Деталь "Кронштейн" и технологический процесс ее изготовления

На операции 010 используется станок 6Р11 - вертикально-фрезерный.

Общий вид станка 6Р11 и габаритные размеры

кронштейн гибкий производственный модуль

Станок вертикально-фрезерный консольный модель 6Р11

Станок предназначен для фрезерования разнобразных изделий из черных и цветных металлов, обработка производится торцовыми, концевыми и специальными фрезами.

Класс точности станка Н.

Вращение шпинделя и подача стола осуществ-ются от отдельных электродвигателей через кору скоростей и коробку подач.

Стол может совершать быстрые перемещения рабочие подачи в продольном, поперечном и вер-кальном направлениях.

Механический привод стола и привод вручную сблокированы.

Выключение механического перемещения стола может производиться упорами или вручную. Торможение шпинделя обеспечивается электромагнитной муфтой.

Повышенная мощность электродвигателей и жесткость станка, широкий диапазон скоростей шпинделя и подач стола обеспечивают высокопроизводительную обработку изделий на скоростных режимах резания.

Год исполнения установочной серии--1971.

Технические характеристики:

Размеры рабочей поверхности стола, мм . 1000X250

Наибольшее перемещение стола, мм:

продольное 630

поперечное 200

вертикальное 350

Электродвигатель привода главного движения:

мощность, кВт 5,5

частота вращения, об/мин 1450 подач:

мощность, кВт 1,5

частота вращения об/мин 1400

Габарит станка, мм 148ПХ199ОХ2360 I

Масса станка, кг 2360

Расчет коэффициента автоматизации станка модели 6Р11

Учитывая низкий уровень автоматизации и то что станок не автоматизирован его не возможно использовать в составе ГПС без глубокой модернизации.

Возможные варианты действий: вынести фрезерную операцию за пределы ГАУ в отдельную, не автоматизированную позицию заменить используемое оборудование на автоматизированное, например 6Р11Ф3-1 или 6Р13РФ3

Произведем замену используемого оборудование на 6Р13РФ3

Станок вертикальный консольно-фрезерный с ЧПУ и револьверной головкой 6Р13РФ3.

Станки предназначены для многооперационной обработки деталей сложной конфигурации из стали, чугуна, цветных и легких металлов, а также других материалов. Наряду с фрезерными операциями на станках можно производить точное сверление, растачивание, зенкерование и развертывание отверстий

Общий вид станка 6Р13РФ3

Технические характеристики

Расчет коэффициента автоматизации станка модели 6Р13РФ3

Данное оборудование не смотря на ограниченные инструментальные возможности может использоваться в составе ГПС после дооснащения его обеспечивающими системами:

подачи заготовок

контроля изделий и инструмента

1.3.2 Станок 2204ВМФ4

На операции 010 используется станок многоцелевой сверлильно-фрезерно-расточной вертикальный 2004ВМФ4.

Общий вид станка 2204ВМФ4

Описание:

Горизонтальный сверлильно-фрезерно-расточный станок с ЧПУ, крестовым столом и инструментальным магазином мод. 2204ВМФ4 предназначен для комплексной обработки с четырех сторон без переустановки корпусных деталей средних размеров. На станке может производиться получистовое и чистовое фрезерование плоскостей, пазов и криволинейных поверхностей концевыми, торцовыми и дисковыми фрезами, а также растачивание, сверление, зенкерование, развертывание, нарезание резьбы метчиками. Шероховатость обработанной поверхности Ra 1,5...2,5 мкм. Управление станком производится с помощью микропроцессорного устройства ЧПУ и вручную (с пульта управления). На станке программируются координатные перемещения стола и шпиндельной бабки, скорости этих перемещений, режимы обработки, выбор и смена инструмента с коррекцией их размеров, выполняемых в автоматическом цикле. Особенностью станка является наличие устройства для контроля угла поворота шпинделя, позволяющее нарезать резьбу резцом, а также автоматически устанавливать ориентированный относительно продольной оси инструмент.

Технические характеристики:

Диаметр рабочей поверхности стола, мм 630

Наибольшее перемещение стола, мм:

-продольное 500

-поперечное 500

Расстояние от оси шпинделя до рабочей поверхности стола, мм 90 590

Расстояние от торца шпинделя до центра стола, мм 200 700

Ширина Т-образного паза стола, мм 18

Количество Т-образных пазов стола 7

Расстояние между Т-образными пазами стола, мм 80

Величина продольных, поперечных, вертикальных подач, мм/с 0,016 167

Скорость быстрого перемещения, мм/мин 10000

Наибольшая частота вращения стопа, об/мин 10

Наибольшая допустимая масса обрабатываемого изделия, кг 300

Конус шпинделя по ГОСТ 15945--82 50

Наибольшее перемещение шпиндельной головки, мм 500

Частота вращения, об/мин:

шпинделя 40 2500

Емкость инструментального магазина, шт 30

Масса станка, кг

без принадлежностей и приставных устройств 5000

с принадлежностями, электрооборудованием, системой ЧПУ 7250

Ввод информации С перфоленты и вручную

Система кодирования ISO

Инднкация Буквенно-цифровая и знаковая

Вид интерполяции Линейная круговая

Расчет коэффициента автоматизации станка модели 2004ВМФ4

Несмотря на невысокий уровень автоматизации, оборудование может использоваться в составе ГПС после дооснащения его обеспечивающими системами:

подачи заготовок

контроля изделий и инструмента

Снятие готовой детали

удаления отходов

2. Определение потребности в технологическом оборудовании

2.1 Определение уровня автоматизации ТП

Рассчитаем уровень автоматизации технологической подсистемы до модернизации и после модернизации.

где - количество подразделения ГАУ;

- сумма уровней автоматизации технологического оборудования и всех подразделений ГАУ.

Принимаем общий уровень автоматизации 0,54

2.2 Определение количества основного технологического оборудования

При разработке структуры автоматического производственного комплекса необходимо знать потребное количество основного и вспомогательного оборудования для обеспечения заданной программы выпуска деталей.

Определить количество основного оборудования, включаемого в автоматический комплекс, можно, исходя из среднего такта выпуска деталей на комплексе.

Средний такт выпуска деталей

где Фо - номинальный фонд времени работы оборудования , ч. [5]

при односменной работе оборудования Фо=2070 ч.;

при двухсменной работе Фо=4140 ч.;

при трехсменной работе Фо=6210 ч.

Примем двухсменный режим работы

К - коэффициент использования оборудования принимаем равным общему уровню автоматизации;

Nг - годовая программа выпуска деталей.

Определим степень загрузки оборудования

Исходя из коэффициентов загрузки принимаем следующее количество оборудования.

необходимо произвести повторный расчет коэффициента загрузки оборудования и среднего такта выпуска деталей.

Примем двухсменный график работы

Определим степень загрузки оборудования

Таким образом, установка дополнительных станков позволила сократить время среднего такта выпуска деталей.

3. Разработка компоновок ГПМ

3.1 Определение структуры ГПМ для операции 010, на базе фрезерного станка модели 6Р13РФ3, и промышленного робота ПР М20П

Для функционирования полностью в автоматическом режиме станок надо дооснастить обеспечивающими системами:

подачи заготовок,

контроля инструмента,

Рабочая зона ограждена механически сдвигающейся шторкой.

ПР берет заготовку тары для заготовок, загружает станок и затем возвращает обработанную деталь в тару с деталями.

Компоновка ГПМ на базе фрезерного станка 6Р13РФ2 и ПР м20п.40.01:

1 - ПР мод. М20П напольного типа; 2 - фрезерный станок 6Р13РФ2,

3 - тара для заготовок; 4 -- тара для деталей.

Промышленный робот и ПР М20П

Техническая характеристика ПР М20П.

1.Номинальная грузоподъёмность -20 кг.

2.Число степеней подвижности -5.

3.Наибольшие линейные перемещения:

по вертикали-500 мм,

по горизонтали-500 мм.

4.Наибольшие угловые перемещения:

руки относительно вертикальной оси-300 град,

кисти относительно продольной оси-180 град.

5.Диапазон скорости линейных перемещений:

по вертикали- 0.005...0.5 м/с,

по горизонтали-0.008...1.0.

6.Диапазон скорости угловых перемещений:

руки относительно вертикальной оси-60 град/с,

кисти относительно продольной оси-60 град/с.

7.Наибольшая абсолютная ошибка позиционирования 1,0 мм.

8.Масса (без устройства ЧПУ) - 570 кг.

Расчет коэффициента автоматизации ГПМ на базе станка модели 6Р13РФ3 и ПР М20П

3.2 Определение структуры ГПМ для операции 015, на базе станка 2004ВМФ3 и промышленного робота HP-20 напольного типа.

Для функционирования полностью в автоматическом режиме станок надо дооснастить обеспечивающими системами:

подачи заготовок,

контроля инструмента и заготовок,

удаления отходов

Компоновка ГПМ на базе фрезерного станка 2204ВМФ4 и ПР -HP20: 1. тара для заготовок; 2. тара для деталей; 3. ПР мод. НР20 ; 4. станок 2204ВМФ4; 5.контейнер под стружку; 6. Конвейер для подачи и выгрузки контейнера для стружки.

Для подачи заготовок и снятия деталей в ГПМ используется промышленный робот HP-20. ПР HP-20 является универсальным роботом, обеспечивающим высокую точность позиционирования, широкий радиус действия, грузоподъемность до 20 кг, имеет малые габариты, что позволяет использовать его в данном ГПМ, обеспечивая полноценное выполнение требуемых операций и экономное использование рабочего пространства.

Обработка детали ведется за одну установку.

Расчет коэффициента автоматизации станка модели 2254ВМФ4 и ПР HP-20

4. Разработка структуру ГАУ

4.1 Выбор общей компоновки ГАУ

В систему обеспечения функционирования ГПС входят:

- автоматизированная транспортно-складская система (АТСС);

- система автоматизированного контроля (САК);

- автоматизированная система удаления отходов (АСУО);

- автоматизированная система управления (АСУ).

Разработка структуры ГАУ начинается с выбора схемы компоновки АТСС.

Исходя из задания:

- средний объем выпуска -44000 шт.

-система децентрализованная.

Выбираем компоновки АТСС круговую (замкнутую), которая обеспечивает большую производительность.

Центральным элементом АТСС является склад.

Выбираем автоматический стеллажный склад.

Общая компоновка ГАУ:1 - Поток заготовок; 2 - Поток деталей;3 - Поток тары со стружкой

4.2 Компоновка ГАУ

Исходя из рассчитанного количества оборудования окончательно выберем следующие решения для автоматизации технологических операций.

Операция 005 - заготовительная выносится на отдельную не автоматизированную позицию.

Для операций 010 используем ГПМ на базе фрезерного станка с ЧПУ 6Р13РФ2 и ПР м20п.40.01:

Для операций 015 используем ГПМ на базе многоцелевого сверлильно-фрезерно-расточного станка 2004ВМФ4 с ЧПУ и ПР HP-20 дооснащенные системой удаления стружки .

Общая компоновка ГАУ представлена на рис 4.2.

На схеме обозначено:

1. Промышленный робот модели ПР HP-20

1(а) промышленный робот М20П.

2. Станок модели 6Р13РФ2

2(а) Станок модели 2004ВМФ4

3. Тара с заготовками

4. Тара с деталями

5. Штабелер

6. Устройство выдачи АТСС оснащённое рольгангами.

7. Устройство приема АТСС оснащенное рольгангами.

8. Ячейка склада.

9. Подвесной транспортный робот типа НЦ-32 с монорельсовой подвесной системой.

10. Контейнер под стружку.

11. Конвейер для подачи и выгрузки контейнера под стружку.

Общая компоновка ГАУ.

5. Функционирование подсистемы поддержания работоспособности ГПМ

5.1 Система поддержания работоспособности ГПМ

Задачи оперативного контроля

Описание системы поддержания работоспособности. ЧПУ циклически опрашивает датчики установленные на станке. При работе оборудования без отклонений от введенных оператором наладчиком в систему, станок работает по заданному режиму. При нарушении работы любого участка станка, или отклонения от параметров установленных в ЧПУ подается сигнал прерывания циклического опроса датчиков, система идентифицирует место прерывания опроса, находит датчик от которого поступил сигнал: отклонения от заданных параметров или наличия ошибки. После определения места и вид ошибки ЧПУ формирует выходной сигнал на табло в удобном для оператора-наладчика виде. Кроме станка, в ГПМ входят: робот устанавливающий заготовки на станок и снимающий детали с него, система удаления стружки. На каждом элементе ГПМ установлены датчики контроля заданной работы. С датчиков поступают сигналы на верхний уровень, где они обрабатываются. После обработки сигналов от датчиков формируется выходной сигнал, который подается на оборудование. Выходной сигнал может: провоцировать оборудование на выполнение определенного действия ,заложенного в программе оборудования, останавливать работу определенного участка или всей системы.

5.2 Расчет уровня автоматизации подсистемы ПРС

Расчет уровня автоматизации ПРС

6. Алгоритм действий и циклограмма по перемещению материального потока подсистем ГАУ

Система удаление стружки с ГПМ2

При заполнении контейнера со стружкой, датчик находящийся на контейнере подает сигнал на верхний уровень, тем самым провоцирует вызов транспортного робота к ГПМ2 . Прибытие транспортного робота к ГПМ2 отмечается срабатыванием датчика положения, тем самым запуская ленточный конвейер на котором находится тара со стружкой. По прибытию тары со стружкой на место приема-выдачи ГПМ2, срабатывает датчик масс, при срабатывании датчика масс, прибывший подвесной робот опускает манипулятор, и захватывает деталь. При успешном выполнении предыдущих действий, датчики схвата подают сигнал о возможности транспортировки контейнера. Робот поднимает манипулятор с контейнером и при подтверждении подъема переносит контейнер на место приема склада. Прибыв на место приема склада робот подтверждает свое положение, и выгружает контейнер со стружкой на рольганговый конвейер приема склада. Если сигнал с конвейера, о загрузки прибыл, тогда включаются рольганги, которые перевозят тару со стружкой в ячейку приема склада. Из ячейки, при поступлении сигнала с датчика масс провоцирующего вызов штабелера, контейнер забирается штабелером и увозится в ячейку хранения.

Алгоритм по перемещению материального потока

Размещено на Allbest.ru