Виды, функции и принципы работы станков

Лучевая обработка основана на съеме металла при воздействии на него концентрированными лучами (световыми или электронными). В месте касания луча с обрабатываемой поверхностью благодаря высоким температурам материал испаряется. Этот метод применяют для обработки отверстий в алмазах, рубинах керамике, твердых сплавах.

Автоматические линии (АЛ)

Автоматической линией называется система станков, технологических агрегатов и вспомогательных устройств, автоматически осуществляющих определенную последовательность ряда технологических операций без участия операторов. Наладчики лишь периодически контролируют работу оборудования и подналаживают его, а также загружают заготовки в начале АЛ и снимают в конце.

АЛ предназначены для обработки заготовок резанием, давлением, для металлопокрытий, для получения отливок, термической обработки, сборочных операций.

АЛ по типу оборудования делятся на следующие группы:

1. Из агрегатных станков, применяемых для обработки корпусных деталей

2. Из модернизированных универсальных станков, автоматов и полуавтоматов общего назначения, используемых для обработки валов, дисков, зубчатых колес

3. Из специальных и специализированных станков, построенных только для этой линии

4. Из станков с ЧПУ и транспортной системы с ПУ, которыми управляет единая программа

В зависимости от величины выпуска деталей:

1. Однопоточные последовательного действия

2. Многопоточные параллельного действия

В первом случае выпускаются постоянно детали одного наименования. Во-втором случае обрабатываются заготовки нескольких наименований или различных типоразмеров одного наименования

По расположению и виду транспорта:

1. Со сквозным транспортированием заготовки между станками (применяется при обработке корпусных деталей)

2. С боковым транспортированием (применяется при обработке коленчатых валов, гильз и т.д.)

3. С верхним транспортированием (применяется при обработке валов, фланцев и т.д.)

4. Комбинированным транспортированием

5. С роторным транспортированием, используются в роторных АЛ, в которых все технологические операции выполняются при непрерывном транспортировании заготовок и инструмента

По расположению оборудования:

1. Замкнутые

2. Незамкнутые

По типу связи между агрегатами:

1. С жесткой связью

2. С гибкой связью

В линиях с жесткой связью отсутствуют межоперационные заделы заготовок, при выходе из строя одного станка останавливается вся АЛ. В АЛ с гибкой связью имеются межоперационные заделы заготовок, отсутствует жесткое кодирование во времени работы агрегатов, останов какого либо агрегата не вызывает простоя всей АЛ.

По возможности переналадки:

1. Переналаживаемые.

2. Не переналаживаемые.

В состав АЛ кроме оборудования, входят транспортные, загрузочные, поворотные и ориентирующие устройства, приспособления для закрепления заготовки, устройства для отвода стружки, механизмы контроля.

Транспортные механизмы. К ним относятся поворотные столы, гибкие лотки с подъемниками, конвейеры-распределители, ленточные и цепные конвейеры, магазины, бункеры, приспособления-спутники.

Загрузочные устройства должны быть быстродействующие, просты по конструкции, высоко надежны. К ним относятся магазинные, бункерные или бункерно-магазинные загрузочные устройства

Механизмы изменения ориентации производят поворот заготовки на 90° и 180°. Для изменения ориентации корпусных деталей применяют барабаны для поворота вокруг горизонтальной оси, столы для поворота вокруг вертикальной оси, кантователи для поворота вокруг наклонной оси.

Накопительные устройства служат для приема, хранения и выдачи заготовок из межоперационных заделов. Межоперационные заделы создаются между отдельными участками АЛ для того, чтобы при остановке одного из участков другие могли работать самостоятельно.

Накопительные устройства делятся на:

1. Транзитные (проходные).

2. Тупиковые.

Заготовки при переходе с участка на участок обязательно проходят через транзитные накопители. Тупиковые накопители включаются только в случае остановки предыдущего участка АЛ.

Промышленные роботы (ПР).

Промышленный робот - автоматическая машина представляющая собой совокупность манипулятора и перепрограммируемого устройства управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций, заменяющих аналогичные функции человека при перемещении заготовок и техоснастки.

Перепрограммируемость - это свойство робота заменять управляющую программу автоматически или оператором.

Существуют роботы, которые попеременно управляются то оператором, то автоматически. В них имеется устройство памяти для автоматического выполнения отдельных действий.

ПР в машиностроении выполняют погрузочно-разгрузочные, транспортно-складские работы, обслуживают станки, прессы, литейные машины и т.д., выполняют сварочные, сборочные, контрольно-измерительные, окрасочные и другие основные операции.

Исполнительное устройство ПР выполняет все его двигательные функции. В исполнительное устройство входит манипулятор и в общем случае устройство передвижения ПР. Манипулятор состоит из несущих конструкций, проводов, исполнительных и передаточных механизмов. Каждая степень подвижности манипулятора имеет свой двигатель (пневматический, электрический, гидравлический).

Исполнительный механизм ПР (механическая рука) осуществляет ориентирующие и транспортирующие движения. Рабочим органом ПР является захватное устройство (сварочные клещи, окрасочный пистолет и т.д). Захватное устройство захватывает и удерживает объекты, перемещаемые манипулятором.

Устройство управления ПР служит для формирования и выдачи управляющих воздействий исполнительному устройству в соответствии с УП. В него входят пульт управления, запоминающее устройство, вычислительное устройство, блок управления приводами манипулятора и устройства передвижения.

Информационная система обеспечивает сбор и передачу в устройство управления данных о состоянии окружающей среды и функционирования механизмов ПР. В эту систему входит комплект датчиков обратной связи различного назначения, устройство обратной связи, устройство сравнения сигналов.

Классификация, технические характеристики и типаж промышленных роботов

Технические характеристики ПР включают:

1. Грузоподъемность - наибольшая масса захватываемого ПР объекта производства, при которой гарантируется захватывание., удерживание и обеспечение установленных значений эксплуатационных характеристик ПР.

2. Число степеней подвижности ПР - это сумма возможных координатных движений захваченной детали относительно неподвижного звена: стойки или основания.

3. Зона обслуживания ПР - это пространство, в котором рабочий орган выполняет свои функции в соответствии с назначением робота и установленными значениями его характеристик.

4. Рабочая зона ПР - это пространство в котором может находиться рабочий орган при его функционировании.

5. Погрешность позиционирования - отклонение положения рабочего органа от заданного управляющей программой.

По характеру выполняемых операций ПР подразделяются на:

1. Производственные - непосредственно участвующие в производственном процессе и выполняющие основные операции (сварка, гибка, окраска, сборка).

2. Подъемно-транспортные (вспомогательные) - используемые для установки и снятия деталей и инструмента, обслуживания транспортеров и складов.

3. Универсальные - выполняющие основные и вспомогательные операции.

По виду производства различают ПР, используемые в литейном, сварочном производстве, при механической обработке, сборке, автоматическом контроле и т.д.

По степени автоматизации:

1. Специальные ПР - выполняют определенную технологическую операцию и обслуживают конкретную модель оборудования.

2. Специализированные - выполняют операции одного вида (сварку, окрашивание, сборку) и обслуживают определенную группу моделей оборудования, например, станки с горизонтальной осью шпинделя.

3. Универсальные - служат для выполнения разнородных операций и функционируют с оборудованием различного назначения. Их используют в автоматизированном производстве.

По грузоподъемности:

1. Сверхлегкие (до I кг).

2. Легкие (свыше 1 до 10 кг).

3. Средние (свыше 10 до 200 кг).

4. Тяжелые (свыше 200 кг).

5. Сверхтяжелые (свыше 1000 кг).

По числу степеней подвижности:

1. Двумя.

2. Тремя.

3. Четырьмя.

4. Более четырех степеней подвижности.

По возможности передвижения:

1. Стационарные - имеют ориентирующие и транспортирующие движения.

2. Подвижные - дополнительно к этим движениям еще и координатные перемещения.

По способу установке на рабочем месте:

1. Напольные - обеспечивают смену инструмента, контроль операции, межстаночное транспортирование.

2. Встроенные - обслуживают только один станок.

3. Подвесные.

По виду систем координат ПР работающие в:

1. Прямоугольной.

2. Цилиндрической.

3. Сферической.

4. Угловой.

5. Комбинированной системах.

По виду привода:

1. Электромеханическим

2. Гидравлическим

3. Пневматическим

4. Комбинированным.

По виду управления:

1. С программным управлением (цикловым, числовым, позиционным, контурным).

2. С адаптивным управлением (позиционным, контурным).

По способу программирования:

1. Программируемые обучением - оператор управляет с ручного пульта последовательно различными движениями, которые фиксируются в запоминающем устройстве ПР.

2. Аналитически (путем расчетов программ).

Типаж ПР определяют исходя из следующих технических характеристик и параметров:

1. Назначение ПР.

2. Грузоподъемности.

3. Рабочей зоны.

4. Числа степеней подвижности.

5. Возможности передвижения.

6. Компоновочной схемы.

7. Конструктивного исполнения.

8. Вида управления.

9. Точности позиционирования.

Захватные устройства ПР

Предназначены для захвата и удержания объектов манипулирования. Они должны обеспечивать надежный захват и удержание деталей различных по массе, размерам и конструкции, стабильность базирования, быстроту переналадки; они не должны повреждать деталь в месте захвата.

На конструкцию захватных устройств влияют:

1. Система ЧПУ.

2. Вид обслуживаемого оборудования.

3. Тип робота,

4. Серийность производства

Например, робот, обслуживающий группу станков в серийном производстве, должен иметь широкодиапазонные захватные устройства или автоматическую смену. ЗУ для обслуживания патронных токарных станков отличаются по конструкции от ЗУ, обслуживающих центровые станки.

По принципу действия:

1. Механические

2. Магнитные

3. Вакуумные

4. С эластичными камерами, деформирующимися под действием нагнетаемого внутрь воздуха или жидкости.

Эти ЗУ могут быть одно-, двух- и многозахватными.

По характеру крепления:

1. Несменяемые

2. Сменные

3. Быстросменные

4. С автоматической сменой.

По виду управления:

1. Неуправляемые

2. Командные

3. Жестко программируемые

4. Адаптивные.

К неуправляемым относятся, например, захватные устройства с постоянными магнитами: чтобы освободить заготовку из ЗУ, нужно приложить силу, большую, чем сила удержания.

Командные ЗУ получают команды только на захват или отпускание объекта

Жестко программируемые ЗУ управляются устройством ПУ, определяющим в зависимости от программы величину перемещения губок, силу зажима, взаимное расположение элементов.

Адаптивные ЗУ управляются устройством ПУ и оснащаются датчиками, дающими информацию об объекте и внешней среде.

Механические ЗУ наиболее распространены. Их классифицируют

По типу привода:

1. Пружинные,

2. Пневматические,

3. Гидравлические,

4. Электромеханические.

По типу губок:

1. Рычажные

2. Реечные

3. Клиновые.

Механические ЗУ с пневмоприводом просты., удобны, отсутствуют утечки, но при одних и тех же габаритных размерах с гидроприводом последний обеспечивает значительно большие силы захвата Пневмопривод в отличии от гидропривода не позволяет точно регулировать силу зажима

Вакуумные ЗУ пригодны для захвата деталей из различных материалов, не имеющих плоскую и ровную поверхность. Их делят на пассивные с простыми присосками, изготовляемыми из резины или пластических материалов, и активные с принудительным поддержанием вакуума в удерживающей чаше.

ЗУ с эластичными камерами применяют для переноса хрупких небольших деталей неправильной формы или с большими отклонениями размеров.

Автоматизированное производство.

Станочная система (ССт) - управляемая совокупность станков и вспомогательного оборудования, предназначенная для обработки одной, нескольких подобных заготовок или заготовок широкой номенклатуры на основе одного, нескольких или различных маршрутных техпроцессов.

Автоматизированные станочные системы - совокупность взаимодействующих станков и вспомогательного оборудования, объединенных автоматическими подсистемами: транспортно-накопительной и управления. Автоматические ССт функционируют без участия человека или с минимальным его участием.

В зависимости от типа производства ССт делятся на:

1. Специальные (не переналаживаемые)

2. Специализированные (переналаживаемые)

3. Универсальные (гибкие).

К специальным ССт относятся не переналаживаемые автоматические линии, предназначенные для одновременной обработки 1-2 заготовок. Годовая программа выпуска деталей одного наименования больше 75000 шт. на основе одного маршрутного техпроцесса, поток обрабатываемых заготовок следует по схеме «станок - станок». Специальные ССт включают специальные, специализированные и универсальные станки и являются основным средством автоматизации массового производства.

В универсальных ССт вводят только универсальные станки, поток заготовок движется по схеме «станок - склад - станок». К этой группе относятся гибкие автоматизированные ССт, предназначенные для обработки заготовок широкой номенклатуры с различными техмаршрутами.

В специализированные ССт включают универсальные и специализированные станки.

Автоматический станочный модуль - это металлорежущий станок, оснащенный устройствами управления и автоматической смены обрабатываемых заготовок (пристаночным накопителем, автооператором или ПР), осуществляющий многократные автоматические рабочие циклы. Его можно встраивать в станочную систему.

Адаптивный станочный модуль обеспечивает автоматические контроль и подналадку обрабатываемых заготовок.

Гибкий производственный модуль (ГПМ) процесса обработки, а также контроль и коррекцию качества имеет все перечисленные выше свойства, оснащен устройствами ПУ, смены инструмента, заготовок, удаления отходов.

Гибкая автоматизированная линия (ГАЛ) и гибкий автоматизированный участок (ГАУ) - это совокупность не менее двух единиц оборудования или Г11М, объединенных автоматизированными системами управления и транспортно-накопительными системами для заготовок, инструментов, оснастки, отходов, переналаживаемых на обработку заготовок заданной номенклатуры в пределах технических возможностей оборудования.

Гибкие производственные системы (ГПС) - это наиболее эффективное средство автоматизации серийного производства, позволяющее переходить с одного вида продукции на другой с минимальными затратами времени и труда, ГПС позволяет снизить потребность в квалифицированных станочниках и станках, повысить качество продукции.

ГПС - это комплекс технологических средств, состоящий из одного и более многоцелевых станков или других станков с ЧПУ, оснащенных механизмами автоматической смены инструмента, автоматической сменой заготовок и транспортирования их со склада до зоны обработки при помощи различных транспортных средств.

ГПС оснащены современными системами ЧПУ, управляющими перемещениями механизмов станка, инструментом, транспортом, системами загрузки и выгрузки. Такие системы ЧПУ имеют дисплеи, помогающие оператору увидеть отклонения в работе станка; мониторные устройства, обеспечивающие диагностирование режущего инструмента, контроль размеров обрабатываемых заготовок непосредственно на станке.

Роботизированные комплексы (РК).

РК могут входить в автоматизированные участки, линии, цеха. В роботизированных технологических комплексах (РТК) ПР выполняет вспомогательные операции типа «взять-положить», В роботизированных производственных комплексах (РПК) ПР выполняет основные операции техпроцесса (сборку, сварку, окраску).

Металлорежущие станки, встраиваемые в РТК, должны иметь высокую производительность, высокий уровень концентрации разнохарактерных переходов обработки, удобный доступ к рабочей зоне станка, механизмы автоматической смены инструмента. Конструкция станка должна предусматривать автоматический зажим заготовки в патроне, тисках и т.д. Специальные датчики должны контролировать правильность и надежность базирования заготовок, устройства автоматического открывания и закрывания защитных экранов; устройства обдува или обмыва базовых поверхностей приспособлений для закрепления заготовок; устройства для дробления и уборки стружки.

Приемные испытания станков.

После изготовления или капитального ремонта станки подвергают испытаниям. Испытания проводятся на испытательном стенде или на рабочем месте в присутствии комиссии.

Следует последовательно

1. Внешний осмотр.

2. Проверка паспортных данных.

3. Испытания на холостом ходу - без нагрузки на всех режимах в течение определенного промежутка времени.

4. Испытания под нагрузкой - берут заготовку из стали и обрабатывают на всех режимах в течение определенного промежутка времени.

5. Проверка геометрической точности станка.

6. Проверка геометрической точности детали.

Во время испытаний подналадка станка не допускается, рукоятки должны переключаться без рывков и заеданий, температура на рукоятках, защищенных кожухом узлов не должна превышать допустимой. Если на каком либо этапе испытаний обнаружится несоответствие, то испытания прекращаются, назначают срок исправления и повторный срок испытаний по всем этапам.

Транспортировка, упаковка и установка станков

Перед отправкой станков к потребителю их закрепляют на деревянные поддоны, покрывают консервативной смазкой, покрывают полиэтиленовой пленкой и упаковывают в деревянный ящик согласно ГОСТу. На ящике должен быть предусмотрен карман для сопроводительной документации, указываются адрес изготовителя.

Упакованные станки доставляются потребителю железнодорожным, морским и воздушным транспортом.

Скорость транспортирования и состояние дорог регламентируются ГОСТом. Перед установкой станки освобождают от упаковки и устанавливают в цехах следующими способами:

1. На пол цеха на виброопорах.

2. На ленточные фундаменты (общий фундамент залитый под ряд станков).

3. На виброопорах или на фундаментных болтах.

4. На индивидуальные фундаменты (на виброопорах или фундаментных болтах).

Способ установки и габариты фундаментов зависят от класса точности станка, его габаритов и массы.

График частот вращения шпинделя

Размещено на Allbest.ru