Краткое описание технологического процесса

Краткое описание технологического процесса

Деталь шкив - это фрикционное колесо с ободом или канавкой по окружности, которое передаёт движение приводному ремню или канату. Служебное назначение шкива состоит в том, чтобы передавать крутящий момент через ремень на вал.

С валом шкив соединяется посадкой с натягом, прижимается шайбой и фиксируется болтами. Во внутреннюю часть шкива крепится зубчатая полумуфта переходной посадкой и фиксируется штифтом. Соединение деталей осуществляется под прессом. При работе данного механизма вращение шкива на валу передается на зубчатую полумуфту, далее через зубчатую втулку – на полумуфту и на вал.

Исходя из служебного назначения детали, при разработке технологического процесса изготовления шкива особое внимание следует уделить выбору методов обработки поверхностей под зубчатую полумуфту, штифт. В качестве заготовки (Рис. 1.2) используется полуфабрикат полученный методом литья. Потому что заготовки деталей типа «шкив» наиболее точными и без дефектов внутренних и наружных поверхностей получаются методом литья.

Рисунок 1.1 – Деталь шкив Рисунок 1.2 – Заготовка

2. Описание технологического маршрута и плана обработки.

Технологические базы

В соответствии с принципом совмещения баз в качестве измерительной базой является ось детали, основной конструкторской базой служат поверхность приводного ремня, основной технологической базой следует выбрать ось детали, т.е. производить обработку в центрах, в качестве вспомогательной технологической базы следует взять фаски на осевом отверстии детали. Обработку центра и осевого отверстия целесообразно провести на первых операциях, при этом базирование производится по внешним диаметрам.

Основные схемы базирования.

Технологические базы: на первой операции - необработанная наружная цилиндрическая поверхность и торец; на дальнейшие операции - обработанное центральное отверстие и обработанный торец. Обработка шкивов средних размеров (Ø 100...300 мм) производят на токарных, в крупносерийном производстве - на револьверных станках. Крупные шкивы и маховики - на токарных карусельных станках. При обработке на карусельных станках установку на первой операции выполняют по ступице, в которой обрабатывается центральное отверстие и прилегающие к ней торцы. Обод обрабатывают при установке шкива на центрирующий палец по обработанному отверстию и торцу.

План обработки. Маршрутная технология.

План обработки детали типа шкив остается неизменным для всех типоразмеров и в любом производстве. Изменяются лишь условия выполнения операций и их трудоемкость.

Таблица 1 - Маршрутный технологический процесс обработки шкивов

№	Операция	Оборудование	Технологическая база
Наименование	Содержание
	Заготовительная
	Токарная (Сверлильная)	Расточка отверстия с припуском под протягивание и подрезка торца	Сверлильный или токарный	Необработанная поверхность обода или ступицы
Подрезка второго торца	Сверлильный или токарный	Отверстие и торец
	Токарная	Черновая обработка наружного диаметра и торцов обода (ступицы, клиновидных канавок)	Токарный	Отверстие
	Токарная	Чистовая обточка наружного диаметра (ступицы, клиновидных канавок)	Токарный	Отверстие
	Сверлильная	Сверление сквозных отверстий	Сверлильный	Торец
	Шлифовальная	Шлифование ступицы	Круглошлифовальный	Торец

Технические условия на изготовление шкивов (материал чугун): точность центрального отверстия 7 – 8 квалитет; радиальное биение по наружной поверхности 0, 03 – 0, 04мм; торцовое биение ступицы 0, 02 – 0, 03 на 50мм; торцовое биение обода 0, 04 – 0, 06 на радиус шероховатость поверхности отверстия Ra1, 25…0, 03 мкм. Шероховатость поверхности обода Rz 20…25; непараллельность шпоночной канавки к оси вращения 0, 3 по длине 100мм.

Токарно-многоцелевой патронно-центровой полуавтоматический станок модели 1740РФ3

Станок токарный патронный с ЧПУ 1740РФ3 предназначен для токарной обработки по программе цилиндрических, торцовых, конических, ступенчатых и криволинейных поверхностей деталей из чёрных и цветных металлов и сплавов, а также для сверления и растачивания центральных отверстий, нарезания наружных и внутренних резьб.

Станок предназначен для обработки деталей в патроне со ступенчатым и криволинейным профилями в условиях мелкосерийного и серийного производства.

Особенности

Сверхжесткая структура станка с гидростатической смазкой направляющих оси Z;
Механизм поворота передней бабки обеспечивает разворот его до 13° против часовой стрелки, что позволяет шлифовать конусные поверхности заготовки;
Механизм регулировки натяжения ремня привода передней бабки, обеспечивает передачу максимального момента от привода на поводок; Прецизионная и легкая в настройке шлифовальная бабка;
Торцешлифовальное приспособление как ручного, так и автоматического типа (опция).
3-х или 4-х кулачковый патрон передней бабки, с гидравлическим или пневматическим зажимом (опция);
Оптико-электронные датчики отсчета линейных перемещений по осям;
Исполнение с автоматической загрузкой/выгрузкой обрабатываемых деталей позволяет использовать станки в массовом производстве;
Высокомоментные двигатели приводов Fanuc осей X и Z, напрямую соединенные с прецизионными шариковинтовыми парами (класса «С1») позволяют обеспечить позиционирования узлов станка с точностью до 0, 1 (только CNC-серия);

Вес, кг
Габаритные размеры, высота, мм
Габаритные размеры, глубина, мм
Габаритные размеры, ширина, мм
Диапазон диаметров шлифуемых отверстий, мм	6 - 150
Диапазон скорости вращения шпинделя передней бабки, об/мин	до 800
Максимальный диаметр в ограждении патрона,	до 320
Максимальный диаметр над столом, мм	до 520
Минимальная величина задания перемещений, ось X,	0, 001
Минимальная величина задания перемещений, ось Z,	0, 001
Предельная глубина отверстий,
Предельные углы разворота передней бабки, градус	+13 ~ –5
Частота вращения шлифовального шпинделя (определяется при заказе в зависимости от диаметра шлифуемого отверстия),	8000 - 60000

Чертеж станка приводится в Приложении 3.

Выбор промышленных роботов

Параметры движения осей

Оси	Рабочий диапазон	Максимальная скорость
Ось 1	+185° -185°	140°/c
Ось 2	+35° -135°	126°/c
Ось 3	+158° -120°	140°/c
Ось 4	+350° -350°	260°/c
Ось5	+119° -119°	245°/c
Ось 6	+350° -350°	322°/c

Рисунок 1 – Промышленный робот KR 30 JET

Рисунок 2 – Чертежа модели KR 30 JET

Параметры движения осей

Оси	Рабочий диапазон	Максимальная скорость
Ось 1	+185° -185°	140°/c
Ось 2	+35° -135°	120°/c
Ось 3	+158° -120°	140°/c
Ось 4	+350° -350°	260°/c
Ось5	+119° -119°	245°/c
Ось 6	+350° -350°	322°/c

Рисунок 4 – Промышленный робот KR 30-3 HA

Рисунок 5 – Чертеж KR 30-3 HA

Системный модуль KR C 4

Повышенная эффективность, надежность, гибкость и интеллектуальность. KR C4 учитывает требования к система автоматизации сегодняшнего и завтрашнего дня.

Преимущество: открытая архитектура обеспечивает непревзойденную простоту интеграции. Поддерживает разные языки программирования и преимущественно адаптирована для механических моделей роботов KUKA. При этом система может выполнять различные задачи, использоваться с роботами любой грузоподъемности и управлять комплексными установками.

Широкий профиль специализации. Контроль безопасности, работы робота, логики и движения – KR C4 объединяет все эти функции в одной системе управления. Это позволяет пользователю легко и просто управлять всей установкой.

Универсальное применение. За счет открытой архитектурной конструкции KR C4 помимо роботов KUKA также осуществляет управление дополнительными осями – для максимальной гибкости, масштабируемости, эффективности и доступности на минимальной площади.

Независимость от грузоподъемности. KR C4 – единая система управления для всех роботов KUKA любой грузоподъемности – от малой до высокой.

Ориентация на коммуникацию. Помимо собственного языка роботов, KRL, система KR C4 также понимает язык систем обработки с ЧПУ (G-код) и язык систем управления ПЛК, что позволяет наладить прямую связь между ней и установленными на предприятии клиента системами управления Siemens или Rockwell.

Надежность конструкции. Целенаправленный выбор долговечных элементов конструкции и продуманная концепция шкафа гарантируют долгую и надежную работу даже при максимальной нагрузке.

Время реакции ввода-вывода 0, 002 С. Надежный обмен данными в миллисекундном диапазоне как база для новых концепций безопасности в области взаимодействия «человек-машина».

Энергоэффективность. Благодаря новой функции управления энергопотреблением расход энергии системы управления в режиме ожидания можно снизить до 95%. Усовершенствованная концепция охлаждения в сочетании с терморегулируемым вентилятором, который работает практически бесшумно, дополнительно минимизирует потери мощности.

Подключение к сети
Номинальное направление питающей сети	пер. ток 3 400*480В
Допуск для номинального напряжения	от -10 до +10
Сетевая частота	49-61 Гц
Предохранитель со стороны питающей сети	мин. 3 25 А инерц., макс. 3 32 А инерц.
Условия эксплуатации
Температура окружающей среды	от +5 до +45
Температура окружающей среды с охлаждением	опционально до +55

Технические характеристики
Тип	KR C4
Процессор	многоядерный
Жесткий диск	HDD, SSD опционально
Интерфейс	USB, EtherNet
Магистральные шины	PROFINET, EtherNet/IP, PROFIBUS, DeviceNet, EtherCAT, Interbus
Макс. количество осей
Класс защиты	IP 54
Размеры (Г Ш В)	596 мм 792 мм 960 мм
Вес	150 г

Рисунок 4 - Системный модуль KR C 4

Рисунок 5 – Чертеж KR C 4

Планшет KUKA smartPAD

Характеристики и преимущества:

Универсальное применение.Используйте KUKA smartPAD для управления любыми роботами KUKA и системами управления KR C4.

Сенсорный экран с антибликовым покрытием.Простое управление с помощью яркого экрана с диагональю 8, 4 и интуитивно понятным интерфейсом.

Оптимизированная эргономика.Разработано для обеспечения максимального удобства управления. Высокая мобильность и неутомительная работа с планшетом за счет его небольшого веса – всего 1100 г.

С возможностью «горячего» подключения.Если планшет KUKA smartPAD не используется, его можно просто отсоединить и использовать для любых других систем управления KR C4.

Встроенный разъем USB.Прямое сохранение и считывание конфигураций через USB-порт на планшете KUKA smartPAD.

Распознаваемые на ощупь клавиши перемещения. Комбинация распознаваемых на ощупь клавиш перемещения и мыши позволяют выполнить интуитивное манипулирование при постоянном визуальном контакте с роботом.

Технические характеристики
Тип	KUKA smartPAD
Экран	Устойчивый к царапинам, промышленный сенсорный экран
Размер экрана	8, 4
Размеры (Г Ш В)	80 мм 330 мм 260 мм
Вес	1100 г

Рисунок 6 - Планшет KUKA smartPAD

Выбор транспортной системы

5.1. Межоперационный транспорт

Технические характеристики

Наименование параметра	Типоразмер транспортера
КСД-500	КСД-650	КСД-800	КСД-1000
Ширина короба в свету, мм
Скорость движения тяговой цепи, м/с	0, 16	0, 2	0, 25	0, 4
Угол подъема трассы, град	до 600
Длина транспортирования (max), м	до 75	до 50
Угол наклона транспортера, град	до 30	до 15
Производительность (max) -горизонтального конвейера, м3/ч, при скорости: 0, 16м/с 0, 2 м/с 0, 25м/с 0, 4м/с
Производительность (max) -наклонного конвейера, м3/ч, при скорости 0, 4 м/с: -при угле наклона 150 -при угле наклона 300 -при угле наклона 450 -при угле наклона 600
Привод транспортера (на выбор)	Эл/двигатель+муфта+редуктор, мотор-редуктор отечественного производства, мотор-редуктор Danfoss BAUER/BONFIGLIOL/NORD/SEW-EURODRIVE
Мощность привода, кВт	от 3 до 30
Тяговый орган -тип цепи -шаг цепи -высота скребка -количество рядов -шаг установки скребков	тяговая пластинчатая
двухрядная

Материал скребка	полимерный, деревянный

Рисунок 9 - Конвейер скребковый КСД

Компоновка

Компоновка 1

Структура ГАК

1. Токарный станок 1740РФ3

2. Токарный станок 1740РФ3

3. Токарный станок 1740РФ3

4. Сверлильно-фрезерный станок ЛФ-260МФ3

5. Шлифовальный Paragon RIG-150

6.1.2. Составление алгоритма работы ГАК

Алгоритм работы ГАК приводится в таблице 6.1.

Здесь:

С_ji - состояние системы

С1 - положение схвата

С2 - состояние схватов

С2 = 0 – пустой

С2 = 1 – заготовка

С2 = 2 – деталь

СЗ - состояние оборудования

СЗ = 0 – простаивает

СЗ = 1 – работает

L_ji – протяженность траектории

t_j – время перехода

Загрузка станка включает в себя следующую последовательность действий:

- вход в рабочую зону станка;

- заведение схвата с заготовкой;

- зажим заготовки в приспособлении;

- разжим схвата;

- съём захвата;

- выход из рабочей зоны станка;

Разгрузка станка включает в себя следующую последовательность действий:

- вход в рабочую зону станка;

- заведение схвата на заготовку;

- захват заготовки;

- съём заготовки с приспособления;

- выход из рабочей зоны станка

Таблица 6.1.

Алгоритм работы ГАК с компоновкой 1

№	Содержание алгоритма	Состояние системы, Сj n	С1	С2	СЗ	Lji, мм	tj, с
	Заведение схвата робота на заготовку в таре	Сj1	j1				0, 3
	Захват заготовки в таре	Сj2	j1			-	0, 2
	Отвод схвата робота	Сj3	j2				0, 3
	Подход ко входу оборудования	Сj4	j3				1, 32
	Вход в рабочую зону станка	Сj5	j4				1, 3
	Заведение схвата на изделие	Сj6	j5				0, 26
	Захват изделия	Сj7	j5			-	0, 2
	Съем изделия с j-го оборудования	Сj8	j7				0, 26
	Поворот схвата	Сj9	j8			180	0, 2
	Заведение заготовки в j-е оборудование	Сj10	j9				0, 26
	Опускание заготовки схватом	Сj11	j9			-	0, 2
	Снятие схвата с заготовки	Сj12	j10				0, 26
	Выход из зоны	Сj13	j11				1, 3
	Уход от j-го оборудования к	Сj14	j12
	Подход к j-му оборудованию	Сj15	j13
Загрузка и разгрузка оборудования роботом 1
	Вход в рабочую зону станка	Сj16	j14				1, 3
	Заведение схвата на изделие	Сj17	j15				0, 26
	Захват изделия	Сj18	j15			-	0, 2
	Съем изделия с j-го оборудования	Сj19	j16				0, 26
	Поворот схвата	Сj20	j17			180	0, 2
	Заведение заготовки в j-е оборудование	Сj21	j18				0, 26
	Опускание заготовки схватом	Сj22	j18			-	0, 2
	Снятие схвата с заготовки	Сj23	j19				0, 26
	Выход из зоны	Сj24	j20				1, 3
	Уход от j-го оборудования к	Сj25	j21
	Подход к j-му оборудованию	Сj26	j22
Загрузка и разгрузка оборудования роботом 1
	Вход в рабочую зону станка	Сj27	j23				1, 3
	Заведение схвата на изделие	Сj28	j24				0, 26
	Захват изделия	Сj29	j24			-	0, 2
	Съем изделия с j-го оборудования	Сj30	j25				0, 26
	Поворот схвата	Сj31	j27			180	0, 2
	Заведение заготовки в j-е оборудование	Сj32	j28				0, 26
	Опускание заготовки схватом	Сj33	j28			-	0, 2
	Снятие схвата с заготовки	Сj34	j29				0, 26
	Выход из зоны	Сj35	j30				1, 3
	Уход от j-го оборудования к	Сj36	j31
	Подход к j-му оборудованию	Сj37	j32
Загрузка и разгрузка оборудования роботом 1
	Вход в рабочую зону станка	Сj38	j33				0, 9
	Заведение схвата на изделие	Сj39	j34				0, 26
	Захват изделия	Сj40	j34			-	0, 2
	Съем изделия с j-го оборудования	Сj41	j35				0, 26
	Поворот схвата	Сj42	j36			180	0, 2
	Заведение заготовки в j-е оборудование	Сj43	j37				0, 26
	Опускание заготовки схватом	Сj44	j37			-	0, 2
	Снятие схвата с заготовки	Сj45	j38				0, 26
	Выход из зоны	Сj46	j39				0, 9
	Уход от j-го оборудования к таре 2	Сj47	j40				0, 9
	Поворот к таре 2					180°	0, 2
	Заведение схвата робота в тару 2	Сj48	j41				0, 3
	Опускание заготовки в тару 2	С49	j41			-	0, 2
	Отвод схвата робота	Сj50	j42				0, 3
	Проход мимо j-х оборудование к таре 1	Сj51	j43				14, 15

Загрузка и разгрузка оборудования роботом 2
	Заведение схвата робота на заготовку в таре	Сj1	j1				0, 7
	Захват заготовки в таре	Сj2	j1			-	0, 2
	Отвод схвата робота	Сj3	j2				0, 7
	Поворот от тары 2 к j-му оборудованию	Сj4	j3			180°	1, 3
	Заведение схвата на изделие	Сj5	j4				0, 26
	Захват изделия	Сj6	j4			-	0, 2
	Съем изделия с j-го оборудования	Сj7	j5				0, 26
	Поворот схвата	Сj8	j6			180°	0, 2
	Заведение заготовки в j-е оборудование	Сj9	j7				0, 26
	Опускание заготовки схватом	Сj10	j7			-	0, 2
	Снятие схвата с заготовки	Сj11	j8				0, 26
	Уход от j-го оборудования к таре 3	Сj12	j9			90°	0, 6
	Заведение схвата робота с заготовкой в тару	Сj13	j10				0, 4
	Опускание заготовки схватом	Сj14	j10			-	0, 2
	Отвод схвата робота	Сj15	j11				0, 4
	Поворот от тары 3 к таре 2	Сj16	j12			90°	0, 6

Определение временных параметров циклограммы:

Время входа в цикл: 22, 24 сек. Или 0, 37 мин.

Чертеж компоновки 1 приведен в Приложении 4.

Компоновка 2

Структура ГАК

1. Токарный станок 1740РФ3

2. Токарный станок 1740РФ3

3. Токарный станок 1740РФ3

4. Сверлильно-фрезерный станок ЛФ-260МФ3

5. Шлифовальный Paragon RIG-150

6.2.2. Составление алгоритма работы ГАК

Алгоритм работы ГАК приводится в таблице 6.2.

Таблица 6.2.

Алгоритм работы ГАК с компоновкой 2

№	Содержание алгоритма	Состояние системы, Сj n	С1	С2	СЗ	Lji, мм	tj, с
	Заведение схвата робота на заготовку в таре	Сj1	j1			119	0, 5
	Захват заготовки в таре	Сj2	j1			-	0, 2
	Отвод схвата робота	Сj3	j2			119	0, 5
	Поворот от тары к конвейеру	Сj4	j3			185	1, 3
	Приём заготовки с конвейера	Сj5	j4			158	1, 14
Обслуживание станков и роботом 2
	Переход к от	Сj1	j1
	Ожидание окончания работы 1-го станка	Сj2	j2			-
	Разгрузка 1-го станка	Сj3	j3				0, 55
	Переход к конвейеру от 1-го станка	Сj4	j4
	Помещение детали на конвейер	Сj5	j5			158	1, 14
	Приём заготовки с конвейера	Сj6	j6
	Переход к 1-му станку от конвейера	Сj7	j7
	Загрузка 1-го станка	Сj8	j8				0, 55
	Переход к конвейеру от 1-го станка	Сj9	j9
	Приём заготовки с конвейера	Сj10	j10			158	1, 14
	Переход к 2-му станку от конвейера	Сj11	j11
	Загрузка 2-го станка	Сj12	j12				0, 55
Обслуживание станков и роботом 3
	Переход к от	Сj1	j1
	Ожидание окончания работы 3-го станка	Сj2	j2			-
	Разгрузка 3-го станка	Сj3	j3				0, 55
	Переход к конвейеру от 3-го станка	Сj4	j4
	Помещение детали на конвейер	Сj5	j5			158	1, 14
	Приём заготовки с конвейера	Сj6	j6			50	0, 4
	Переход к 3-му станку от конвейера	Сj7	j7
	Загрузка 3-го станка	Сj8	j8				0, 55
	Переход к конвейеру от 3-го станка	Сj9	j4
	Приём заготовки с конвейера	Сj10	j6			158	1, 14
	Переход к 4-му станку от конвейера	Сj11	j15
	Загрузка 4-го станка	Сj12	j16				0, 55
Обслуживание станков и роботом 4
	Переход к от	Сj1	j1				4, 2
	Ожидание окончания работы 1-го станка	Сj2	j2			-
	Разгрузка 1-го станка	Сj3	j3				0, 55
	Переход к конвейеру от 1-го станка	Сj4	j4				2, 2
	Помещение детали на конвейер	Сj5	j5			158	1, 14
	Приём заготовки с конвейера	Сj6	j6			158	1, 14
	Переход к 1-му станку от конвейера	Сj7	j7				2, 2
	Загрузка 1-го станка	Сj8	j8				0, 55
	Переход к конвейеру от 1-го станка	Сj9	j9				2, 2
	Приём заготовки с конвейера	Сj10	j10			158	1, 14
	Переход к 2-му станку от конвейера	Сj11	j11				2, 2
	Загрузка 2-го станка	Сj12	j12				0, 55
Загрузка и разгрузка оборудования роботом 5
	Заведение схвата робота на заготовку на конвейере	Сj1	j1				0, 7
	Захват заготовки сконвейера	Сj2	j1			-	0, 2
	Отвод схвата робота	Сj3	j2				0, 7
	Поворот от тары 2 к j-му оборудованию	Сj4	j3			180°	1, 3
	Заведение схвата на изделие	Сj5	j4				0, 26
	Захват изделия	Сj6	j4			-	0, 2
	Съем изделия с j-го оборудования	Сj7	j5				0, 26
	Поворот схвата	Сj8	j6			180°	0, 2
	Заведение заготовки в j-е оборудование	Сj9	j7				0, 26
	Опускание заготовки схватом	Сj10	j7			-	0, 2
	Снятие схвата с заготовки	Сj11	j8				0, 26
	Уход от j-го оборудования к таре 3	Сj12	j9			90°	0, 6
	Заведение схвата робота с заготовкой в тару	Сj13	j10				0, 4
	Опускание заготовки схватом	Сj14	j10			-	0, 2
	Отвод схвата робота	Сj15	j11				0, 4
	Поворот от тары 3 к таре 2	Сj16	j12			90°	0, 6