Автоматизация литейного производства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Оренбургский государственный университет»

Автоматизация литейного производства

Бочкарев А.В.

Саитбатталов Р.Р.

Автоматизация литейного производства при помощи использования промышленных роботов позволяет повысить производительность, качество и повторяемость результатов, исключить участие человека во вредном производстве, снизить издержки на литейном производстве и сделать производственный процесс более безопасным.

Каждый год темпы роботизации технологических процессов в Европе, США, Индии, Бразилии, Мексики, Китае и других странах стремительно растут. В России и СНГ темпы автоматизации идут очень медленно.

Независимо от технологии литья, будь то ЛВМ, ЛГМ, ХТС или литьё в песчано-глинистые смеси, стоимость подготовки производства и моделей накладывает свой отпечаток на стоимость мелкосерийного или среднесерийного заказа.

Изготовление керамических оболочковых форм при автоматизации литейного производства требует знание и понимание технологии. Это очень серьёзный этап при автоматизации литейного производства и очень распространён при литье по выплавляемым моделям (ЛВМ). При использовании этой технологии, на пути от запрессовки модели на машине до удаления облоя производителям для получения 100% готовых отливок приходится часто закладывать коэффициент 1,4-1,6 в зависимости от внедрения современных материалов. В любом случае при роботизации технологического процесса получения форм удаётся практически устранить брак (может составлять до 5%) на этом этапе формообразования, увеличить производительность и гарантированную повторяемость результата, а так же исключить участие человека на вредном производстве. Поставку автоматизированных комплексов для изготовления керамических оболочковых форм осуществляется с комплектом оборудования. Каждый комплекс нанесения керамического покрытия проектируется с учётом индивидуальных требований заказчика и с учётом используемых им материалов, габаритов изделий и особенностей помещения. В зависимости от поставленных задач роботизированные комплексы поставляются либо с простыми четырёхосными моделями роботов КUКА, либо шестиосными роботами. Баки для суспензии могут опционально комплектоваться системами контроля уровня, скорости вращения, поворотными платформами, крышками и системами автоматической досыпки. Поэтому безусловно стоимость такого комплекса для каждого заказчика рассчитывается индивидуально.

При заливке металла имеется наличие ряда факторов влияющих на производительность, условия труда, качество и обеспечение повторяемости результата. Для решение всех приведённых ниже факторов призвана автоматизация литейного производства и роботизация технологического процесса.

Автоматизация литейного производства и роботизация технологического процесса, прежде всего, востребована в прецизионном литьё и серийном получении сложных тонкостенных отливок, востребованных в машиностроении и аэрокосмической промышленности. К этому можно добавить литьё из жаропрочных сплавов с температурой заливки 1500--1700 °С. Любая неточность здесь становится причиной брака, остановки производства, возникновения аварийных ситуаций. Производители литья в России вынуждены добавлять существенный процент от брака (литейные дефекты из-за нарушения технологии) к существенным затратам на прокалку форм и плавку металла используя устарелое печное оборудование с существенно более высокими затратами на энергоносители. Таким образом все преимущества за счёт более дешёвой рабочей силы, дешёвых энергоносителей и материала перекрываются применением в Европе современных материалов и энергосберегающего оборудования, а так же снижением количества брака за счёт автоматизации литейного производства. На этапе выдачи оболочек на прокалку до заливки металла в подогретые формы потери от брака составляют от 7 до 18% от общего количества произведённых запрессовок модельной массы в начале процесса. Человеческий фактор здесь играет очень большую роль. Так же время подачи формы под заливку или переноса разливочного ковша является очень важным показателем. При литье в песчано-глинистые формы, разовые формы ХТС, литье в кокиль под низким давлением, роботизация технологического процесса позволяет выполнять:

- операции с опоками (сборка форм, установка песчаных стержней); - извлечение из пресс-форм и опок затвердевших отливок; - отчистка формы и напыление покрытий; - перемещение отливок (забор из форм, передача на конвейер для последующей очистки поверхности, передача на механическую обработку). - проверка отливки на блоке контроля на предмет брака и при необходимости отбраковка.

Необходимо отметить, что все описанные выше действия могут выполняться в условиях повышенной температуры и запылённости круглосуточно, с постоянной скоростью многократно превышающей скорость выполнения операций человеком, при этом со значительно большей точностью. Робот на литейном участке применяются в специальном исполнении с герметизированным корпусом, защитой IP67, 2-х слойной окраской, дополнительным охлаждением и применением защитного кожуха.

После получения отливки заготовки и предварительной отчистки её поверхности, независимо от метода литья необходимо удалить литейные прибыли, элементы литниковой системы и зачистить облой, выполнить операции фрезеровки и контроля. На этом этапе роботизированные комплексы позволяют существенно повысить производительность, снизить процент брака и обезопасить труд человека. При взаимодействии с комплексами литья, например при извлечении отливки из кокиля или машины литья под давлением, робот обычно простаивает, однако может выполнять все операции по механической обработки заготовки в период между следующей заливкой металла и извлечением отливки. На выходе таким образом удаётся получить полностью готовое изделие.

Программирование и управление роботами в основном осуществляется при помощи электрошкафа управления с контроллером, программного обеспечения разработанного для среды Windows и установленного на ПК, а так же опционально при помощи сенсорного экрана на планшете. Все базовые функции, которые требуются для работы робототехнической системы, например проектирование траектории или управление вводом-выводом из пресса заготовки при автоматизации штамповки или из печи прокалки форм, подачи формы под заливу при автоматизации литейного производства и т.д.., а так же более расширенные функции обеспечиваются указанными выше средствами которые дополняют друг друга. Система позволяет мгновенно отслеживать все функции и шаги программирования и обеспечивать непосредственное слежение за роботом и заготовкой, что обеспечивает немедленную проверку программирования. Процессы понятно представлены оператору с помощью интеллектуальных интерактивных диалоговых окон. Действия робототехнической системы поддерживаются при помощи датчиков (камера, лазерный сканнер, силомоментный датчик) позволяющих гибко подстраивать работу под различные окружающие ситуации, в зависимости от поставленной задачи.

Применение прогрессивной технологии является основой для создания автоматизированного высокопроизводительного оборудования. Прогрессивные процессы - это процессы, которые, обеспечивая получение высокого качества продукции, являются высокопроизводительными и легко поддаются автоматизации.

Оснащение литейных цехов высокопроизводительным автоматизированным оборудованием должно базироваться на комплектах машин и устройств, входящих в сферу автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Комплексная автоматизация - часть общего процесса совершенствования производства. В него входят: совершенствование оборудования, улучшение конструкции и технологичности изделии, внедрение новых материалов и технологических процессов, совершенствование организации и управления производством, повышение уровня массовости производства, например путем специализации и кооперирования его, унификации и нормализации изделии.

Список использованных источников

автоматизация технологический роботизация отливка

1. Дальский А.М., Технология конструкционных материалов: Учебник для машиностроительных специальностей вузов. - М.: Машиностроение.- 2003. - 512 с.

2. Информационный портал «infomundus.com». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://infomundus.com.

3. Информационный портал «pereosnastka.ru». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:// pereosnastka.ru.

Размещено на Allbest.ru