/мин) рассчитывается по формуле:

(4)

Результаты расчетов режимов резания приведены в таблицах 2 и 3.

Токарная операция Таблица 2

Переходы	t, мм	S, мм/об	V, м/мин	n, об/мин
1.1.1.1.1 Подрезка торца черновая (пов.5)	2	0,81	154	570
1.1.1.1.2 Обтачивание черновое (пов.1)	2	0,81	154	570
1.1.2.1.1 Подрезка торца черновая (пов.6)	2	0,81	154	570
1.1.2.1.2 Обтачивание черновое (пов.1)	2	0,81	154	570
1.1.2.2.1 Растачивание черновое (пов.7)	1,85	0,55	173	1058
1.1.2.2.2 Растачивание чистовое (пов.7)	0,45	0,22	194	1190
1.1.2.3.1 Подрезка торца чистовая (пов.8)	0,45	0,22	194	1190
1.1.2.4.1 Растачивание черновое (пов.4)	2	0,55	173	122
1.1.2.4.2 Растачивание чистовое (пов.4)	0,5	0,22	194	1375
1.1.2.5.1 Сверление 6 отверстий последовательно (пов.9)	3,5	0,1	27	1201
1.1.2.6.1 Нарезание резьбы М8 в 6ти отверстиях (пов.9)	1	1,25	9	355
1.1.3.1.1 Сверление 6 отверстий последовательно (пов.9)	3,5	0,1	27	1201
1.1.3.2.1 Нарезание резьбы М8 в 6ти отверстиях (пов.9)	1	1,25	9	355
1.1.3.3.1 Подрезка торца черновая (пов.3)	2	0,81	154	605
1.1.3.3.2 Подрезка торца чистовая (пов.3)	0,7	0,22	176	690
1.1.3.3.3 Подрезка торца тонкая (пов.3)	0,3	0,14	176	690
1.1.3.4.1 Растачивание чистовое (пов.2)	0,3	0,22	176	690
1.1.3.4.2 Растачивание тонкое (пов.2)	0,2	0,14	176	690

5. Технологическое нормирование операций

Норма времени - это регламентированное время выполнения некоторого объема работ в определенных условиях одним или несколькими исполнителями соответствующей квалификации. В машиностроении норма времени обычно устанавливается на технологическую операцию.

Штучное время обработки детали:

, мин(6)

Т_оп= Т+Т- операционное время;

Т - время автоматической обработки, состоит из времени на совершение инструментом холостых и рабочих ходов:

(7)

Время холостых ходов:

, мин(8)

гдеL_i - длина i-ого холостого хода, мм

v - скорость быстрого перемещения станка, мм/мин.

N - количество холостых ходов.

Время рабочих ходов:

(9)

где T_р.х.i - время i- ого рабочего хода, мин.

(10)

L - длинарабочего хода, мм;

i - число рабочих ходов;

n - частота вращения заготовки или инструмента, об/мин;

s - подача на один оборот, мм/об.

Проведем расчет перемещений при холостых и рабочих ходов. Результаты занесем в таблицу 4

Таблица 4

Переход	Рабочий ход, мм	Холостой ход, мм
1.1.1.1.1 1.1.1.1.2	24 23	165 153,5
1.1.2.1.1 1.1.2.1.2	24 23	165 153,5
1.1.2.2.1 1.1.2.2.2	33 72,84	436,5 301,04
1.1.2.3.1	8,5	317
1.1.2.4.1 1.1.2.4.2	32 32	250,5 206,5
1.1.2.5.1*6	20*6	1014
1.1.2.6.1*6	20*6	1014
1.1.3.1.1	20*6	1050
1.1.3.2.1	20*6	1050
1.1.3.3.1 1.1.3.3.2 1.1.3.3.3	20 18 18	218 111,9 222,5
1.1.3.4.1 1.1.3.4.2	3 3	238,6 200,5

-

Вспомогательное время, включающее Т_в.у. на установку и снятие заготовки и машинно-вспомогательное время Т_м.в., включает комплекс приемов, связанных с позиционированием, ускоренным перемещением рабочих органов станка, подводом инструмента вдоль оси в зону обработки и последующим отводом, автоматической смены режущего инструмента путем поворота револьверной головки (резцедержателя) или из инструментального магазина. Эти элементы времени зависят от скоростей перемещений рабочих органов и длины перемещений. При составлении программы управления (ПУ) следует учитывать возможность совмещения приемов и назначать такую последовательность выполнения переходов обработки, чтобы Т_м.в. было минимальным. Значения Т_в.у. и Т_м.в. берутся из справочных таблиц (табл. 12, с.604 [1]).

Т_обс - время обслуживания рабочего места, мин. (3-9% от Топ)

В состав работ по организационному обслуживанию рабочего места выключены: осмотр, нагрев системы СПУ и гидросистемы, опробование оборудования, получение инструмента от мастера в течение смены, смазывание и очистка станка в течение смены, предъявление контролеру ОТК пробной детали, уборка станка и рабочего места по окончанию работы.

Тто - время техобслуживания, мин. (3-9% от Тто)

К техническому обслуживанию рабочего места относятся: смена затупившегося инструмента, коррекция инструмента на заданные размеры, регулирование и подналадка станка в течение смены, удаление стружки из зоны резания в процессе работы.

Тпер - время перерыва, мин. (2-3% от Топ)

Т=Т - штучное время изготовления одной детали;

- штучно - калькуляционное время, (13)

гдеN - размер партии деталей, запускаемых в производство; N=200.

Т_п-з - подготовительно-заключительное время на партию, мин.

Подготовительно-заключительное время Т_п-з при обработке на станках с ЧПУ состоит из затрат времени Т_п-з1,из затрат Т_п-з2, учитывающих дополнительные работы, и времени Т_п-з3 на пробную обработку детали:

,(14)

В Тп-з1 входит: наладка зажимного приспособления (6,5-7,3 мин), растачивание кулачков - 6,5- 7,0 мин, замена одного инструментального блока - 0,2 - 1,8, настройка нулевого положения каретки и суппорта - 1,3- 3 мин, установка программоносителя - 0,5 мин, ускоренная отработка программоносителя в холостом режиме - 0,3-0,5 мин

Т_п-з2= 0

Таблица 5

Операции	Трх	Тхх	Тао	Тву	Тмв	Твсп	Топ	Тпер	Тобс	Тто	Тшт	Тп.з	Тшт.к
Токарная	4,17	0,9	5,07	0,55	0,9	0,84	6,16	0,18	0,55	0,55	7,44	32	6,37

6. Расчет количества оборудования

Фонд работы оборудования рассчитывается по формуле:

,(15)

гдеN - количество смен;

w - количество часов в одной смене.

Расчетное количество станков определяется по формуле:



,(16)

гдеТ_шт - штучное время на i-ой операции;

n - количество выпускаемых деталей;

Ф - годовой фонд работы оборудования;

Принятое число К_прин оборудования получается из расчетного путем округления последнего в большую сторону.

Результаты расчетов сведем в таблицу 6

Таблица 6

Операции	Тшт-к	Nрас	N	K
Токарная	6,38	1,99	1	1,99

Общее количество основного оборудования:

7. Выбор основного оборудования

Выбор автоматизированного металлорежущего оборудования определяется конструктивно-технологическими особенностями обрабатываемых изделий, режимами резания. Выбираемое оборудование должно быть с ЧПУ и приспособленное работать в условиях автоматизированного производства.

Станки с программным управлением (ПУ) позволяют автоматизировать процессы механической обработки в условиях мелкосерийного и единичного производства. Эффективность применения станков с ПУ достигается за счет снижения затрат на технологическую оснастку, снижения потерь от брака, сокращения производственных площадей, концентрации операции.

Выбор станков осуществляется по следующим признакам:

- наибольший диаметр обрабатываемой заготовки;

- рабочая зона станка;

- мощность электропривода главного движения;

Перед тем как осуществить выбор оборудования был проведен анализ существующего оборудования и схемы построения гибких производственных систем в машиностроении для обработки деталей типа тел вращения. Для изготовления детали “Деталь Соединительная” был выбран токарный обрабатывающий центр с ЧПУ СНН6125G.

8. Токарный обрабатывающий центр с ЧПУ СНН6125G

Станок модели СНН6125G производит токарную, фрезерную обработку и сверление за одну установку и до 3-х установок по осям Х, Z, С1 или X, W, C2.

Высокая жесткость достигается благодаря оптимальному устройству главного шпинделя, станины, суппорта и противошпинделя. Конструктивно шпиндели выполнены по типу «электрошпиндель» - т.е. ротор электродвигателя является единым целым с телом шпинделя. Управляемый поворот шпинделей с минимальным шагом 0,001° в сочетании с эффективным тормозом позволяет выполнять обработку по оси С, а также высококачественную фрезерную обработку. Точность обработки в зависимости от материала -- от Ra0,4µm и Ra0,8µm.

На станке установлена двухсторонняя револьверная головка на 12 токарных или приводных инструментов. Скорость вращения противошпинделя - 6000 об/мин.

Стандартный вариант ЧПУ - система Siemens 840D.

Этот станок используются для обработки сложных и высокоточных деталей из различных материалов и проведения операций фрезерования, внецентрового сверления, спиральной нарезки резьбы, изготовления шестиугольников, пазов, спирали с возможностью проведения переустановки обрабатываемых деталей из шпинделя в противошпиндель и обратно.

9. Технические характеристики

Таблица 7

Максимальный диаметр устанавливаемой детали над станиной, мм	460
Максимальный диаметр обработки, мм	250
Максимальный диаметр обработки над суппортом, мм	250
Максимальная длина обработки, мм	350
Максимальная диск, кг масса детали вал, кг	50 100
Конус шпинделя	А2-8
Диаметр отверстия в шпинделе, мм	75
Торец шпинделя	1:20
Максимальный диаметр отверстия в патроне, мм	60
Диапазон скоростей вращения шпинделя, об/мин	30-4500
Максимальный крутящий момент шпинделя, Н*м	281
Главный двигатель (44%), кВт	17,7
Размер патрона, мм	250
Перемещение по осям X/Z/W/Y, мм	195/530/530/±40
Ускоренная подача X/Z/W/Y, м/мин	30/30/20/10
Конус противошпинделя	А2-5
Отверстие противошпинделя, мм	36
Торец противошпинделя	Морзе №5
Максимальная скорость вращения противошпинделя, об/мин	6000
Максимальный крутящий момент противошпинделя, Н*м	83
Мощность двигателя противошпинделя, кВт	13
Размер патрона противошпинделя, мм	150
Точность обработки	IT5-IT6
Шероховатость поверхности	Ra 0.8
Размер невращающегося инструмента, мм	20х20х100
Размер хвостовика инструмента	32
Точность по осям X/Z/Y/W/C1/C2	0,008/0,01/ 0,01/0,012/ 40''/40''
Точность при повторе X/Z/Y/W/C1/C2	0,005/0,006/ 0,006/0,006/ 28''/28''
Масса станка, кг Габариты ДхШхВ	5700 3100х1600х1760мм

Стандартная комплектация:

- Гидравлический 3-кулачковый патрон

- Задняя бабка с гидроприводом пиноли

- Подшипник шпинделя NSK (Япония)

- Оснастка для приводного инструмента

- Приводные инструменты по оси Y

- Гидравлический патрон с отверстием

Дополнительная комплектация:

- Устройство контроля размера инструмента

- Лазерная шкала для оси X/Z

Выбор вспомогательного оборудования

Вспомогательное оборудование необходимо для выполнения работ не связанных с обработкой детали. К таким работам относятся перемещение заготовки от одного станка к другому, к конвейеру, межоперационного накопления заготовок, транспортировка заготовок и готовых деталей.

К вспомогательному оборудованию данного гибкого автоматизированного комплекса относятся:

1.Портальный робот (М20Ц.40.01 - находится над станками);

2. Тактовый стол

3. Транспортная тележка (транспортная тележка-ТС4057);

4. Автоматизированный стеллажно-тарный склад СТАС-250АТ

Портальный робот располагается над станками.

10. Разработка участка

Участок, разработанный для выполнения технологического процесса по изготовлению детали “Деталь соединительная”, представлен на первом листе курсового проекта КП 1063254.

Участок состоит из двух станков, которые обслуживаются портальным роботом. Транспортная тележка привозит заготовки, предназначенные для обработки, к тактовому столу - накопителю и перегружает паллеты на него. С палет портальный робот снимает заготовку, пришедшую в рабочую зону, и устанавливает ее на станок, где происходят операции обработки. Все операции попереустанову выполняются станком автоматически. Обработанные детали переносятся на полету, которая по мере заполнения поступает на транспортную тележку. Далее тележка перевозит эти детали на склад.

11. Выбор датчиков

Для управления течением технологического процесса использована замкнутая система управления, которая работает на основе совместного использования задающей (программа управления) информации и информации обратной связи (датчики обратной связи).

Количество датчиков определяется типом используемого оборудования:

На складе заготовок устанавливаются датчики:

- на наличие палеты на складе; S1

- на наличие транспортной тележки напротив склада;S2

На транспортной тележке устанавливается три датчика:

- на наличие палеты на тележке;S3

- на включение\выключение привода роликов;S4

- на включение\выключение привода тележки.S5

На тактовом столе устанавливаются следующие датчики:

- наличие транспортной тележки перед столом;S6

- наличие палеты в зоне загрузки стола;S7

- наличие палеты в рабочей зоне робота;S8

- наличие палеты в зоне разгрузки стола; S9

- включение/выключение привода стола; S10

- включение/выключение роликов стола; S25

На токарных обрабатывающих центрахустанавливается по пять датчиков:

- на наличие заготовки в патроне;S11(12)

- на зажим заготовки в патроне;S13(14)

- на разжим заготовки в патроне;S15(16)

- на включение\выключение привода главного движения; S17(18)

На портальном роботе, находящемся над станками устанавливаются пять датчиков:

- на наличие заготовки в захватном устройстве (ЗУ) робота;S19

- на зажим заготовки в ЗУ робота;S20

- на разжим заготовки в ЗУ робота;S21

- на подъем руки робота;S22

- на опускание руки робота;S23

- на поворот ЗУ робота на ; S30

- положение портального робота над тактовым столом; S26

- положение портального робота над токарным центром; S27(S28)

На складе деталей устанавливается датчик:

-на наличие транспортной тележки напротив склада; S29

Типы датчиков:

-на включение\выключение привода тележки, стола, ТЗУ, - тахогенератор HUBNERGT3

-на наличие паллеты на складе, тележке, столе, - индуктивный датчик положения SICKIQ80.

-определения положения каретки ПР-индуктивный бесконтактный путевой выключатель

ВПБ - 13

-наличие заготовки в захватном устройстве (ЗУ) ПР - магнитные датчики SICKMZ76.

-на зажим заготовки в ЗУ ПР - магнитные датчики SICKMZ76.

-на разжим заготовки в ЗУ ПР - магнитные датчики SICKMZ76.

-опускание ползуна ПР - магнитные датчики SICKMZ76.

-подъем ползуна ПР - магнитные датчики SICKMZ76.

-на поворот ЗУ - инкрементальный энкодер DFS 60.

-на наличие заготовки в патроне - индуктивный датчик положенияSICKIME 08

-на зажим заготовки в патроне - магнитные датчики SICK

-на разжим заготовки в патроне - магнитные датчики SICK

Магнито-индукционный тахометр (тахогенератор) HUBNERGT3 генерирует электрические импульсы напряжения приблизительно синусоидальный формы; частота этого сигнала пропорциональна частоте вращения вала двигателя, где установлен индуктор.

Магнитно-индукционный датчик состоит из катушки индуктивности, внутри которой находится сердечник из мягкой стали, соединенный с постоянным магнитом. Стальной сердечник расположен через небольшой воздушный зазор прямо над кромкой ферромагнитного зубчатого кольца (зубчатки), находящегося в магнитном поле постоянного магнита. Если прямо напротив датчика попадает зуб кольца, то он концентрирует магнитное поле и усиливает поток магнитной индукции в катушке, а если напротив датчика становится выемка зубчатки, то магнитный поток ослабевает. Такие два состояния датчика постоянно чередуются при вращении импульсной зубчатки вместе с валом, частота вращения которого, собственно говоря, и является измеряемой характеристикой. В катушке наводятся импульсы напряжения переменного тока, частота которых свидетельствует о частоте вращения вала.

12. Индуктивный датчик положения SICKIQ80

Индуктивные датчики перемещения и положения для промышленной автоматизации SICK определяют металлические объекты и различают их по форме и размеру. В конструкции датчика объединены LC-генератор, схема обработки сигнала и коммутирующий усилитель. Катушка генератора создает высокочастотное электромагнитное поле на чувствительной поверхности датчика. При приближении к ней металлического объекта образуется вихревой ток, напряжение падает и уменьшает частоту колебаний генератора. Схема обработки сигнала конвертирует данную информацию в электрический сигнал.

Цилиндрические магнитные датчики, установленные в 2х крайних положениях, определяют положение поршня внутри пневматического цилиндра и преобразуют данные в сигнал переключения. Магнитные датчики для пневмоцилиндров реагируют непосредственно на изменение положения магнитной метки. Расстояние срабатывания - несколько десятков миллиметров. Светодиод или другой индикатор используется для подачи сигнала об изменении состояния датчика при обнаружении перемещения магнитного плунжера пневматического цилиндра. Информация, которую выдали магнитные датчики положения и контура, используется затем для последующей выработки необходимых сигналов управления. Датчики монтируются непосредственно на цилиндр и измеряют магнитное поле поршня. Отличаются высокой чувствительностью и точностью срабатывания, работают с цилиндрами из алюминия, меди и нержавеющей стали. Магнитные датчики применяются также в качестве концевых и путевых бесконтактных выключателей.

13. Описание циклограммы

Циклограмма работы участка представлена на втором листе КП 1063254. Описание циклограммы проводится для изготовления одной детали.

При срабатывании датчика наличии палеты на складе заготовок (S1), включается привод тележки (S5) и тележка направляется на склад заготовок. При срабатывании датчика наличия транспортной тележки напротив склада заготовок(S2) тележка останавливается (S5). При срабатывании датчика наличии палеты на тележки (S3), включается привод тележки (S5) и она перемещается к тактовому столу. При наличии тележки перед столом срабатывает датчик (S6), выключается привод тележки (S5) и включается привод роликов тележки (S4), и палета перемещается в зону загрузки. При появлении там палеты срабатывает датчик наличия (S7) и включается привод стола (S10). Перемещение палеты происходит до момента срабатывания датчика наличия в рабочей зоне портального робота (S8), происходит остановка двигателя стола (S10).Робот подъезжает к тактовому столу (S26),опускается (S23), при наличии заготовки в ЗУ робота срабатывает датчик (S19), ЗУ зажимает заготовку (S20), робот поднимается (S22) , производится поворот заготовки на по часовой стрелке (S30), далее рукаперемещается до шпинделя станка №1 (S27), опускается до шпинделя станка (S23)и вставляет заготовку в патрон станка. При срабатывания датчика наличия заготовки в патроне (S11), происходит ее зажим в патроне (S13), разжим ЗУ робота (S21), подъем руки робота(S22)и отъезд робота по монорельсе (S26). Затем происходит обработка заготовки детали на токарном станке, т.е. включения шпинделя (S17). Далее происходит загрузка станка №2.Робот подъезжает к тактовому столу (S26), опускается (S23), при наличии заготовки в ЗУ робота срабатывает датчик (S19), ЗУ зажимает заготовку (S20), робот поднимается (S22), производится поворот заготовки на по часовой стрелке (S30), далее рука перемещается до шпинделя станка №2 (S28), опускается до шпинделя станка №2 (S23)и вставляет заготовку в патрон станка. При срабатывания датчика наличия заготовки в патроне (S12), происходит ее зажим в патроне (S14), разжим ЗУ робота (S21), подъем руки робота (S22)и отъезд робота по монорельсе (S26).После выключения шпинделя станка №1 (S17), рука робота подъезжает к шпинделю станка №1 (S27), опускается до уровня шпинделя(S23), после проверки наличия заготовки в ЗУ (S19), она зажимается (S20), разжимается патрон шпинделя станка (S15). Рука робота поднимается (S22),производится поворот заготовки на против часовой стрелки (S24).Робот перемещается к столу (S26), опускается (S23), разжим ЗУ (S21), подъем руки (S22).После выключения шпинделя станка №2 (S18), рука робота подъезжает к шпинделю станка №2 (S28), опускается до уровня шпинделя (S23), после проверки наличия заготовки в ЗУ (S19), она зажимается (S20), разжимается патрон шпинделя станка (S16). Рука робота поднимается (S22),производится поворот заготовки на против часовой стрелки (S24). Робот перемещается к столу (S26), опускается (S23), разжим ЗУ (S21), подъем руки (S22). Срабатывает датчик наличия палеты с деталями на столе(S8), включается привод стола(S10),если после этого сработает датчик наличия палеты в зоне разгрузки (S9), то привод накопителя выключится(S10) , включится привод роликов тележки (S4), после перемещения паллеты с готовыми деталями на тележку сработает датчик (S3), включится привод тележки (S5), и она поедет к складу готовых деталей (S29).

Технологические наладки.

Технологический процесс механической обработки на станках с ЧПУ полностью автоматизирован и выполняется по управляющей программе. Исключение составляет такие операции, как установка и снятие обрабатываемых деталей, их зажим и разжим, которые не программируются.

Для реализации технологического процесса необходимы чертежи операционной обработки, карта наладки и управляющая программа. Управляющую программу разрабатывают согласно инструкции по программированию, прилагаемой к каждому станку. В памяти современных УЧПУ постоянно хранится ряд типовых технологических циклов, что значительно упрощает подготовку управляющей программы.

Выбор системы координат детали и инструмента осуществляют из удобства программирования.

Наладки в курсовом проекте разрабатывались только для токарной операции. Они представлены на третьем листе КП 1063254. При написании программы для токарного станка работа идет в системе координат XOZ. Все размеры по оси Х задаются в диаметрах. После обработки определенным инструментом дальнейшая его смена происходит в исходной точке, в которую он возвращается после обработки своей части программы. Функция “G” всегда задается непосредственно после номера кадра. Последовательность записи в кадре:

- номер кадра;

- подготовительная функция;

- размерные перемещения;

- подача, скорость;

- вспомогательная функция;

- конец кадра LF.

Основные функции, использованные для написания управляющих программ.

G00 - быстрое перемещение;

G01 - линейная интерполяция;

G60 - быстрое перемещение с точным позиционированием в конечной точке;

G81 - сверление;

G86 - снятие фасок под углом в 45 ;

G90 - абсолютная система координат;

G92 - постоянный переход в новую систему координат;

G95 - подача Fв мм/об;

G97- скорость Sоб/мин;

G170 -кадр окончания описания контура,для цикла 71 (72);

M02 - конец программы;

M04- вращение шпинделя против часовой стрелки;

M08 - работа с охлаждением;

14. Разработка тактового стола

Выбор привода тактового стола.

Выбор привода тактового стола зависит от технических требований, предъявляемых к тактовому столу: от формы, размеров и массы позиционируемой паллеты с заготовками. Так как позиционирование происходит на довольно большие расстояния применение пневмо и гидроцилиндров не рационально. Таким образом, необходимо использовать электродвигатель, для понижения оборотов выходного вала двигателя используется редуктор и зубчатые передачи.

Выбираем следующий вид привода стола:

1. зубчатая передача (колесо-рейка, которая крепится на подвижной части стола); 2- упругая муфта; 3- электродвигатель; 4- червячный редуктор.

15. Принцип работы стола

Тактовый стол позиционирует паллету по двум координатам, поэтому используется два одинаковых привода по каждой координате. Использование двух двигателей обусловлено более простой конструкцией стола, а отсюда и его большей надежностью, а также более простым управлением позиционирования станка. Приведем описание работы стола по одной из координат (см. графическая часть, лист 4, КП 1063254)

По направляющим 1 перемещается каретка 2, привод которой содержит двигатель 3 и червячный редуктор 5, на выходном валу которого установлено зубчатое колесо 6. Оно находится в зацеплении с рейкой 7. По необходимости каретка перемещается на один шаг, величина которого зависит от установленного на столе.

Управление перемещением каретки осуществляется устройством автоматики по командам от конечных выключателей 8, на которые воздействуют упоры, установленные в пазах линейки 9. Скорость перемещения стола составляет 1,8 м/мин

Расчет привода.

Расчет привода состоит из кинематического расчета привода, выбора двигателя, определения передаточных отношений.

Выбор двигателя очень важен, так как он является одним из основных элементов машинного агрегата. Для привода данного стола выберем асинхронный короткозамкнутый двигатель серии 4А, т.к. эти двигатели наиболее универсальны и могут работать в тяжелых условиях.

Для расчета необходимо знать массу стола с палетой и заготовками:

m= m_ст+m_пал+m_{приспособ}+m_заг

m_ст= 170кг.- масса стола

m_пал= *V=7.8*((80*60*7)-(50*40*4)= 200кг - масса паллеты

m_{приспособ}=48*0,32 =15,36 кг.

m_заг =48*1,4=67 кг.

На паллету габаритами 800*600 мм можно положить: n_об=8*6=48

В один ряд: заготовок.

Количество рядов:

Для укладки 48 заготовок необходимо 48 призм.

Тогда m = 67+15,36+200+170=453кг

По закону Ньютона:

ma = F - F_тр

Тогда

F = ma + F_тр=m*a + f*N = m*a + f*m*g

a= dv/dt 0.015 м/с²

Коэф. трения f = 0,44

F = 453*0.015 + 0,44*453*9,8=6,795+ 1539,384 = 1953,33 Н.

Определим требуемую мощность машины:

P_рм= F*v = 3,51 кВт.

Определим КПД привода:

= _{зп *оп *м *пк *пс} = 0,699

_зп = 0,75-КПД закрытой передачи (редуктора).

_оп= 1 - КПД открытой передачи.

_м= 0,98 - КПД муфты.

_пк = 0,995*0,995 - потери на подшипниках качения в редукторе(2 подшипника).

_пс= 0,99 - потери на подшипниках скольжения.

Определим требуемую мощность двигателя:

P_дв = Р_рм/ = 3,51/0,699 = 5,03 кВт.

По таблице выбираем двигатель с соответствующей мощностью: 4А132М6У3 с номинальной частотой n_ном=1000 об/мин.Мощность 7,5 кВт.

Частота вращения выходного вала: n_вв=

Передаточное число червячного редуктора: u =

Таким образом, выбираем двигатель 4А132М6У3 и червячный редуктор с передаточным числом u = 88.

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта были проведены следующие расчеты:

- расчет параметров режимов резания обработки детали на токарных центрах и шлифовальных станках;

- нормирование технологических операций;

- разработан участок для производства детали и циклограмма его работы;

- разработана наладка для выполнения части обработки на многоцелевом станке;

- разработка сети Петри.

Таким образом, цель проектирования, состоявшая в разработке гибкого автоматического участка для выпуска детали “Гайка” выполнена.

При анализе полученных результатов можно заметить, что большую разницу в загрузке используемых станков можно сократить за счет использования обработки на шлифовальном станке дополнительных деталей, для обработки которых он подходит по своим параметрам.

Список литературы

1. “Общемашиностроительные нормативы вспомогательного времени, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. Серийное производство”, Машиностроение, Москва, 1974г.

2. “Промышленные роботы в машиностроении. Альбом схем и чертежей”, под ред. Соломенцева Ю.М., Машиностроение, Москва, 1987г.

3. “Промышленные роботы. Справочник”, Козырев Ю.Г., Машиностроение, Москва, 1983г.

4. “РТК и ГПС в машиностроении. Альбом схем и чертежей”, под ред. Соломенцева Ю.М., машиностроение, Москва, 1989г.

5. “Справочник технолога-машиностроителя” в 2-х томах, том 1, под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова, Машиностроение, Москва, 1986г.

6. “Справочник технолога-машиностроителя” в 2-х томах, том 2, под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова, Машиностроение, Москва, 1986г.

7. “Справочник технолога-машиностроителя”, в 3-х томах, том 3, под ред. Анурьева В.И., Машиностроение, Москва, 1992г.

8. “Конструирование узлов и деталей машин”, П.Ф. Дунаев и О.П. Леликов, Высшая школа, Москва, 2000г.

9. Таблицы с режимами резания.

Приложения

Технологическая документация

Эскиз детали с обозначенными поверхностями:



Размещено на Allbest.ru