При определении видов обработки отдельных поверхностей и количества переходов исходим из необходимости обеспечения требований к шероховатости поверхности, точности размеров, формы и взаимного расположения, пользуясь таблицами средней экономической точности.

Для удобства формирования технологических операций из отдельных переходов составим табличный граф. Для этого начертим эскиз обрабатываемой детали и пронумеруем все обрабатываемые поверхности (см. Рисунок 1.3).

Рисунок 1.3-Эскиз детали

Таблица 1.1- Табличный граф

Примечание: «+» в таблице ставится, если указанный переход необходим при обработке данной поверхности и «-» - если такой переход не нужен.

Деталь при обработке устанавливается в центра, что позволяет соблюсти принцип единства баз и свести к нулю погрешность базирования

Обработка осуществляется твердосплавным инструментом марок Т15К6, Т5К10.

Для достижения заданной точности и сохранности станков чистовую и черновую обработку разделяем.

Операция фрезерно-центровальная: на фрезерно-центровальном автомате за один установ можно произвести фрезерованием торцов вала и их зацентровку.

Операция токарная: на токарном автомате производится черновое наружное точение шеек вала проходным резцом.

Операция токарная: на токарном автомате чистовая обработка шеек вала с выдерживанием диаметральных и линейных размеров согласно требованиям чертежа.

Операция токарная: на токарном автомате чистовая обработка шеек вала с выдерживанием диаметральных и линейных размеров согласно требованиям чертежа (для поверхностей с Ra 3,2).

Операция токарная: на токарном автомате тонкое точение шеек вала с выдерживанием диаметральных и линейных размеров согласно требованиям чертежа (для поверхностей с Ra 1,25).

Средства измерения и контроля выбираем с учетом допустимой погрешности измерения, величина которой определяется в зависимости от номинального размера и допуска на изготовление по ГОСТ 8051-81.

Составляем карту технологического процесса обработки детали

Таблица 1.2 - Карта технологического процесса обработки детали

1.4 Расчет режимов резания и норм времени

В соответствии с требуемой точностью обработки и шероховатостью поверхностей следует назначать режимы резания: скорость вращения шпинделя, глубину резания, подачу.

Общий припуск под всю механическую обработку 2,5 мм на сторону. Припуск под черновую токарную обработку - 2 мм, под чистовую - 0,5 мм, под тонкое точение 0,1 мм.

При фрезеровании торцов по [1] принимаем подачу S=0,3 мм/об, частоту вращения инструмента (фрезы) n=1000 мин-1, глубину равную припуску на торце t=2,5 мм.

Длину рабочего хода:

,

где: dТ - наибольший диаметр фрезеруемого торца, мм;

dа - диаметр второго торца, мм.

Расчётное время обработки:

При черновом точении принимаем следующие режимы: глубина резания t=2 мм, подача S=0,5 мм/об., частота вращения заготовки n=630 мин-1. Длину рабочего хода принимаем равной длине шейки вала. Расчётное время обработки:

Остальные режимы резания и время на обработку приведём в карте маршрутного технологического процесса (таблица 1.3)

Таблица 1.3- Карта маршрутного технологического процесса

После группировки переходов необходимо сравнить основное технологическое время наиболее продолжительного перехода с располагаемым временем.

tот =Ф/Q -tв = Tа - tв

где: Ф - номинальный годовой фонд времени автоматической линии (при двухсменной работе и продолжительности рабочей недели 41 ч., Ф = 3725ч.);

Q - заданная годовая программа выпуска деталей;

- коэффициент технического использования АЛ (предварительно может принят быть в пределах 0,7-0,8 и зависит от числа станков автоматической линии);

tв - вспомогательное время, может быть принято 0,15 - 0,40 мин;

Tа - расчетный такт выпуска, мин

мин

Так как у нас время затраченное на самый длительный переход не превышает располагаемого времени,так как 0,45<0,47,то режимы резания и нормы времени оставляем без изменений.

2. Проектирование автоматической линии

2.1 Разработка структурной схемы автоматической линии

В массовом и серийном производстве широко используются автоматические линии.

Автоматическая линия представляет собой группу станков, расположенных по ходу технологического процесса, связанных между собой транспортной системой и имеющих единую систему управления. Система управления обеспечивает работу всей линии без непосредственного участия человека. Таким образом, АЛ состоит из трех элементов (узлов): станков-автоматов, автоматических транспортных устройств, устройств для автоматического управления и контроля. АЛ обладают высокой производительностью, обеспечивают высокое качество продукции, полностью устраняют тяжелый физический труд.

АЛ имеют различную структуру и конструктивное выполнение в зависимости от их назначения и конкретных условий работы. Они классифицируются по типу встроенных станков, технологическим признакам, по виду транспортных устройств и способов передачи изделий, по расположению оборудования, по связи между станками и т.д.

По типу встроенных станков различают автоматические линии из универсальных, специальных и агрегатных автоматов.

По виду передачи изделий от станка к станку АЛ бывают:

- со сквозным транспортированием через рабочую зону (преимущество

- удобство компоновки, однако обслуживание оборудования усложняется);

- с верхним транспортированием (облегчается обслуживание станков АЛ, но усложняется транспортная система);

- с боковым (фронтальным) транспортированием, (но требуется дополнительное устройство для поперечной загрузки заготовок в рабочую зону и съем изделия);

- с комбинированным транспортированием.

По расположению оборудования различают замкнутые и незамкнутые АЛ. В замкнутых АЛ автооператор загружает заготовки и снимает с нее готовые изделия на одном месте. Это является преимуществом таких линий, недостаток - затруднительный доступ к оборудованию.

Большинство АЛ имеют незамкнутое расположение оборудования (прямолинейное, Ш-образное, Г-образное, П-образное и т.д.).

По виду связи между станками АЛ бывают с жесткой и гибкой связью.

АЛ с жесткой связью состоят из отдельных станков-автоматов, связанных между собой жесткими транспортными устройствами, которые передают детали в процессе обработки с одного станка на другой. Такие линии называют синхронными, т.к. все станки в них работают в одном такте (время, в течение которого обрабатываются детали на станке). При остановке какого-либо станка останавливается вся линия.

АЛ с жесткой связью используются для обработки сложных корпусных деталей, а также деталей, требующих для своего перемещения приспособлений-спутников. Транспортная система АЛ проходит через все рабочие позиции; во время обработки деталь, как правило, не снимается с транспортера, фиксируется и зажимается на базовых поверхностях.

АЛ с гибкой связью называют несинхронными. Они состоят из независимо работающих по времени станков с гибкой транспортной связью. Такие линии снабжаются бункерами-накопителями для хранения определенного запаса деталей, откуда эти детали поступают на станки-автоматы для обработки. При остановке какого-либо станка АЛ продолжает работать, питаясь запасом деталей из бункера-накопителя.

АЛ с гибкой связью используются преимущественно для обработки изделий типа коротких тел вращения (кольца подшипников, шестерни, втулки, клапаны и т.д.). Их особенностью является перемещение под действием силы собственной тяжести, что находит широкое применение при межстаночном транспортировании, накоплении заделов и т.п.

Исходным материалом служат как непрерывные (труба, пруток), так и штучные заготовки, получаемые прокаткой, ковкой, штамповкой, литьем и т.д. Наиболее типовые операции в таких линиях - токарные и шлифовальные, что позволяет для данных типов изделий создавать типовые технологические процессы как стабильную основу для создания автоматических систем.

В курсовой работе применяем автоматическую линию с гибкой связью. Она состоит из независимо работающих по времени станков с гибкой транспортной связью. Такие линии снабжаются бункерами - накопителями для хранения определенного запаса заготовок, откуда эти заготовки поступают на станки автоматы для обработки. При остановке какого-либо станка автоматическая линия с гибкой связью продолжает работать, питаясь запасом из бункера - накопителя.

2.2 Выбор оптимального варианта структурной схемы автоматической линии

На основе определённого времени на обработку составим типовой технологический маршрут.

Таблица 2.1 - Типовой технологический маршрут

Минимальная компоновка автоматической линии будет состоять из пяти позиций: одного фрезерно-центровального автомата, трех токарных автоматов и одного кругло-шлифовального станка. Лимитирующей позицией является чистовая обработка всех шеек вала - 1,275 мин.

Дифференцируя общий объём обработки вала на число позиций (станков), можно сократить длительность рабочих ходов цикла. Переходы, основное время которых превышает 0,55 мин, необходимо расчленить на более мелкие. Максимальное число позиций 8 ограничивается невозможностью дробления чистовой обработки шейки 2 на два станка.

Таким образом, для обработки вала даже при простейшем построении однопоточной обработки и жёсткой межагрегатной связью автоматическую линию можно построить по 4 вариантам q=5…8.

Следующий вариант дифференциации получается делением чистовой обработки на две позиции.

Приведём технологическую схему обработки при шести позиционном варианте (q=7):

I поз. - 0,27 мин: фрезерование и центрование торцов;

II поз. - 0,215 мин: черновая токарная обработка поверхности 4;

III поз. - 0,533 мин: черновая токарная обработка остальных поверхностей;

IV поз. - 0,55 мин: чистовое точение поверхности 4;

V поз. - 0,725 мин: чистовое точение остальных шеек вала;

VI поз. - 0,08 мин: снятие фаски;

VII поз. - 0,25 мин: шлифование;

Для выбора варианта структуры автоматической линии необходимо рассчитать производительность автоматической линии по формуле:

, шт/смену

где Р=1 - количество параллельных линий;

- время наиболее длительной операции;

tX=0,2 мин - время холостых ходов рабочего цикла;

?Сi=0,12 мин/шт-ожидаемые внецикловые потери одного комплекта инструментов;

te=0,02 мин/шт -ожидаемые простои и внецикловые потери из-за отказов устройств и механизмов;

ny=1,2,3,4 - число участков секций, на которое делится линия;

w - коэффициент возрастания внецикловых потерь из-за неполной компенсации их накопителями.

Определим QАЛ для варианта q=5, ny=1,р=1, =1,275:

шт/мин =283,2 шт/см

Значения производительностей для других структурных вариантов сведём в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 - Производительности автоматической линии

Из задания требуемая производительность автоматической линии QАЛ(min)=410 шт/см, с увеличением до Qmax=480 шт/см. В данный диапазон попадает 2 структурных варианта.

При Q=418,8, ny=2, q=6:

При Q=475,2, ny=1, q=7:

Рисунок 2.1- Структурные варианты АЛ

Из этих вариантов выбор оптимального произведём путём сопоставления стоимостных характеристик.

Определим приведённые затраты для каждого варианта

,

где Кi - стоимость оборудования для i-го варианта, у.е.,

Сi - годовые эксплуатационные затраты для i-го варианта, у.е.,

ЕН=0,17 - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений

,

где САВТ=29500 у.е. - стоимость одного станка-автомата,

СНАК=5230 у.е. - стоимость одного накопителя

СЗУ=3850 у.е. - стоимость одного загрузочного устройства,

у.е. - стоимость транспортной системы,

Вариант 1: QАЛ=418,8 шт/см; ny=2; q=6.

у.е.

у.е.

,

где А-амортизационные отчисления, принимаем 13% от стоимости оборудования;

ЗР-затраты на текущий ремонт и межремонтное обслуживание, принимаем 8% от стоимости оборудования;

ЗПЛ-годовой фонд заработной платы обслуживающих рабочих при двухсменной работе;

СИН=9650 у.е. - стоимость инструмента и электроэнергии.

у.е.,

Тогда приведённые затраты:

у.е.

При сравнении все полученные значения приведённых затрат должны быть скорректированы на одинаковый выпуск продукции CПi*цi.

у.е.

Вариант 2: QАЛ=475,2 шт/см; ny=1; q=7

у.е.

у.е.

у.е.

Тогда приведённые затраты:

у.е.

При сравнении все полученные значения приведённых затрат должны быть скорректированы на одинаковый выпуск продукции CПi*цi.

у.е.

Наиболее оптимальный вариантом является QАЛ2=475,2 шт/см, q=7,

=0,55мин.

2.3 Выбор и компоновка технологического оборудования

Выбор и компоновку технологического оборудования обосновываем на базе разработанного технологического процесса. Для обеспечения различных

операций техпроцесса в автоматической линии используем оборудование как специально созданное для работы в автоматических линиях, так и приспособленное либо модернизированное для этих целей. При массовом производстве используем специально оснащенные автоматы. Для размещения примем последовательную схему расположения оборудования.

Выбор технологического оборудования производим по справочной литературе.

1. Двухсторонний фрезерно-центровальный полуавтомат 6C230, исполнение с автоматической сменой деталей.

Технические характеристики:

Наибольший диаметр вала, мм..………...……………………….......….до 100

Наибольшая длина вала, мм………………………………......………200

Частота вращения шпинделя, мин-1……..……….......................215- 1000

Общая мощность электродвигателей, кВт…………………….......…4,2

Габаритные размеры, мм…...........………………………..2850-2055-2100

Масса, кг……..…………………………………………..…………..3500

2.Токарный многорезцовый копировальный автомат с цикловым программным управлением 1716Ц (класс точности Н),поставляют с автоматическим манипулятором для загрузки-выгрузки деталей.

Технические характеристики:

Диаметр обрабатываемой детали, мм....………………........……...до 200

Наибольшая длина вала, мм……………………….........…..500(1000)

Частота вращения шпинделя, мин-1……..………………..........100 - 2000

Общая мощность электродвигателей, кВт…………………………….22

Габаритные размеры, мм……….......………………..........2465-1215-1900

Масса, кг……..……………………………………………………..4500

3. Одношпиндельный токарно-револьверный автомат модели МЕ226С0:

Технические характеристики:

Диаметр обрабатываемой детали, мм....………………….......... 120

Наибольшая длина вала, мм………………………......………...…..500

Частота вращения шпинделя, мин-1……..………………...................1250

Мощность электродвигателя, кВт....………………………………..5,5

Габаритные размеры, мм.............………………............3915-1670-2430

Масса, кг……..………………………….…………….……..………2800

4. Круглошлифовальный автомат 6С232 (класс точности-В)

Технические характеристики:

Диаметр, мм: обрабатываемой детали…………………......…20-87

шлифуемой поверхности.......……………….…………...17-80

Частота вращения шлифовального круга, мин-1……….........3000-10000

Диаметр шлифовального круга, мм…………………….........100-200

Скорость обработки, м/с…………………………………....................60

Мощность электродвигателя привода шлифовального круга, кВт...3-7,5

Наибольшая суммарная мощность электродвигателей, кВт……….10

Габаритные размеры, мм…..........................2200-1180-2280

Масса, кг………………………………..…………..………………..5100

2.4 Выбор и компоновка транспортных средств

Транспортная система - это комплект транспортных средств и загрузочных устройств, обеспечивающий межстаночное и межлинейное транспортирование объекта автоматического производства.

В зависимости от программы выпуска, количества оборудования устанавливаемого для выполнения каждой операции, особенностей детали, технологического процесса, экономических показателей, характеризующих процесс изготовления детали, применяем структурную схему автоматической линии с последовательно работающим оборудованием. В нашем случае принимаем транспортную систему, обеспечивающую возможность работы агрегатов без синхронизации циклов обработки. В зависимости от формы, размеров детали и выполняемых операций применяем гравитационный способ перемещения детали.

Автооператоры производящие загрузку, выгрузку деталей на станки используем стандартизованные, встроенные в металлорежущие станки.

Гибкие лотки управляют потоками деталей в гравитационных системах транспортирования.

Для уборки стружки предусматриваем скребковый транспортер удаляющий стружку из рабочей зоны станков.

Для проектируемой автоматической линии с последовательно работающим оборудованием и с поперечным расположением технологического оборудования при сквозном прохождении конвейера необходимы механические подъёмники, которые будут осуществлять загрузку и выгрузку заготовок и деталей, а так же отводящий конвейер для перемещения деталей между позициями.

Автоматические подъёмники прерывистого действия широко применяются в транспортных системах автоматических линий. В процессе транспортировки в подъёмниках детали могут ориентироваться для загрузки на станок в определённом направлении. Выбираем подъёмник модели КК5А:

Технические характеристики:

Диаметр транспортируемых валов, мм ............................................ до 80;

Наибольшая длинна валов, мм ............................................................. 150;

Тип привода ..................................................................... пневматический;

Регулирование скорости ...........................................бесступенчатое;

Скорость движения, м/мин:

- каретки ......................................................................................... 10;

- кассеты загрузки/выгрузки ............................................................ 12;

Габариты, мм .............................................................1250х900х1900;

Масса, кг ..............................................................................................800.

Отводящие конвейеры обеспечивают непрерывное принудительное перемещение заготовок или деталей по фронту автоматической линии с распределением их между параллельно работающими станками и сбором обработанных деталей.

2.5 Выбор метода и средств контроля

Для контроля и сортировки деталей в автоматических линиях используют жесткие калибры, а также пневмоэлектроконтактные, электронные и пневмоэлектронные измерительные системы.

Для каждого контролируемого параметра выбор той или иной измерительной системы, а следовательно и типа преобразователя, определяется требуемой точностью, пределами измерения, производительностью и числом групп сортировки.

Жесткие калибры применяют тогда, когда не требуется высокой точности контроля. Простой в эксплуатации является электроконтактная система автоматического контроля, в состав которой входят амплитудные и электроконтактные датчики.

Для контрольных автоматов, встраиваемых в автоматические линии, существенное влияние на их компоновку оказывают транспортная система линии, условия связей с другими агрегатами, требования удобства обслуживания, монтажа, периодических осмотров и ремонта.

Для контроля валов выбираем автомат марки ПБ-250.

Контролируемые параметры: - радиальное биение шеек под подшипники относительно оси вала.

Диапазон размеров контролируемых параметров деталей, м.....0 - ..250

Предельно допустимая погрешность измерения, мкм…….….….......15

Тип преобразователя…………….……………....пневмомеханотронный

Производительность, шт/ч……………………………..…………..….720

Мощность электродвигателя, кВт………………..……………….…….0,8

Габаритные размеры, мм………………………………......…500-290-330

2.6 Планировка автоматической линии

Планировку автоматической линии выполняем в масштабе 1:125. В качестве исходных данных для планировки автоматической линии используем структурную схему, эскизы станков и транспортных устройств, выполненные с учетом выбранных типов и габаритов. При передаче деталей с одной рабочей позиции на другую предусматриваем промежуточные агрегаты (подъемники, накопители).

Выполняя планировку автоматической линии учитываем минимально допустимое расстояние между механизмами, которое разработано с учетом обеспечения удобства обслуживания и соблюдения правил техники безопасности.

Таблица 2.3 Минимально допустимые расстояния между механизмами

2.7 Составление циклограммы автоматической линии

Циклограмма автоматической линии составляется с целью -- наглядного изображения последовательности и времени работы всех механизмов АЛ. Она должна быть построена таким образом, чтобы обеспечить наиболее рациональное сочетание последовательности движений, т.к. от этого зависит производительность АЛ.

Все движения, которые должны совершать механизмы АЛ за один цикл, можно условно разделить на лимитирующие и совмещенные. Лимитирующими называет те движения, сумма которых составляет один цикл работы, а совмещенными - движения, происходящие одновременно с лимитирующими.

Время цикла может быть уменьшено путем сокращения длины хода и

увеличения скорости перемещения механизмов. Холостым перемещения следует выбирать минимальными при соблюдении двух условий: 1. чтобы режущий инструмент в исходном положении выходил за контуры детали и не мешал ее перемещению. 2. чтобы быстрый подвод был достаточным для освобождения конечных выключателей, контролирующих исходное положение режущего инструмента.

Изобразим циклограмму автоматической линии для вала. Все механизмы на позициях работают независимо и только подают сигналы об окончания зажима. После получения последнего сигнала дается команда на пуск станков. Каждый станок имеет автономную систему управления, которая переключает ее с быстрого подвода на рабочую подачу, а затем и на быстрый отвод. Как только будет сигнал об окончании обработки, включаются механизмы разжима и фиксации, которые освобождают обрабатываемые детали. С обработкой синхронизируется и работа остальных механизмов (механизмы для удаления стружки и др.)

Для разработки циклограммы составим расчетный лист настройки АЛ при обработке изделия.

1. Транспортирования изделия транспортером участка.

?1 = 800 мм - шаг транспортера; s1 = 12 м/мин - скорость

транспортирования изделия.

Время транспортирования изделия

?х1 = ?1/ s1 = (800 · 60)/12000 = 4 с.

2. Зажим и фиксация. На зажим и фиксацию по паспорту автоматической линии уходит 4 с, т.е. tх2 = 4 с.

3. Отвод транспортера в исходное положение tх3 = 4 с - по аналогии с первой операцией.

Фрезерно-центровальная операция

4. Быстрый подвод фрезы к изделию

?4 = 35 мм - длина быстрого подвода; s4 = 10,0 м/мин - скорость быстрого подвода.

Время быстрого подвода фрезы

tх4 = ?4/s4 = (35 · 60)/10000 = 0,21с.

5. Обработка фрезой

tр5 =12 с.

6. Быстрый отвод фрезы

?6 = 75 мм - длина отвода; s6 = 10,0 м/мин - скорость отвода;

х6 = ?6/ s6 = (75х60)/10000 = 0,45 с время отвода.

7. Быстрый подвод сверла к изделию

tх7 = 0,15 с - время быстрого подвода (так же, как у фрезы).

8. Обработка сверлом.

tр8 =8,4 с.

9. Быстрый отвод сверла

?9 = 31 мм - длина отвода; s9 = 10 м/мин - скорость отвода;

tх9 = ?9/ s9 = (31х60)/10000 = 0,19 с время отвода.

Черновое точение с одной стороны

10. Быстрый подвод чернового резца к изделию

?10 = 250 мм - длина быстрого подвода; s10 = 10,0 м/мин - скорость быстрого подвода.

Время быстрого подвода чернового резца

tх10 = ?10/s10 = (250 · 60)/10000 = 1,5с.

11. Обработка черновым резцом

tр11 =24.6 с.

12. Быстрый отвод чернового резца

?12 = 295 мм - длина отвода; s12 = 10 м/мин - скорость отвода;

tх12 = ?12/ s12 = (295х60)/1000 = 1,77 с время отвода.

Черновое точение с другой стороны

13. Быстрый подвод чернового резца к изделию

?13 = 250 мм - длина быстрого подвода; s13 = 10,0 м/мин - скорость быстрого подвода.

Время быстрого подвода чернового резца

tх13 = ?4/s13 = (250 · 60)/10000 = 1,5с.

14. Обработка черновым резцом

tр14=43.2 с.

15. Быстрый отвод чернового резца

?15 = 340 мм - длина отвода; s15 = 10 м/мин - скорость отвода;

tх15 = ?15/ s15 = (340х60)/1000 = 2,04 с время отвода

Чистовое точение с одной стороны

16. Быстрый подвод чистового резца к изделию

?16 = 250 мм - длина быстрого подвода; s16 = 10,0 м/мин - скорость быстрого подвода.

Время быстрого подвода чистового резца

tх16 = ?16/s16 = (250 · 60)/10000 = 1,5с.

17. Обработка чистовым резцом

tр17 =33 с.

18. Быстрый отвод чистового резца

?18 = 330 мм - длина отвода; s18 = 10 м/мин - скорость отвода;

tх18 = ?18/ s18 = (330х60)/1000 = 1,98 с время отвода.

Чистовое точение с другой стороны

19. Быстрый подвод чистового резца к изделию

?19 = 250 мм - длина быстрого подвода; s19 = 10,0 м/мин - скорость быстрого подвода.

Время быстрого подвода чистового резца

tх19 = ?19/s19 = (250 · 60)/10000 = 1,5с.

20. Обработка чистовым резцом

tр20 =25.8 с.

21. Быстрый отвод чистового резца

?21 = 330 мм - длина отвода; s21 = 10 м/мин - скорость отвода;

tх21 = ?21/ s21 = (330х60)/1000 = 1,98 с время отвода.

Обработка фаски

22. Быстрый подвод резца к изделию

tх22 = 1,5 с - время быстрого подвода (так же, как у фрезы).

23. Обработка фасочным резцом

tр23 =4,8 с.

24. Быстрый отвод фасочного резца

?24 = 261 мм - длина отвода; s24 = 10 м/мин - скорость отвода;

tх24 = ?24/ s24 = (261х60)/1000 = 1,57 с время отвода.

Шлифование шейки вала

28. Быстрый подвод шлифовального круга к изделию

?28 = 250 мм - длина быстрого подвода; s28 = 10,0 м/мин - скорость быстрого подвода.

Время быстрого подвода шлифовального круга

tх28 = ?28/s28 = (250 · 60)/10000 = 1,5с.

29. Обработка шлифовальным кругом.

tр29 =15 с.

30. Быстрый отвод шлифовального круга

?30 = 250 мм - длина отвода; s30 = 10 м/мин - скорость отвода;

tх30 = ?30/ s30 = (250х60)/1000 = 1,5 с время отвода

Все эти данные заносятся в расчетный лист настройки в таблицу 2.4

Таблица 2.4 - Расчетный лист настройки

Рисунок 2.2 - Циклограмма работы концевых выключателей

2.8 Анализ циклограммы и математическое описание действий устройств

Проанализируем циклограмму и составим уравнения алгебры логики для схемы на релейно-контактных элементах.

В начальный момент времени при нажатии кнопки «Пуск» и при наличии сигнала разрешения цикла возникает неопределённость связанная с тем, что суммарный сигнал является коротким и не может управлять линией, в связи с этим вводим логическую переменную а , которая будет срабатывать от данных сигналов а сбрасываться сигналом от кнопки «стоп».

Далее включается привод транспортёраY8, который останавливается при подаче сигнала от датчика позиции лотка транспортёра X8.

При поступлении заготовки на место загрузки включается привод зажима и фиксации Y9:

Затем включаются приводы механизмов обработки, которые останавливаются при подаче сигнала окончания обработки.

По окончанию обработки включается привод снятия детали Y10

Цикл повторяется заново, пока не нажата кнопка «стоп».

2.9 Синтез принципиальной схемы управления

По полученным уравнениям строим логическую часть электросхемы на релейно- контактных элементах.

Рисунок 2.3 - Логическая часть электросхемы

3. Синтез принципиальной схемы бесконтактного логического управляющего устройства промышленной автоматики.

3.1 Анализ заданного устройства

Произведём автоматизацию привода зажимных механизмов при помощи устройства, принцип работы которого указан ниже.

Рисунок 1 - Принципиальная схема механизма зажима с силовым замыканием: 1-ведущее звено; 2-промежуточное звено; 3-ведомое звено; 4-заготовка.

На участках АЛ, где стоят внутришлифовальные станки, осуществляется зажим заготовок. Такой зажимной механизм схематично показано на рис.1. Зажим осуществляется с использованием механических гидравлических, пневматических и других систем. При закреплении заготовок произвольной формы в приспособлениях станков, входящих в автоматическую линию, необходимо обеспечивать возможность регулирования силы зажима в достаточно широком диапазоне. Этому требованию отвечают приводы с гидроцилиндром. Создаваемую гидроцилиндром силу зажима регулируют с помощью предохранительного или редукционного клапана, а также с помощью датчиков давления.

Источником силы зажима (ведущим звеном) может служить пружина, груз, гидропластовые, пневматические или гидравлические устройства. При такой системе зажима разброс размеров заготовки серьезного значения не имеет, так как влияет только на изменение силы зажима.

3.2 Анализ устройства и определение входных и выходных параметров

Проанализировав принцип работы устройства, отметим, что устройство легко поддаётся автоматизации.

Подача заготовки в призму осуществляется приводом загрузки У1+, при срабатывании которого выключается датчик исходного положения заготовки Х1.

После того как заготовку поместили в призму, выключается приводом загрузки У1+ и включается датчик наличия детали Х2.

При включении кнопки пуск, включается прямое вращение электродвигателя, который в свою очередь открывает запорный клапан I полости гидроцилиндра. Одновременно происходит прямое вращение масленого насоса, заполняющая полость I гидроцилиндра. После заполнения полости гидроцилиндра включается датчик давления Х3. Шток поднимается вверх и срабатывает электромагнитный зажим У2+, который зажимает заготовку в приспособлении.

При срабатывании датчика зажима электродвигатель останавливается, закрывая клапан, а так же выключается масленый насос.

После того как заготовка зажата выключается электромагнитный зажим У2+ и включается привод обработки У3 и датчик контроля обработки Х4. Когда заготовку обработали выключается датчик контроля обработки Х4 и привод обработки У3.

После завершения обработки включается обратное вращение электродвигателя, который в свою очередь открывает запорный клапан II полости гидроцилиндра. Одновременно происходит обратное вращение масленого насоса, заполняющая полость II гидроцилиндра. После чего включается электромагнитный разжим У2-. Шток опускается вниз, тем самым разжимая деталь. Выключаются электромагнитный разжим У2- и датчик давления Х3.

После разжима детали включается привод выгрузки У2-, выключая датчик наличия детали Х2. При срабатывании привода выгрузки электродвигатель останавливается, закрывая клапан, а так же выключается масленый насос. После того как деталь выгрузили срабатывает дачкик исходного положения заготовки.

Рисунок 3.2 -Схема действия устройства, расположения исполнительных элементов

3.3 Синтез циклограммы работы устройства

Для упрощения составления циклограммы проиллюстрируем цикл работы устройства (рис 3.3)

Рисунок 3.3 -Цикл работы устройства

Рисунок 3.4 - Цикл работы устройства

Заметим, что промежуточный сигнал а выполняет функцию памяти для кнопки «Пуск» и сбрасывается кнопкой «Стоп».

3.4 Анализ циклограммы и математическое описание действия устройств

Проанализируем циклограмму и составим уравнения алгебры логики для элементов И-НЕ.

Для того чтобы сработал элемент Y1, сначала в прямом Y1+, затем в обратном направлении Y1-, нужно убедится, что каретка устройство находится в стартовом положении для этого нужен сигнал от датчика X1, также нужно разрешение на выполнение цикла измерения РЦ от датчика Х0, который даёт информацию о наличии заготовки для проведения измерения и собственно сигнал от кнопки «Пуск». Для снятия неопределённостей введен сигнал а и элементы памяти на основе RS-триггера И-НЕ(для управления используем инверсные сигналы SETи RESET).

Далее вступает в действие исполнительный элемент Y2, который служит электромагнитным зажимом и разжимом, сначала в прямомY2+, затем в обратном направлении Y2-. Сброс производится датчиками Х2 и Х3.

Далее вступает в действие исполнительный элемент Y3, являющийся приводом обработки. Сброс производится датчиками Х2, Х3 и Х4.

3.5 Синтез принципиальной схемы управления

По полученным уравнениям строим логическую часть электросхемы на универсальных элементах И-НЕ (рис3.5). При этом RS-триггеры базируются также на элементах И-НЕ.

Рисунок 3.5 -Логическая часть электросхемы

Полная принципиальная схема управления приведена в приложении.

3.6 Анализ проведённой работы

В рамках проведённой работы была разработана принципиальная схема механизма зажима с силовым замыканием. Полученная схема полностью выполняет возложенные на неё функции. Устройство можно применять для зажима деталей любой формы и назначения.

Полученный при реализации схемы практический опыт может служить фундаментом для разработки более сложных схем и позволяет более углубленно вникнуть в процессе автоматизации устройств.

Список использованных источников

1 Справочник технолога-машиностроителя в 2-х томах./Под ред. А.Г.Косиловой, Р.К.Мещерякова. М.: Машиностроение 1985.

2 Автоматические линии в машиностроении. Справочник в 3-х томах./Под ред. Волчкевича Л.И. М.: Машиностроение 1984.

3 Корсаков В.С. Автоматизация производственных процессов. М., Высшая школа, 1978г.

4 Камышный Н.И., Автоматизация загрузки станков, М., Машиностроение, 1977г.

Размещено на Allbest.ru