Автоматизация технологического процесса операции механической обработки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Автоматизация технологических и производственных процессов в машиностроении предполагает осмысленную замену труда рабочего трудом автоматических или автоматизированных устройств, работающих по управляющей программе. Автоматизация процессов в машиностроении предполагает использование таких автоматизированных и гибких систем, как робототехнологические комплексы (РТК), гибкие производственные модули (ГПМ), которые состоят из технологического оборудования (металлорежущих станков с ЧПУ), промышленного робота (ПР), загрузочно-накопительного устройства (ЗНУ) для хранения и выдачи деталей и ряда других элементов автоматизации. Данные РТК и ГПМ предназначены для обработки определенного диапазона номенклатуры деталей, функционируют автономно в течение определенного времени (от четырех до восьми часов) и могут быстро перепрограммироваться. Автоматизированное оборудование типа РТК и ГПМ относится к разряду дорогостоящих и поэтому, чтобы на начальной стадии работ по автоматизации необходимо, прежде всего, провести анализ и разработать техническое задание, подкрепленное рядом моделей. На стадии анализа определяется тип выбираемого технологического оборудования, требуемый инструмент, средства автоматизации. При автоматизации технологической операции приводится временная структура операции, где отражаются все составляющие общего времени цикла выполнения операции - все технологические и вспомогательные составляющие операции. На основании анализа этой структуры принимается решение, - какие элементы операции могут быть и должны быть автоматизированы. Автоматизации, прежде всего, подлежат: - часто повторяющиеся простые операции, поскольку именно они, ввиду своей монотонности, являются причиной неточностей, погрешностей, вносимых человеком; - операции, которые являются вредными для рабочего (перенос тяжелых деталей, небезопасная для человека рабочая среда - загазованность, вредные испарения, шум и пр.); - операции, требующие повышенного внимания или постоянных умственных напряжений, но имеющие возможность программирования с помощью вычислительной техники; - и другие аналогичные операции. Немаловажным фактором является и то, что с каждым годом стоимость труда человека возрастает, а стоимость работы автоматических устройств, ввиду удешевления стоимости элементной базы вычислительной техники, уменьшается. Еще одним фактором в пользу автоматизации технологических процессов (ТП), является то, что уменьшается зависимость от текучести кадров, от, так называемого, «человеческого фактора». Процесс автоматизации ТП заключается в последовательном решении ряда задач. Конечным результатом является выдача рекомендаций по оснащению рабочего места необходимыми средствами автоматизации и документов управляющего характера. К таким документа относятся:

- блок-схема работы автоматизируемой системы;

- циклограмма работы системы;

- результаты моделирования системы;

- управляющие программы.

Цель и задачи работы:

Целью расчетно-графической работы является автоматизация технологического процесса операции механической обработки.

В процессе выполнения расчетно-графической работы студентом должно быть выполнено следующее.

1. Ознакомление с чертежом детали.

2. Определение объекта автоматизации (рабочее место, участок, комплекс оборудования).

3. Разработка укрупненного ТП.

4. Выбор оборудования (металлорежущий станок с ЧПУ или обрабатывающий центр), промышленный робот, ЗНУ.

5. Выбор технологической операции из ТП для автоматизации.

6. Проектирование компоновки РТК или ГПМ.

7. Разработка блок-схемы функционирования РТК или ГПМ.

8. Разработка циклограммы работы РТК или ГПМ.

9. Разработка сети Петри, отражающую функционирование РТК или ГПМ.

10. Разработка управляющей программы для станка с ЧПУ на все поверхности, обрабатываемые на операции.

1. Задание

Рис.1. Вариант детали.

2. Определение объекта автоматизации

Объектом автоматизации является операция ТП. Исходя из задания необходимо определить - какие операции необходимо осуществить над деталью. В ряде случаев выполнение этих операций невозможно только на одном станке, может потребоваться два различных станка. Если в качестве оборудования выбирается обрабатывающий центр (ОЦ), то возможно выполнение нескольких различных операций (токарная, расточная, фрезерная, сверлильная и даже шлифовальная) на таком ОЦ. Поэтому вам необходимо проанализировать деталь и определить - какие операции необходимо выполнить. Эти операции ТП и являются объектом автоматизации в работе.

3. Разработка укрупненного технологического процесса

Технологический процесс разрабатывается только на выбранные поверхности и контуры детали, укрупнено:

1. Установить деталь в приспособлении на столе станка.

2. Фрезеровать контур 1.

3. Снять деталь.

Контур 1 обрабатывается фрезой концевой с цилиндрическим хвостовиком по ГОСТ 17025-71 в ред. 1995г.

Параметры выбранной фрезы:

Рис.2. Фреза концевая.

4. Выбор оборудования

автоматизация технологический механическая обработка

Выбор оборудования заключается в выборе:

- станка с ЧПУ;

- промышленного робота;

- загрузочно-накопительного устройства;

- других средств автоматизации.

Для выбора станка с ЧПУ и промышленного робота (ПР) необходимо знать вес обрабатываемой детали. Исходя из габаритных размеров детали, ее вес примерно составляет 6 кг.

Для обработки данной детали выберем консольно-фрезерный станок WF 1E

Рис.3. Консольно-фрезерный станок.

Технические характеристики консольно-фрезерного станка

5. Выбор промышленного робота

Выбираем ПР напольного типа модели «Kawasaki - FS45N D Control», работающий в цилиндрической системе координат.

Рис.4. Промышленный робот.

Характеристики робота

Рис.5. Конструктивная схема промышленного робота.

6. Выбор загрузочно-накопительного устройства (ЗНУ)

В качестве загрузочно-накопительного устройства было выбрано ЗНУ в виде транспортера с горизонтальной ориентацией заготовок на плоскости транспортной ленты. Движения ориентации деталей - в плоской системе координат. Этот тип ЗНУ используется для загрузки различных станков деталями средних размеров.

Рис.6. Загрузочно-накопительное устройство.

7. Выбор технологической операции из ТП для автоматизации

Обработка исходной детали состоит из одной технологической операции - операции фрезерования. Для операции фрезерования будет разрабатываться компоновка, модель и управляющая программа. Для операции необходимо составить временную структуру.

Анализ временной структуры:

Т ? =t_обр+ t_зпд+ t_рпд+ t_пер+ t_под+ t_ус.д+ _tс.д+ t_ч.ч+ t_о+ t_прост. +t_перед

t_обр - время обработки;

t_зпд. - время загрузки партии деталей;

t_рпд. - время разгрузки партии деталей;

t_пер. - время переналадки станка;

t_под. - время подналадки станка;

t_уст.д - время установки детали;

t_снят.д. - время снятия детали;

t_ч.ч - время чтения чертежа;

t_о - время отдыха;

t_прост. - время простоя;

t_перед - время передвижения робота.

С целью упрощения примем:

Т ? =t_обр + t_пер. + t_ус.д. + t_снят.д. + t_перед.

8. Проектирование компоновки робототехнического комплекса

Для выбранного оборудования, хода технологического процесса и операций спроектировали компоновку РТК.

РТК включает в себя:

1. Консольно-фрезерный станок WF 1E;

2. Промышленный робот Kawasaki - FS45N D Control;

3. Загрузочно-накопительное устройство ленточного типа.

Рис.7. Компоновка РТК.

9. Разработка блок-схемы функционирования РТК

Рис.8. Блок-схема

Размещено на Allbest.ru