Разработка планировки участка

I. Общие параметры :

1.Скорость  перемещения деталей/заготовок по  накопителю при-

мем V = 0,25 м/сек.

 

Необходимую для перемещения деталей/заготовок мощность расчитаем по массе заготовки.

2.Масса заготовки  (r = 7,82 г/см²) m_З = 2,1 кг

4.Число одновременно  устанавливаемых деталей/заготовок 

примем n = 12.

5.Необходимую  мощность двигателя можно расчитать  по формуле

где T – время разгона (обычно 1..3 с), примем T = 2 с, тогда P = 0,39 Вт.

Выбор двигателя

Исходя из полученного значения мощности, условия  небольших скоростей и с учетом наличия общей гидросистемы примем в качестве привода накопителя гидромотор и червячный редуктор (если для привода использовать обычный эл. двигатель, то либо общая масса привода возрастает за счет применения тяжелых редукторов, либо привод усложнится за счет дополни -тельной понижающей передачи).

По своим техническим характеристикам подходит гидромотор Г15-21 :

Характеристика	Значение
Номинальная частота  вращения nНОМ , об/мин	1000
Минимальный диапозон регулирования nMAX/nMIN	60
Номинальный крутящий момент , Н*м	6
Расход при  номинальной частоте вращения , л/с	0,15
Номинальное давление , Мпа	5
Общий КПД	0,85

 

Разработка участка

 

При разработке участка учитывались  следующие требования:

*Компактность при расстановки оборудования.

*Выполнение техпроцесса.

*Оптимальное количество вспомогательного оборудования.

*Размеры участка должны вписываться в сетку колонн корпуса.

*Связывание с транспортными системами.

Участок состоит из двух станков, один из которых  обслуживается одним роботом (см. лист ПК 1410.08.04.000.00).  Заготовки подаются на секцию тактового стола-накопителя конвейера, с которой робот снимает заготовку, и переносит на обработку на токарный центр, где происходит обработка (оп. 005). После первого станка стоит стол на котором хранится необработанная деталь, до тех пор пока второй станок не освободится. В это время робот загружает первый станок заготовкой Далее робот переносит необработанную деталь на второй токарный станок 16К20, где совершается операция 010. После окончания обработки необработанная  деталь перемещается роботом на стол, где она ожидает, когда закончит обработку третий станок. В это время робот загружает второй станок. Благодаря столу 4 происходит снижение простоев второго станка. После окончания обработки на третьем станке, робот переносит заготовку на секцию роликового конвейера, затем робот загружает этот станок необработанной   деталью со стола. Такой цикл повторяется с каждой новой деталью.

На участке между секциями  роликового конвейера имеется проход для обслуживающего персонала. Устройства числового программного управления станками и робота расположены между станками и ограждениями. Они специально убраны из рабочей зоны робота, т. к. в случае противного усложнится траектория перемещения руки робота, что приведёт к увеличению времени на транспортировку и усложнит программу перемещения руки робота.

 

Разработка циклограммы

 

Описание датчиков

Для управлением ходом  технологического процесса необходимо на ГАУ расставить датчики. Количество датчиков определяется типом используемого оборудования. На секции роликового конвейера устанавливается три датчика: наличие заготовке в начале и в конце секции, и датчик включения/выключения привода перемещения конвейера. На столах 4 используются датчики наличия заготовки.  Датчик наличия представляет собой концевик —  бинарный датчик. Он срабатывает (сигнал «единица»), когда на столе есть заготовка. Если нет заготовки то он не срабатывает (сигнал «нуль»). Датчик включения/выключения привода представляет собой обмотку индуктивно связанную с электродвигателем привода перемещения конвейера. Это генераторный тип датчика, при включении электродвигателя на обмотке появляется напряжение (сигнал «единица»), при выключении электродвигателя на обмотке напряжение отсутствует (сигнал «нуль»).

На токарном станке стоит  четыре датчика: включение/выключение шпинделя токарного станка, зажим/разжим патрона, наличие заготовки на станке. Датчик на включение/выключение шпинделя токарного станка, стоит аналогичный датчику включения/выключения привода перемещения конвейера. Датчики на зажим/разжим патрона устанавливают в крайних положениях штока пневмоцилиндра. Этот датчик представляет собой концевик аналогичный датчику наличия заготовки на столе. Наличие заготовки на станке определяется при помощи оптопары. С открытым оптическим каналом.  Излучателем такой оптопары служат ИК-диоды, а фотоприёмники выполняются на основе фоторезисторов или кремневых фотодиодов. Принцип действия оптопары состоит в том, что при отсутствии отражающего объекта энергия излучаемая светодиодом, рассеивается в пространстве, не попадая на окошко фотоприёмника. При появлении объекта отражённый луч направляется на приёмник, в следствии чего возбуждается электрический сигнал о появлении объекта. Датчики на втором токарном станке аналогичны.

На фрезерном станке 6Р11МФ3 стоит датчик наличия заготовки на столе станка и включение/выключение шпинделя фрезерного станка. Типы этих датчиков были описаны выше.

На роботе установлены  следующие датчики: положения руки, зажим/разжим захватного устройства. Положение руки определяется при помощи вращающегося трансформатора. При повороте на определённый угол руки происходит сдвиг фаз между обмотками трансформатора. Точность такого датчика составляет 0,01 мм. Датчики зажима/разжима захватного устройства аналогичны датчикам зажима/разжима патрона. Типы датчиков приведены в табл.11.

Таблица 11.

Тип датчика	Назначение датчика
ВКБ-08	Положения
ВБ13-Р12К7	Наличия
АОР 113А	Наличие (оптопара)
ВТ-03А	Положение руки (вращающийся  трансформатор)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Описание циклограммы.

Для обеспечения работы транспортной системы и для взаимодействия всех промежуточных позиций в пределах ГАУ необходимо построение циклограммы. Рассмотрим построение циклограммы для   двух операций 010 и 015 от стола 4 до секции роликового конвейера 1 (см лист ПК 1410.14.000.0002).

Происходит поворот руки робота с необработанной деталью в захватном устройстве из  позиции стола 4  к токарному станку(S19). Происходит зажим необработанной детали в патроне станка (S10), захватное устройство осуществляет разжим (S21) и рука отходит в нейтральное положение(S19). На токарном станке проверяется наличие необработанной детали в патроне станка (S12) и только после этого идёт обработка детали (длинная линия) срабатывает датчик включение шпинделя (S9). После выключение шпинделя(S9)  происходит поворот руки из нейтрального положения к станку датчик (S19). Осуществляется зажим захватного устройства (S20). Патрон токарного станка производит разжим (S11). Потом рука робота перемещает деталь на стол (S19), где срабатывает датчик наличия детали на столе (S13). Происходит разжим захватного устройства (S21) и рука поворачивается в нейтральное положение (S19). После окончания фрезерной обработки (S15) рука перемещается к столу фрезерного станка (S19) — происходит зажим захватного устройства (S19). Рука переносит деталь на секцию роликового конвейера (S19), где при наличии детали (S16) осуществляется  разжим захватного устройства (S21). Т. к. детали на фрезерном станке нет, то рука перемещается к столу (S19), захватывая деталь (S20), переносит её на стол фрезерного станка (S19). При наличии детали на столе (S14),  происходит разжим захватного устройства (S21). После чего рука отходит в нейтральное положение и происходит обработка детали на фрезерном станке (S15).

На основе циклограммы  при знании времени срабатывания датчиков и времени автоматической обработки на станках составляется программа для перемещений робота.

 

Разработка наладки

 

Технологический процесс механической обработки на станках с ЧПУ полностью автоматизирован и выполняется по управляющей программе. Исключение составляют такие операции, как установка и снятие обрабатываемых деталей, их зажим и разжим, которые не программируются.

Для реализации технологического процесса необходимы чертежи операционной обработки, карта наладки и управляющая программа.

Управляющую программу разрабатывают  согласно инструкции по программированию, прилагаемой к каждому станку. В памяти современных УЧПУ постоянно хранится ряд типовых технологических циклов, что значительно упрощает подготовку управляющей программы.

Выбор системы координат детали и  инструмента осуществляют из удобства программирования.

 

Наладки в курсовом проекте разрабатывались  для токарной операции (см. лист 1410.10.03.000.00).

Начало системы координат   токарного станка находится в  точке пересечения оси шпинделя с плоскостью проходящей через правый торец шпинделя. При переустановке детали начало системы координат детали относительно детали не меняется.

При написании программы для  токарного станка работа идёт в системе координат XOZ. Все размеры по оси X задаются в диаметрах. После обработки определённым инструментом дальнейшая его смена происходит в исходной точке, в которую он возвращается после отработки своей части программы.

Функция «G» всегда задается непосредственно после номера кадра.

Последовательность записи в кадре.

- номер кадра;

- Подготовительная функция;

- Размерные перемещения;

- Подача, скорость;

- Вспомогательная функция;

- Конец кадра LF.

 

Описание функций, использованных для написания управляющих программ.

 

Для токарной обработки:

Общие функции:

G00 – быстрое перемещение;

G01 - линейная интерполяция;

G60 – быстрое перемещение с точным позиционированием в конечной точке;

G70 – чистовая обработка в продольном направлении по ступеням;

G71 – черновая обработка в продольном направлении по ступеням;

G82 – многопроходная обработка в продольном направлении;

G86 – снятие фасок под углом 45⁰;

G90 – абсолютная система координат;

G92 – постоянный переход в новую систему координат;

G95 – размерность подачи(F) в мм/об;

G97 – размерность скорости(S) в об/мин;

Вспомогательные функции:

М02 – конец программы;

М04 – вращение шпинделя против часовой  стрелки.

 

Для сверления:

Общие функции:

G00 – быстрое перемещение;

G60 – быстрое перемещение с точным позиционированием в конечной точке;

G80 – отмена всех предыдущих циклов;

G81 – сверление и зенкерование;

G90 – абсолютная система координат;

G92 – постоянный переход в новую систему координат;

G95 – размерность подачи(F) в мм/об;

G97 – размерность скорости(S) в об/мин;

Вспомогательные функции:

М02 – конец программы;

М06 – смена инструмента;

М08 – работа с охлаждением;

М12 – вращение инструмента;

М17 – отработка набора кадров и  переход к основной программе.

 

Для фрезерования:

Общие функции:

G00 – быстрое перемещение;

G40 – отмена коррекции;

G60 – быстрое перемещение с точным позиционированием в конечной точке;

G90 – абсолютная система координат;

G92 – постоянный переход в новую систему координат;

G94 – размерность подачи(F) в мм/мин;

G97 – размерность скорости(S) в об/мин.

Вспомогательные функции:

М02 – конец программы;

М12 – вращение инструмента.

 

Для сокращения объема программы использована возможность создания подпрограмм.

Через L1006 обозначена подпрограмма для сверления и зенкерования 6-ти отверстий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разработка захватного устройства.

1. Выбор механизма захватного устройства.

Захватное устройство (захват) промышленного  робота предназначено для захватывания предмета обработки и удержания его в процессе перемещения. Вид захвата определяется формой, размером, массой и свойствами захватываемого предмета обработки, а так же специфическими требованиями технологического процесса.

В зависимости от принципа действия захваты делят на механические (работают по принципу зажима с удержанием детали с помощью сил трения и запирающего действия рабочих элементов, а так же по принципу использования выступающих частей рабочих элементов устройств в качестве опоры для детали), вакуумные (работают в результате сил, возникающих при разности давлений), магнитные (работают с помощью сил магнитного притяжения).

Захватные устройства изготавливают  не сменными и сменными  (требуют  малого времени для смены, могут  заменяться автоматически). Для загрузки металлообрабатывающих станков, как  правило используют, механические захватные  устройства. Кроме закрепления заготовки эти устройства выполняют функции  ориентации, центрирования  предмета обработки. 

Узкодиапазанные захватные устройства при переналадке обеспечивают возможность закрепления детали за поверхность с размерами, включающими соседние меньшие значения ряда: 1; 4; 12; 32; 63; 100 мм. Эти захваты обычно выполняют на базе клиновых и рычажных механизмов.

Широкодиапазонные  захваты обладают возможностью закрепления без переналадки  деталей с размерами, включающими  соседние меньшие значения указанного выше ряда. Эти захваты выполняют обычно с использованием реечных и зубчатых передаточных механизмов. Они имеют более широкие технологические возможности, чем узкозахватные. Механические захваты используются для загрузки станков деталями типа тел вращения или коробчатой формы. На основе вышеперечисленного выбираем захватное устройство  с зубчатым передаточным механизмом.