Моющая машинаТиски, торцевые фрезы, центрирующие сверла,
автоматический контроль Вращательный центр, поводковый патрон, автоматический
контроль Вращательный центр, поводковый патрон, автоматический
контроль Автоматический контроль ,самоцентрирующиеся тиски
Центры, поводок, автоматический контроль
|
|
|
|
|
Для приближенной оценки продолжительности
операций и цикла изготовления деталей воспользуемся укрупненными нормативами
времени:
Фрезерование торцов:
ТО=6L10-3=6(20,56+24,56)=0,27
мин.
Вспомогательное время:
Твсп.=Ту.с.+Туп.=1,22мин.
Точение (предварительное)
ТО=0,17Dl=0,17(20,56*36,68+25,56*37+24,56*68+33,56*38+24,56*14,68)
=0.85мин.
Твсп.=Ту.с.+Туп= 1,37 мин.
Точение (окончательное)+ снятие фасок+ точение
канавок
ТО=(0,17dl+0,19(D2-d2))10-3=(0,17(20*36+25*37+24*68+33*38+24*14)+0,19(302-252))=0,87мин.
Твсп.=Ту.с.+Туп =1,46 мин.
Фрезерование шпоночных пазов
ТО=7l10-3=7*25*10-3=0,17
мин.
Твсп.=Ту.с.+Туп=1,12 мин.
Шлифование однократное
ТО=0,15l10-3=0,15(25*19+25*17+25*11+30*20)*10-3=0,26
мин.
Твсп.=Ту.с.+Туп=1,33 мин.
Штучное время обработки цикла
ТШТ.=∑ТО+∑ТДОП.
ТШТ.=0,27+1,22+0,85+1,37+0,87+1,46+0,17+1,12+0,26+1,33=8,95
мин.
.5 Оценка применяемости намеченных
технологических операций в условиях выбранной концепции
Механическая обработка лезвийным инструментом
достаточна при наличии хорошей системы разгрузки-погрузки, транспортировки и
широкой номенклатуры. Время цикла 1…10 ин.
Круглое шлифование-полная приспособленность в
условиях СПГ.
Приспособленность контрольно-измерительных
операций-полная.
.6 Выбор оборудования станочной системы и схемы
его установки
Выбор оборудования станочной системы необходимо
осуществить соответственно с данными справочников и каталогов металлорежущих
танков.
При выборе конкретных моделей станков следует
учесть:
возможность исполнения намеченных операций на
рассмотренных моделях станков
габариты и массу обрабатываемой заготовки
совместимость систем управления станками, в том
числе систем ЧПУ
возможные варианты выполнения транспортных и
загрузочных операций
При изготовлении данной детали будем
использовать станки следующих моделей:
. Горизонтально-фрезерный станок 6305Ф2
размеры рабочей поверхности стола 600-1500 мм.
наибольшая масса заготовки 100 кг.
частота вращения шпинделя 16-1600 об/мин
подача стола шпиндельной бабки 10-2500мм/мин
мощность электродвигателя 7,8кВт
габаритные размеры 5300×4050мм
масса 2760 кг
. Токарно-винторезный станок 16К20Ф3
наибольший диаметр обработки
*над станиной 400мм
*над суппортом 220мм
наибольший диаметр обрабатываемого прутка 50 мм
частота вращения шпинделя 12-1600 об/мин
габариты станка 2505×119019
мм.
. Шпоночно-фрезерный станок 6Д91
ширина фрезеруемого паза 3…20 мм
диаметр обрабатываемого вала 8…80 мм
наибольшая длина фрезеруемого паза 300 мм
размер рабочей поверхности стола 200×800
мм
частота вращения шпинделя 500-4000 об/мин
мощность электродвигателя 2,2 кВт
габаритные размеры 1320×1380
мм
4. Кругло-шлифовальный станок
3М151Ф2
- наибольший диаметр заготовки 200мм
наибольшая длина заготовки 700мм
частота вращения шпинделя 50-500об/мин
мощность электродвигателя 10кВт
габаритные размеры 4605×2405мм
5. Полуавтомат для снятия
заусенцев и фасок 5Б525
- наибольший диаметр обработанного колеса 500мм
- частота вращения шлифовального круга 12000мин1
- мощность электродвигателя 0,3…6 кВт
габаритные размеры станка 1000×550мм
Рассчитаем штучно-калькуляционное время:
ТШ-К=φкТО
φк-
поправочный коэффициент
ТО- основное время
Токарный станок:
φк=2,14
ТО=4,55 мин. ТШ-К=9,73 мин.
Кругло-шлифовальный станок:
φк=
2,1 ТО= 1,59 мин. ТШ-К=3,34 мин.
Горизонтально-фрезерный станок:
φк=1,84
ТО=1,49 мин. ТШ-К=2,74 мин.
Шпоночно-фрезерный станок:
φк=
1,84 ТО= 1,29мин. ТШ-К=2,37 мин.
Количество станков каждой модели:
- годовой объем выпуска деталей 300
шт.
ТШТ -
штучно-калькуляционное времяД.О. - действительный годовой фонд
работы оборудования.
Количество токарных станков:
по
одному токарно-винторезному станку для предварительной и окончательной
обработки.
Количество
кругло-шлифовальных станков:
принимаем
1 станок
Количество
горизонтально-фрезерных станков:
принимаем
1 станок
Количество
шпоночно-фрезерных станков:
принимаем 1 станок
Выбираем тип
компоновки станочной системы : линейный- станки располагаются так, чтобы
заготовка проходила от начала до конца станочной системы, то есть станки
устанавливаются в последовательности механической обработки.
.7 Разработка
концепции транспортно - складской системы и системы инструментообеспечения
Автоматизированная
транспортно-складская система (АТСС) - это система взаимосвязанных
автоматизированных транспортных и складских устройств для укладки, хранения,
временного накопления и доставки предметов труда, технологической оснастки и
удаления отходов.
При линейной
компоновке АТСС включают:
1.
Загрузочно-разгрузочное устройство УП-0,16
Техническая
характеристика:
масса тары 50 кг.
габаритные размеры 400×300×450мм
2.
Стеллаж-накопитель модели СТ-0,16
Техническая
характеристика:
грузоподъемность
одного гнезда 50кг.
габаритные размеры 400×300×3400мм
. Кран-штабелер
модели СА-ТСС-0,16
Техническая
характеристика:
грузоподъемность 50
кг.
габаритные размеры 400×300×3400мм
скорости
*перемещения крана
1,0м/с
*подъема
грузозахватывающего органа 0,2м/с
*выдвижения
грузозахватывающего органа 0,25м/с
мощность
электродвигателя 4,0 кВт
.
Приемно-передаточное устройство
Выбор промышленного
робота представлен в конструкторской части.
. Робот
производства фирмы "Интрансмаш" модели КН10Р-01
Техническая
характеристика:
грузоподъемность
100кг.
скорость
перемещений 1,0м/с
габаритные размеры 3370×1300×750мм
Для выбора варианта
автоматизированной системы стружкоудаления необходимо ориентировочно оценить
площадь станочной системы, вид стружки, который создается в единицу времени.
Для систем, расположенных на площади 300-500м2 с количеством стружки
до 1000кг/час целесообразно устанавливать линейные конвейеры, а в конце линии
емкость для сбора стружки.
Определим
количество стружки в год
МСТР.=(mЗ-
mД)М
МСТР.=(0,87-0,8)*500=350кг.
Определим массу
стружки в час для данной детали:
Значит,
линейный конвейер устанавливать нецелесообразно (0,7 кг/час< 1000 кг/час).
Для сбора стружки возле каждого станка необходимо установить контейнер для
сбора стружки. Стружка в контейнеры будет попадать через устройства для сбора
стружки, которые вмонтированы в станки.
.8
Разработка концепции системы управления, контроля и диагностики
Состав
функций и набор решенных задач АСУ определяется условиями функционирования
станочных систем - это задание оперативного управления технологическим
процессом, групповое управление основным технологическим оборудованием,
управление АТСС: задача контроля и диагностики - контроль качества продукции
(входной, операционный, приемный), контроль технологических процессов,
диагностирование дефектов, технического состояния.
Для
управления промышленным роботом с ЧПУ применяем микроЕОМ "Sinumeric".
Для
целей диагностики с СПГ и функционально-тестовой диагностики отдельных станков
с ЧПУ применяем управляющую ЕОМ модели ВЗ-М1221608П.
Для
координации информационного обмена и управления производством применяем ПК
Pentium.
1.9 Разработка
общей планировки станочной системы
Разработку
компоновки СПГ необходимо осуществлять согласно "Общесоюзным нормам
технологического проектирования механообрабатывающих и сборочных цехов
предприятий машиностроения, приборостроения и металлообработки". При этом
нужно руководствоваться следующими правилами:
расстановка
технологического оборудования производится по ходу технологического процесса
вдоль производственного пролета;
с тыльной стороны
станков предусмотрены специальные проезды для движения вспомогательных
транспортных средств и прохода людей,
станки группируем
по принципу максимума и минимума съёма стружки, образующейся при обработке;
системы
транспортирования стружки максимально приближены к технологическому
оборудованию;
Компоновочный план
СПГ выполняется в масштабе 1:100.
На плане выплывает
в масштабе показано расположение основного технологического оборудования,
средств технического контроля, автоматизированной системы стружкоудаления,
автоматизированной транспортно-складской системы. На плане указываем зоны
обслуживания промышленными роботами.
Планировку
выполняем без привязки к зданию цеха.
2. Конструкторская
часть
.1 Разработка
устройства по автоматизации, соответствующая вопросам, разработанным в
технологической части
В конструкторской
части курсовой работы выбирается устройство по автоматизации- промышленный
робот модели ПР-4. Они применяются для автоматизации погрузочно-разгрузочных
работ, обслуживания различного технологического оборудования, межоперационного
и межстаночного транспортирования объектов обработки и выполнения других
вспомогательных операций.
Рис. Промышленный
робот ПР-4
Техническая
характеристика:
грузоподъемность: 5
кг.
число ступеней
подвижности (без захватывающего устройства):6
число
рук/захватывающих устройств на руку:1/1
тип привода:
пневматический
управление:
цикловое
число программных
координат: 6
емкость памяти
системы (число команд):60
погрешность
позиционирования :±0,1 мм
линейные
перемещения
*при скорости 0,1
м/с: z = 150мм
* при скорости 0,3
м/с: r = 600 мм
угловые перемещения
* при скорости 1,36
радий/з: φ = 240°
* при скорости 1,53 радий/з: θ
= 15°
Время цикла
обработки деталей на одном станке равняется сумме времени работы станка и
робота
Тtшт-к +
tпр,
где tпр - время
работы, которая не перекрывается
Циклограмму робота
РТК при обслуживании токарно-винторезного станка модели 16К20Ф3 для
предварительной обработки рассчитывается таким способом:
)взятие детали со
стола: t1=5c.
)втягивание руки: t2=2c.
)поворот робота к
станку t3: 1,15с.
)выдвижение руки в
рабочую зону станка: t4=2с.
)закрепление детали
в устройств станка: t5=10с.
)время обработки
детали: t6=51с.
)открепление детали
с устройства станка: t7=10с.
)вывод руки с
рабочей области станка: t8=2с.
)поворот робота к
столу: t9=1,15 с.
)выдвижение руки к
столу: t10=2с.
)установка детали
на столе: t11=5с.∑=91,30 секунд.
Оборудование
|
Движение
(операция)
|
Время,
с
|
|
|
|
5
|
10
|
15
|
20
|
25
|
30
|
35
|
40
|
45
|
50
|
55
|
60
|
65
|
70
|
75
|
80
|
85
|
90
|
95
|
ПР
|
Взятие,
установка детали на столе
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выдвижение
руки
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Поворот
робота
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Станок
|
Закрепление
детали в устройстве станка
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Открепление
заготовки с устройства станка
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обработка
детали
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Заключение
В данной работе
спроектирована автоматизированная производственная система для изготовления
детали типа "вал".
Выбранная концепция
станочной системы применяется в серийном производстве при сравнительно
небольших партиях. Гибкий автоматизированный участок содержит в себе
автоматизированные модули, соединенные гибкими транспортными связями, которые
позволяют расширить номенклатуру изделий. Процессы установки и транспортировки
автоматизированы, что значительно увеличивает продуктивность труда, точность
изготовления и качество поверхностей обрабатываемых деталей.
В качестве
приспособления автоматизации принят промышленный робот модели ПР-4.
Разработанная
технологическая система позволяет существенно повысить продуктивность,
уменьшить число рабочих при высоком качестве изделий и снизить их
себестоимость.
Список
использованной литературы
1. Методические указания к выполнению
самостоятельной работы по дисциплине "Автоматизация производственных
процессов в машиностроении" М.В. Маргулис, В.В. Водзянский- ПГТУ, 2009
. Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по
технологии машиностроения:1983 г.
. Руденко П.А. Проектирование технологических
процессов в машиностроении-1985 г.