ID: 84724

Название работы: Разработка автоматизированного участка изготовления детали Вал 5

Категория: Курсовая

Предметная область: Производство и промышленные технологии

Описание: Автоматизация производственных процессов на основе внедрения роботизированных технологических комплексов РТК и гибких производственных модулей ГПМ вспомогательного оборудования транспортно-накопительных и контрольно-измерительных устройств объединенных в гибкие...

Язык: Русский

Дата добавления: 2015-03-21

Размер файла: 499 KB

Работу скачали: 19 чел.

Министерство образования и науки Российской Федерации

НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ИНСТИТУТ (филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Казанский (Приволжский) федеральный университет»

в г. Набережные Челны

Отделение энергетики и информатизации

Кафедра «Автоматизации и управления»

Курсовой проект

по дисциплине:

«Автоматизация технологии производственных процессов»

на тему: «Разработка автоматизированного участка изготовления детали Вал 5»

Выполнил: студент гр. 2112213

Ямалиев Р.Р.

Проверил: ст. преподаватель

Клочкова К.В.

Набережные Челны

2014

Министерство образования и науки Российской Федерации

НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ИНСТИТУТ(филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Казанский (Приволжский) федеральный университет»

в г. Набережные Челны

Отделение энергетики и информатизации

Кафедра «Автоматизации и управления»

                                                                        УТВЕРЖДАЮ :

                                                                        Заведующий кафедрой

                                                                         ____________Симонова Л.А.

                                                                        «______»_______________20__г.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

на курсовое проектирование

Студент_Ямалиев Р.Р._______                               группа_2112213_

Наименование дисциплины:_АТПП  

Вариант_________________________________________________________

Тема проекта «Разработка автоматизированного участка изготовления детали Вал 5».

Исходные данные к проекту__Рабочий чертеж детали «Вал 5», годовая программа выпуска N=321200 шт._______________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Выдал: ст. преподаватель__Клочкова К.В.__________

Дата сдачи студентом контрольной работы «___»________________20__г.

Содержание:

  

Техническое задание……………………………………………………………….…3

Эскиз детали………………………………………………………………….…....…..4

1. Введение…………………………………………………………………………….5

2. Описание технологического процесса………………………………………....…7

   Модель структура ….………………………………………………………………7

   Модель содержания ……………………………………………………….…….…8

3. Расчёт технологического процесса…………………………………………..……9

   3.1.Режимы резания …………………………………………………………..…....9

   3.2.Нормирование операций технологического процесса…………………...…10

   3.3.Выбор основного технологического оборудования…………………..…….13

4. Разработка АУ...…………………………………………………………….……..14

    4.1.Выбор оборудования……………………………………………..…..………14

    4.2.Выбор вспомогательного оборудования…………………..……..…………15

    4.3.Разработка АУ...……………………………………………..……..…………16

5. Выбор датчиков и разработка циклограммы работы АУ……..……..………..17

6. Описание циклограммы…………………………………………………………..18

7. Разработка технологических наладок для станков с ЧПУ………….……….…29

Заключение……………………………………………………………….……..……22

Список литературы…………………………………………………………….…….23

                                                                                                                                  

Эскиз детали

1. Введение

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

Применение ГПС и РТК 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.

Гибкая производственная система (ГПС) в соответствии с ГОСТ 26228-85 — это совокупность в разных сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц тех. оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.

Гибкий автоматизированный участок (ГАУ) — гибкая производственная система, функционирующая по технологическому маршруту, в котором предусмотрена возможность изменения последовательности использования технологического оборудования.

   Для обработки деталей типа тел вращения ГАУ включает в основном токарные станки с ЧПУ, агрегатные станки со сменными многошпиндельными головками для обработки отверстий, а также многоцелевые станки с ЧПУ и контрольно-измерительные устройства.

     Применение ГАУ обеспечивает распространение преимуществ массового производства на серийное, что включает в себя повышение производительности, сокращение численности работающих и расхода фонда заработной платы, повышение качества изделий, возможности организации безлюдного производства в третью смену, сокращение времени пролеживания деталей, более быструю окупаемость капитальных вложений, сокращение времени сборочных операций и т. д.

На сегодняшний день в машиностроении сложилась тенденция к применению прогрессивных технологий. Это, прежде всего, выражается в использовании в производстве автоматизированного и автоматического оборудования: ГПМ, ГАУ, ГАЛ, ГПС, РТК, РТУ, РТЛ и АТТС.

По организационной структуре ГПС формируются в виде производственных модулей (ГПМ), гибких автоматических линий (ГАЛ) и участков (ГАУ), а также в виде гибких производственных цехов и заводов.

В механообрабатывающем производстве ГПС представляет собой развитую автоматизированную систему, управляемую от ЭВМ; такая система включает в себя комплекс обрабатывающего оборудования, связанного автоматизированной транспортно-складской системой (АТСС), автоматизированную систему инструментообеспечения (АСИО) и систему автоматического контроля (САК).

В результате применения этих технологий в будущем станет возможным повсеместное использование безлюдных технологий.

Целью данной курсовой работы является автоматизация участка по обработке вала.

2. Описание технологического процесса

Модель структуры

Модель содержания

Ниже представлена модель рассматриваемого технологического процесса

(по операции 1 – установу 1.1. – позиции 1.1.1. – переходу 1.1.1.2.)

Технологический процесс

Со склада		Переход детали		Сдача на склад
	Операция 1		Операция 2

Операция 1

Установить заготовку		Сменить положение заготовки		Сменить положение заготовки		Снять заготовку
	Установ 1.1.		Установ 1.2.		Установ 1.3.

Установ 1.1.

Подвод инструмента		Отвод инструмента
	Позиция 1.1.1.

Позиция 1.1.1.

Выход инструмента в точку рабочей обработки	Из т.0 в т.1 на Х.Х.	Отвод инструмента в “0”	Выход инструмента в точку рабочей обработки	Из т.0 в т.1 на Х.Х.	Отвод инструмента в “0”
	Из т.1 в т.2 на Р.Х,	Из т.2 в т.3 в т.0 на Х.Х.		Из т.1 в т.2 на Р.Х,	Из т.2 в т.3 в т.0 на Х.Х.
	Пер.1.1.1.1.			Пер.1.1.1.2.

Переход 1.1.1.2.

Подход инструмента к поверхности		Отвод инструмента от поверхности
	Р.х. 1.1.1.2.1

3. Расчет технологического процесса

3.1.   Режимы резания

При назначении элементов режимов резания учитывается характер обработки, тип и размер инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.

Порядок определения режимов резания:

Глубина резания t:

- при черновой обработке назначают по возможности максимальную t, равную большей части припуска на обработку;

- при чистовой обработке – в зависимости от требования точности размеров и шероховатости обработанной поверхности.

Подача S:

- при черновой обработке выбирают возможную максимальную подачу, исходя из жесткости и прочности системы СПИД, мощности привода станка, прочности твердосплавной пластинки и других ограничивающих факторов;

- при чистовой обработке – в зависимости от требования точности и шероховатости обработанной поверхности;

- при тонкой обработке – в зависимости от шероховатости.

Подача на оборот:                                           (1)

где – табличное значение подачи;

– поправочные коэффициенты на подачу в зависимости от предела прочности  или твердости HB обрабатываемого материала, от глубины обработки Н от жесткости инструмента Ж.

Скорость V:

рассчитывают по формуле, установленной для каждого вида обработки, которая имеет общий вид:

                             (2)

где  – табличное значение скорости резания;

– поправочные коэффициенты на скорость резания в зависимости от предела прочности  или твердости НВ обрабатываемого материала, от состояния обрабатываемой поверхности п, от периода стойкости инструмента 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 шпинделя n определяется по формуле:    (3)

где d – диаметр обрабатываемой детали, мм;  V – скорость резания, м/мин.

На основании формул (1-3) рассчитаны режимы резания для рассматриваемого технологического процесса.

Сводная таблица режимов резания токарной операции

Таблица 1 - Операция 1 – Токарная.

№	Переход	t, мм	S, мм/об	V, м/мин	n, об/мин
005	Подрезка торца (1)	2,3	0,102	261	1232
010	Черновое точение поверхности  Ø36	2	0,595	142	1261
015	Подрезка торца (2)	2,3	0,102	261	1232
025	Черновое точение
		1)   Ø30	2	0,51	135	1437
		2)   Ø36	2	0,51	142	1261
		3)   Ø45	2	0,595	142	1008
		4)   Ø50	2	0,595	142	908
		5)   Ø45	2	0,595	142	1088
		6)   Ø42	2	0,595	135	1080
	030	Чистовое точение
		1)   Ø30	1	0,17	237	2522
		2)   Ø36	1	0,17	237	2101
		3)   Ø45	1	0,17	237	1681
		4)   Ø50	1	0,17	237	1513
		5)   Ø45	1	0,17	237	1681
		6)   Ø42	1	0,17	237	1834
035	Протачивание канавки (12)	1,25	0,1	126	835
040	Протачивание канавки (13)	1,5	0,12	126	821
045	Нарезание резьбы (9)	1	1,5	139	330
050	Фрезерование паза черновое (11)	4,2	0,065	26	465
055	Фрезерование паза чистовое (11)	0,3	0,23	30	523
060	Чистовое точение поверхности  Ø36	1	0,17	237	2100
065	Нарезание резьбы (4)	1	1,5	139	330
070	Фрезерование паза черновое (10)	4,2	0,065	26	465
075	Фрезерование паза чистовое (10)	0,3	0,23	30	523

3.2.  Нормирование операций технологического процесса.

 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)

где Тао – время автоматической обработки, состоит из времени на совершение инструментом холостых и рабочих ходов:

      (7)

Время холостых ходов:

, мин       (8)

где Li – длина i-ого холостого хода, мм

v – скорость быстрого перемещения станка, мм/мин.

N – количество холостых ходов.

Время рабочих ходов:

      (9)

где Tр.х.i – время i- ого рабочего хода, мин.

 

      (10)

L – длина обрабатываемой поверхности, мм;

l – длина врезания, перебега и ускоренного подвода инструмента, мм. Для станков с ЧПУ в большинстве случаев принимается 1-2 мм вследствие высокой жесткости системы СПИД.

i – число рабочих ходов;

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

s – подача на один оборот, мм/об.

Результаты расчетов приведены в таблице 1.2.

Вспомогательное время:

      (11)

Вспомогательное время, включающее Тв.у. на установку и снятие заготовки и машинно-вспомогательное время Тм.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 (резцодержателя) 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 Тм.в. было минимальным. Значения Тв.у. и Тм.в. назначаются по справочным данным.

Вспомогательное время Твсп рассчитывается для каждой операции по формуле (11). Результаты расчетов занесены в таблицу 2.

Оперативное время находится по формуле:

      (12)

Тобс – время организационного обслуживания рабочего места. В состав работ по данному обслуживанию: осмотр, нагрев системы ЧПУ 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. 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 на личные потребности, мин.

Время обслуживания рабочего места и время на личные потребности, назначается в процентах от оперативного времени

Штучно-калькуляционное время:

,      (13)

где N – размер партии деталей, запускаемых в производство;

Тп-з – подготовительно-заключительное время на партию.

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

,     (14)

В затраты Тп-з1 включено время на получение наряда, чертежа, технологический документации на рабочем месте в начале работы и на сдачу в конце смены. На ознакомление с документами и осмотр заготовки затрачивается 4 мин; на инструктаж мастера - 2 мин; на установку рабочих органов станка или зажимного приспособления по двум координатам в нулевое положение – 4 мин; на установку перфоленты – 2 мин; итого на комплекс приемов – 12 мин.

Для всех станков с ЧПУ принята единая норма Тп-з1 = 12 мин.

Тп-з3 выбираем в зависимости от числа режущих инструментов и числа измеряемых по диаметру поверхностей.

Таблица 2 - Технологическое нормирование операций

№ оп.	Операция	Тосн, мин	Тв, мин	Топ, мин	Тпер+Tобс, мин	Тшт_к, мин
1	Токарная	17,85	3,13	4,1	1,11	26,19

3.3  Выбор основного технологического оборудования.

                

Перед выбором основного технологического оборудования необходимо определить требуемое количество для обеспечения выполнения поставленного задания.

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.

Количество деталей, шт	321200
Количество смен	1080
Количество часов в смене, час	8
Фонд времени, час	8640
Такт выпуска, мин/шт	14,1

 

  

Полученные результаты сведем в таблицу:

                                        Таблица 3.

№ оп.	Наименование операции	Тшт_к , мин	nрасч	nпр	ηосн
1	Токарная	26,19	1,86	2	0,93

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

Длина обработки	мм	850/1850
Макс. диаметр вращения над станиной	мм	600
Обтачиваемый диаметр (проходными резцами)	мм	290
Продольный ход суппорта, ось Z	мм	1010
Поперечный ход суппорта, ось X	мм	220
Посадочная головка шпинделя	размер	6/8
Диаметр патрона, макс.	мм	200/250/315
Диаметр сквозного отверстия в шпинделе	мм	65/103
Диаметр шпинделя под передний подшипник	мм	120/150
Мощность главного привода при 40% ПВ	кВт	45/53
Макс. частота вращения шпинделя	об/мин	4500/3000
Макс. крутящий момент при 40% ПВ	Нм	340/640
Макс. крутящий момент, ось C	Нм	340/640
Встроенный вращающийся центр	размер	MK3/MK4
Усилие привода подачи	кН	8
Скорость подачи	м/мин	25
Скорость ускоренных перемещений	м/мин	25
Усилие привода подачи	кН	8
Количество головок	кол-во	1/2
Количество гнёзд на каждой головке	кол-во	12
Кол. гнёзд для привод. инстр. на каждой головке	кол-во	12
Диаметр посадочных мест по DIN 69880	мм	40
Величина хода по оси Y	мм	(30 +50
Энергопотребление	кВА	65
Занимаемая станком площадь (L x W DL 1000)	мм	4280 x 2460
Масса станка	кг	10000
Высота станка без системы автоматизации	мм	2300

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

Диапазон измерений	0 .. 50 мм
Время реакции	0.5 / 1 мс
Температура эксплуатации	-10.. 70 °C
Функция на выходе	0.. 10 В, 0.. 20 мА, 4..20 мА
Питание	DC
Материал корпуса	нержавеющая сталь, никелированная латунь
Диапазон измерений	0 .. 50 мм

1.  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.