Разработка технологического процесса изготовления детали с применением ГАП и ГПС (стр. 3 из 4)

Время	Длительность операции, мин.
TоTвTопTобTшт	Токарная обработка16,11,1117,210,3417,55
TоTвTопTобTшт	Фрезерная обработка0,430,530,960,01920,9792

3. Разработка структуры автоматизированного производства и построение циклограммы работы комплекса.

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

Средний такт выпуска деталей:

где Ф₀-номинальный фонд времени работы оборудования, при двухсменной работе Ф₀= 4140ч;

К = 0.9 - средний коэффициент использования оборудования для массового производства;

N_г=30000 шт. - годовая программа выпуска деталей.

Т=0,1242ч=7,452 мин

Расчетное число оборудования определяется как отношение времени обработки детали на станке к среднему такту выпуска деталей. Для расчета возьмем максимальные штучные времена для каждого вида обработки.

Для токарной обработки: Ч.О.= 2,36 ;

Для фрезерной обработки: Ч.О.= 0,13;

Таким образом, в разрабатываемый автоматический комплекс необходимо включить 3 станка токарной, 1 станок фрезерной группы.

Кроме этого в систему входит робот-манипулятор, позиции контроля, автоматизированная транспортно-складская система (АТСС).

Структурная схема комплекса приведена на рис.3.1

Рис. 3.1

Пусть производство деталей происходит партиями, при этом, на каждом токарном станке производится полная токарная обработка.

Для перемещения детали внутри комплекса выбираем робот М20Ц.48.01:

1. Время взятия заготовки из загрузочного устройства – 3 сек.

2. Время перемещения каретки робота к станку 1 (3м) – 2,5 сек.

3. Время снятия обработанной детали из патрона станка 1 – 3 сек.

4. Время установки заготовки в патрон станка 1 – 3 сек.

5. Время перемещения робота от станка 1 до станка 4 – 6,2 сек.

6. Время снятия заготовки из патрона станка 4 – 3 сек.

7. Время установки заготовки в патрон – 3 сек.

8. Время перемещения каретки робота от станка 4 к ПК – 3,3 сек.

9. Время взятия заготовки из ПК – 3 сек.

10. Время установки заготовки в ПК – 3 сек.

11. Время установки детали на спутник – 3 сек.

12. Время перемещения каретки робота к ЗУ – 2,3 сек.

13. Время перемещения каретки робота к станку 2 от ЗУ – 7,5 сек.

14. Время перемещения каретки робота от станка 2 до станка 4 – 2 сек.

15. Время перемещения каретки робота от станка 4 до спутника С (тогда, когда не нужен контроль деталей) – 5,4 сек.

16. Время перемещения каретки робота от ЗУ до станка 3 – 126 сек.

17. Время перемещения каретки робота от станка 3 до станка 4 – 6,2 сек.

18. Время перемещения каретки робота от ЗУ до станка 4 – 12,6 сек.

19. Время перемещения каретки робота до С – 2,1 сек.

Для транспортировки заполненных спутников на склад выбираем транспортный робот «Электроника НЦТМ-25».

Время работы робота определяется временем разгрузки 5 сек. И временем доставки детали на склад и возврата обратно: (S=14 м)

сек.

15 сек. – время загрузки транспортного робота пустым спутником и выгрузки наполненного

Т_{р.трансп.}=20+15=35 сек.

Циклограмма работы комплекса приведена на рис.3.2

Коэффициенты загрузки оборудования:

1)Для станков 1,2,3

, где

t_p=992 сек – время обработки детали одним станком.

шт – количество деталей которые должен обработать один станок.

Ф₀=4140*60*60=1,49*10⁷ сек – номинальный фонд времени работы оборудования.

1,33

2) Для станка 4

0,19

4.1 Токарно-револьверный станок с вертикальной осью револьверной головки 1Е365ПФ30

На револьверном станке, благодаря возможности совмещения в одной операции большого числа различных переходов, может производиться комплексная обработка деталей, превосходящая по производительности раздельное выполнение тех же переходов на токарных, сверлильных и других станках с неавтоматическим циклом.

На станке обрабатывают разнообразные детали из пруткового материала или из отдельных заготовок. Hа нем производят обтачивание и растачивание цилиндрических, конических, шаровых и профильных поверхностей, подрезание торцов, наpезание и накатывание pезьб, pифлений , сверление отверстий и т.п.

Hаибольшие размеры обрабатываемого прутка, мм

круглого (диаметр) 65

шестигранного (размер под ключ) 56

квадратного (сторона квадрата) 45

Hаибольший диаметр заготовки, обрабатываемой в патроне, мм:

над станиной 500

над поперечным суппортом 250

Диаметp отверстия в револьверной головке для крепления инструмента,

мм 60

Частота вращения шпинделя, мин^-1 31.5-2000

Подача, мм/мин:

продольная 3-2500

поперечная 2-1200

Число поперечных суппортов 1

Мощность электродвигателя пpивода главного движения, кВт 15

Габаpитные размеры станка, мм

длина 4800

ширина 1700

высота 1950

Масса станка, кг 4200

Устpойство ЧПУ HЦ-31

Число управляемых координат 2

одновременно 2

Дискpетность задания размеров

по оси (мм):

Х 0.01

Z 0.005

4.2 Горизонтальный многоцелевой (сверлильно-расточной) станок с ЧПУ. Модель ИР320ПМФ4

Станок предназначен для обработки с высокой точностью (Ra=1,25) малогабаритных корпусных деталей из черных и цветных металлов в серийном производстве.

Размеры рабочей поверхности стола, мм

-длина 320

-ширина 320

Наибольшая масса заготовки, кг 150

Класс точности II

Частота вращения шпинделя, мин^-1 13-150

Рабочие перемещения линейные по осям, мм

-x 400

-y 360

-z 40

Рабочая подача линейная, мм/мин 1-3200

Скорость ускоренного перемещения, мм/мин 10

Число инструментов в магазине 36

Время смены инструмента, с 14

Общая мощность электродвигателей, кВт 46

Номинальная мощность электродвигателя, кВт

-главного движения 7,5

-подачи 2,8

-привода станка 3,9

Число управляемых координат 4

Число одновременно управляемых координат 2

Дискретность счёта линейная 0,001

Габаритные размеры станка, мм

-длина 3040

-ширина 2300

-высота 2500

Масса станка, кг 10000

4.3 Промышленный робот М20Ц.48.01

Предназначен для обслуживания токарно-револьверных станков с вертикальной осью револьверной головки. ПР приспособлен для работы с накопителями заготовок и деталей, уложенных в приспособлении в ориентированном виде (при горизонтальном расположении оси). Типовые детали – тела вращения от 40 до 220 мм. Промышленный робот имеет нормальную конструкцию. Каретка перемещается по монорельсу, закреплённому на колоннах. Несущая система ПР - сварная с дополнительными рёбрами жесткости.

На каретке установлены две поворотные плиты, к каждой из которых крепится корпус выдвижной руки. Робот имеет две руки загрузочную и разгрузочную, имеющие одинаковую конструкцию. В нижней части каждой руки установлена поворотная кисть (шпиндель), в котором закрепляется захватное устройство. Привод каретки электромеханический, а приводы вертикального перемещения и качения рук, а также приводы схватов – пневматические.

К основанию поворотной плиты шарнирно присоединен пневмоцилиндр, при движении штока которого поворотная плита вместе с рукой отклоняется от вертикали на угол 30⁰.

Горизонтальность суммарная (на руку),кг 25

Число подвижности ступеней 9

Число рук (захватных устройств на руку) 2/1

Тип привода Пневматический

Система управления УЦМ663

Погрешность позиционирования, мм 1

Максимальный горизонтальный ход каретки, мм 630

Наибольший вылет руки, мм 1020

Угол поворота (качания) руки, град 30

Угол поворота кисти (шпинделя) руки, град 90;180

Угол поворота схвата, град 90

Максимальная скорость линейных перемещений, м/сек

-каретки 1,2

-схвата 0,5

Максимальные скорости угловых перемещений, град/c

- поворота (шпинделя) руки 90

- качения руки 90

- поворота схвата 90

Масса, кг 1450

Промышленный робот М20Ц.48.01. используется в исполнении V, т.е. К=2090 мм (высота портала), L=4312 мм (расстояние между колоннами портала).

4.4 Автоматизированная транспортно складская система.

4.4.1 Описание загрузочного устройства

Устройство загрузки дискретных деталей включает в себя бункерно-ориентирующее устройство 1, передающие устройства(2 шт) 2 и 4, ориентирующее устройство 3, магазин накопитель 5 и автооператор 7. В бункерно-ориентирующее устройство заготовки укладывают строго в определенном порядке (внакат), где они приобретают первичную пространственную ориентацию. Заготовки получившие первичную ориентацию из бункерного устройства направляются передающим устройством 2 к устройству вторичной ориентации 3. Передающее устройство часто выполняет функцию промежуточного накопителя. Устройство вторичной ориентации предназначено для дискретного (поштучного) ориентирования заготовок, если из бункерного устройства заготовки поступают в положении, требующим дополнительного ориентирования. Ориентированные заготовки передающим устройством 4 направляются в накопитель 5. Здесь производится второй вид ориентации - ориентация во времени, т.е. согласование подачи заготовки с циклом работы машины. Для этой цели устанавливают различного рода отсекатели. Например, шиберным устройством 9 заготовка выводится в определенный момент времени в заданное положение 8,откуда она может быть взята автооператором 7 и установлена в рабочую позицию 6 машины. Надо заметить, что безотказность работы загрузочного устройства повышается введением системы управления работой устройства.