АВТОМАТИЗАЦИЯ СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Стр 1 из 14Следующая ⇒

АВТОМАТИЗАЦИЯ СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА

ДЕТАЛЕЙ ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ

СТАНКОВ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ
УПРАВЛЕНИЕМ И ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ

Учебно-методическое пособие

Киров

УДК 621. 865. 8.

А 76

Рекомендовано к изданию методическим советом

факультета автоматизации машиностроения

ФГБОУ ВО «ВятГУ»

Допущено редакционно-издательской комиссией методического совета ФГБОУ ВО «ВятГУ» в качестве учебного пособия для студентов направлений 151900.62 (15.03.05) «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» и 150700.62 (15.03.01) «Машиностроение» всех форм и профилей подготовки

Рецензент: к.т.н., доцент кафедры МОК ВятГУ С.М.Поляков

Апатов Ю.Л.

А76 Автоматизация серийного производства деталей применением металлорежущих станков с числовым программным управлением и промышленных роботов: учебно-методическое пособие /Ю.Л. Апатов, К.Ю. Апатов. – Киров: ФГБОУ ВО «ВятГУ», 2016. – 225 с.

УДК 621. 865. 8.

Учебно-методическое пособие подготовлено для использования студентами направлений 151900.62 (15.03.05) «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» и 150700.62 (15.03.01) «Машиностроение» всех форм и профилей подготовки, изучающих дисциплину «Автоматизация производственных процессов в машиностроении (АППМ)», при подготовке бакалавров в ходе курсового проектирования и выполнения ими выпускной квалификационной работы.

Тех. редактор Куликова А.В.

Оглавление стр.

ВВЕДЕНИЕ 1. СОСТАВ И СТРУКТУРА КУРСОВОГО ПРОЕКТА 1.1. Цель и задачи курсового проектирования применительно к выполнению выпускной квалификационной работы (ВКР) 1.2. Содержание, требуемое наполнение, заданные объемы и особенности выполнения курсового проекта по АППМ 1.3. Задачи и рекомендации по выполнению обзорной части в области автоматизации производства по теме проекта 2. СТАНОЧНЫЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ МОДУЛИ, ИХ РАЗНОВИДНОСТИ И СОСТАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ 2.1. Основные преимущества применения станков с числовым программным управлением (ЧПУ); их функциональные возможности 2.2. Разновидности станочных систем в серийном производстве 2.3. Технологические аспекты построения операций обработки деталей на станках с ЧПУ 2.4. Специфика программного управления станками; системы управляемых координат и преимущества ЧПУ 2.5. Металлорежущие станки с ЧПУ, как важнейшие элементы станочных модулей, их разновидности и варианты конструктивного исполнения 2.5.1.Возможности токарных станков с ЧПУ 2.5.2. Особенности многооперационных станков (обрабатывающих центров) 2.6. Примеры выполнения механической части станков с ЧПУ и ее важнейшие составляющие (столы, инструментальные магазины, шпиндельные головки) 2.7. Промышленные роботы в составе АСМ, их разновидности и порядок выбора требуемой модели 2.7.1. Классификация промышленных роботов 2.7.2.Данные о применении промышленных роботов в реальных производственных условиях 2.8. Компоновка общего вида автоматизированного станочного модуля; требования к оформлению чертежа 2.9. Построение циклограммы для станочного модуля; расчет цикловой производительности и коэффициента его загрузки 2.10. Расчет цикловой производительности и коэффициента загрузки АСМ 2.11. Основные правила техники безопасности при использовании промышленных роботов в составе АСМ 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ ДЛЯ СТАНОЧНЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ МОДУЛЕЙ 3.1. Расчет механических захватных устройств промышленных роботов, как основного вида средств их оснащения 3.1.1. Разновидности захватных устройств ПР и их краткая классификация 3.1.2. Механические захватные устройства роботов и их расчет 3.2. Особенности конструкции и расчета захватных устройств вакуумного типа для манипулирования деталями 3.3. Пристаночные накопители заготовок, их конструктивные особенности и основные количественные показатели ЗАКЛЮЧЕНИЕ Контрольные вопросы Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Автоматизация процесса изготовления деталей, а также последующей сборки изделия-продукции предприятия является, в настоящее время, основным направлением совершенствования машиностроительного производства. Основная цель при этом – повышение эффективности производства на основе сокращения и, в дальнейшем, полной замены ручного труда более прогрессивными производственными процессами, когда резко повышается производительность механообработки деталей и сборки изделий.

Рабочий (оператор) при обработке деталей на станке с ЧПУ отдаляется от зоны резания, выполняя лишь косвенно функции управления оборудованием (запускает металлорежущий станок, который далее работает автономно, в соответствии с управляющей программой). Участие человека в производстве сохраняется, но на более высоком интеллектуальном уровне, например, в ходе проектирования технологии обработки, при составлении управляющих программ, либо в процессе наладки станка.

В результате автоматизации труд на производстве становится все более содержательным и привлекательным. В перспективе человек должен постепенно выйти из производственной сферы, возложив самые ответственные функции управления на наиболее прогрессивные виды технологического оборудования. Следует отметить, что во многом этому способствует применение сравнительно недавно появившихся средств автоматизации обработки деталей в виде металлорежущих станков с числовым программным управлением (ЧПУ) и промышленных роботов (ПР).

Их объединение обусловливает новый подход к автоматизации производственных процессов, под которым понимается создание так называемых автоматизированных станочных модулей. Подробные сведения о них приводятся ниже, в данном учебном пособии, которое предназначено обеспечить методическое сопровождение выполнения курсового проекта и далее – выпускной работы обучающихся.

Однако всегда следует учитывать общие подходы к выбору средств автоматизации, которые в значительной степени зависят от характера производства деталей, его специфики и, в первую очередь, от серийности (годовой программы выпуска, номенклатуры обрабатываемых деталей и т. д.).

Этим же определяется и выбор применяемого автоматизированного оборудования, которое, будучи привязано к конкретным условиям Машиностроительного производства, призвано обеспечить и наибольшую эффективность самого процесса автоматизации.

Изложенные выше доводы хорошо иллюстрируются диаграммой, представленной на рис. 1. На ней приведены все существующие в настоящее время виды производства, основные разновидности автоматизированного оборудования, а также важнейшие количественные показатели. Направление стрелок на диаграмме показывает изменение показателей.

Рис. 1. Диаграмма взаимосвязи видов производства и применяемых в машиностроении средств автоматизации

На диаграмме приняты следующие условные буквенные обозначения: АС – агрегатные станки, специально проектируемые под конкретный вид обрабатываемой детали, с учетом вида производства;

ЖАЛ – жесткая (непереналаживаемая) автоматическая линия, предназначенная для постоянной обработки одного и того же типа деталей;

ГПМ – «гибкий» производственный модуль, как основная разновидность автоматизированного оборудования для крупносерийного и серийного производства. Далее (в разделе 1 пособия) будет дано дополнительное и более подробное деление и классификация станочных модулей – объектов разработки в курсовом проекте по АППМ и ВКР;

ГПС – «гибкая» производственная система, существующая в двух основных видах, в зависимости от характера расположения станков:

· ГАЛ – «гибкая» автоматическая линия (переналаживаемая или многономенклатурная), состоящая из станков с ЧПУ, расположенных в порядке выполнения операций технологического процесса с единственным вариантом маршрута движения обрабатываемых деталей;

· ГАУ – «гибкий» автоматизированный участок, также содержащий несколько металлорежущих станков с ЧПУ, но снабженных более сложной многоадресной системой транспортирования деталей и расположенных произвольно на выделяемой для этого производственной площади.

Последние разновидности применяемых средств автоматизации в большей степени относятся к использованию в условиях серийного производства продукции и не являются объектом рассмотрения настоящего учебного пособия. Детальной проектирование их относится к задачам повышенной сложности (посильным лишь коллективам разработчиков), а не при выполнении данного курсового проекта. Поэтому в учебном пособии рассматривается определение некоторых отдельных элементов, например, автоматизированного склада заготовок для участка, состоящего из нескольких станков с ЧПУ.

Важными количественными показателями современного машиностроительного производства, независимо от его разновидности, служат показанные на рисунке:

N_Г – годовая программа выпуска обрабатываемых деталей;

Н – номенклатура обрабатываемых деталей, под которой понимается количество различных типоразмеров обрабатываемых в данном производстве деталей, различающихся между собой формой, размерами, наличием конструктивных элементов, материалом заготовки, точностными характеристиками и другими признаками;

Q – производительность обработки деталей (сведения о ней и методика ее расчета приводятся в данном пособии ниже);

Г – «гибкость» технологическая, под которой понимается способность станочной системы путем переналадок производить обработку различных видов деталей в заданном количестве, с требуемой точностью, в установленные производственные сроки и различными технологическими методами и приемами;

n – потребное число рабочих (персонала), обслуживающих станки.

Примечания. 1. Следует отметить, что универсальные металлорежущие станки в качестве средства автоматизации не используются, а само единичное (индивидуальное) производство не является объектом автоматизации.

2. Известно, что современное машиностроительное производство на 75–80% объема выпускаемой продукции (это хорошо видно и на приведенной диаграмме), является серийным производством. При этом возникают некоторые дополнительные проблемы и сложности реализации попыток его автоматизации.

Среди них особо выделяются такие, как:

· частая сменяемость видов деталей и конструкций изделий;

· постоянное сокращение сроков выпуска однотипных деталей с одновременным увеличением их номенклатуры;

· имеющее место ужесточение требований по точности деталей и качеству их обработки при освоении новых изделий;

· весьма малая доля основного технологического времени в структуре общего производственного цикла получения детали.

3. Значительные сложности возникают при автоматизации серийного сборочного производства, для которого характерно:

1). Непостоянство формы и размеров деталей, поступающих на сборку (различного рода уплотнения, манжеты, прокладки и т. д.).

2). Чрезвычайно большое разнообразие деталей, входящих в изделие, что диктует необходимость проектирования большого числа технологических устройств и оснастки.

3). Требуемая очень высокая точность ориентации собираемых деталей перед их соединением.

4). Зачастую недостаточная производительность существующих видов оборудования, которое не в состоянии конкурировать с опытным рабочим-сборщиком.

Основным направлением автоматизации производства с серийным характером выпуска продукции является создание «гибких» автоматизированных производств (ГАП), которые в полной мере соответствуют вышеуказанным особенностям серийного производства.

К тенденциям развития гибких производств относится следующее:

- до 70% их общего количества предназначено для обработки сложных корпусных деталей, и здесь отмечается повышенная загрузка станков;

- число рабочих позиций колеблется от 2 до 40, но 80% из имеющихся систем содержит до 10 рабочих позиций;

- транспортирование деталей некруглой формы производится преимущественно в приспособлениях-спутниках. Для деталей цилиндрической формы применяются простые приспособления в виде паллет;

- в качестве систем управления предпочтительны системы ЧПУ.

Причины и основания возникновения данного вида производства можно подразделить на два вида: необходимые и достаточные.

1. Необходимая причина: в современном обществе возникла необходимость в быстрой и постоянной смене выпускаемых изделий, а также в расширении и увеличении их номенклатуры. Средний срок выпуска одной и той же продукции приближается к 4 годам.

2. Необходимая причина: в современном обществе возникло резко отрицательное отношение к монотонному однообразному физическому труду. К нему, например, можно отнести ручное управление металлорежущим оборудованием в обычном производстве, а также ручную сборку.

3. Достаточное основание: в настоящее время средства производства достигли необходимого уровня развития для практической реализации указанного направления. Отработаны конструкции и налажен выпуск прогрессивного станочного оборудования с ЧПУ и промышленных роботов, датчиков и другой элементной базы автоматики.

Как мы видим, преимуществ автоматизации чрезвычайно много и именно поэтому разработка и внедрение в действующее производство, а также создание новых автоматизированных производств является генеральным направлением дальнейшего развития машиностроения, которое, в свою очередь, служит основой развития всей экономики страны.

Следует особо подчеркнуть, что станочный модуль – основа всех разновидностей подходов автоматизации изготовления деталей, и возникающую на этом фоне важность достигаемой в курсовом проекте цели и конкретных его задач.

Таким образом, можно сделать общий вывод, подчеркивающий особую важность данного курсового проекта и, соответственно, представленного ниже учебно-методического пособия в процессе подготовки бакалавров в направлении автоматизации современного серийного машиностроительного производства.

1. СОСТАВ И СТРУКТУРА КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Содержание, требуемое наполнение, заданные объемы и особенности выполнения курсового проекта по АППМ

Студентам следует учесть следующие некоторые особенности выполнения данного курсового проекта.

1. Как уже отмечалось ранее, данный курсовой проект предназначен быть составной частью выпускной квалификационной работы (ВКР) бакалавра. Поэтому, в целях целенаправленного использования материалов, рекомендуется привязка его содержания к общей тематике работ кафедры. Этого можно достичь посредством обрабатываемой детали, чертеж которой выдается также на курсовой проект по дисциплине «Технология машиностроения (ТМ)».

Более того, деталь-объект автоматизированной обработки целесообразно студенту подобрать заранее, во время прохождения производственной практики. Тогда тема проекта будет иметь реальный производственный характер, а сам проект, в случае его успешной разработки, может представлять интерес для действующего производства.

Часть расчетов (например, выбор схемы базирования, расчет режимов резания и т. п.) может быть заимствован из выше указанного проекта, что сократит потребное время на проектирование непосредственно средств автоматизации и сделает его более целенаправленным.

2. Задание на курсовой проект по АППМ выдается по одному из двух вариантов тематики, определяющей дальнейшее содержание и наполнение проекта. Это делается по указанию преподавателя-руководителя проекта при согласовании со студентом и определяется заданной (планируемой) годовой программой выпуска данных обрабатываемых деталей (N_Г). Программа, в свою очередь, определяет тип производства и, соответственно, выбор средства автоматизации. Эти варианты – следующие.

Вариант 1. А втоматизация обработки детали с применением специального станка-автомата агрегатного типа, предназначенного для условий массового (крупносерийного) производства. Этому варианту задания посвящено другое учебное пособие этих же авторов.

Вариант 2. А втоматизация обработки деталей посредством автоматизированного станочного модуля на базе станка с ЧПУ, что в наибольшей степени соответствует условиям серийного (мелкосерийного) машиностроительного производства. Настоящее учебное пособие соответствует именно этому (второму) варианту задания.

Для варианта ЗАДАНИЯ №2 может быть предложена тема курсового проекта в такой, например, формулировке: – «Автоматизация изготовления детали с разработкой станочного модуля на базе металлорежущего станка с ЧПУ» (далее конкретизируется вид применяемого станка, например, токарного для деталей типа тела вращения, либо многооперационного (многоцелевого) – для более сложных, корпусных обрабатываемых деталей.

После чего указывается программа выпуска данных деталей (N_Г), в объеме, характерном для условий серийного или мелкосерийного производств. Отдельно, в виде индивидуального задания, оговаривается объект конструкторской проработки какого либо средства технологического оснащения (захватное устройство ПР, накопитель заготовок и т. п.).

Такое деление в достаточной мере соответствует условиям реального машиностроительного производства, где заданные годовые программы (объемы) выпуска деталей могут значительно различаться. Это обеспечивает также необходимое разнообразие индивидуальных заданий. Не следует пытаться найти какие-либо преимущества в смысле уменьшенных (или увеличенных) объемов проектирования – указанные варианты сбалансированы по трудоемкости выполнения и они в равной степени могут представлять интерес при проектировании по данному направлению.

3. Опасения о какой-либо излишней сложности заданий на курсовой проект, который имеет конструкторско-технологическую направленность, лишены оснований: все темы вполне посильны студентам среднего уровня успеваемости, они вписываются в систему компетенций бакалавра, а также соответствуют учебному плану и рабочим программам бакалавриата.

Кроме того, успешному выполнению курсового проекта должны способствовать; регулярные консультации, практические занятия, и, конечно, самостоятельная работа студентов, также предусмотренная учебным планом. При этом могут использоваться материалы конспектов лекций, учебные пособия, выпущенные кафедрой ТМ ранее, каталоги металлорежущих станков с ЧПУ (ряд их имеется на кафедре в электронном виде), каталоги промышленных роботов (также имеются в базах данных кафедры ТМ), сведения технического характера, почерпнутые в Интернете, из проспектов фирм-производителей оборудования (в том числе и зарубежных), в справочной и научно-технической литературе. В случае углубленного поиска и обзора, следует обратиться к информации, содержащейся в патентном фонде по соответствующему индексу международной классификации изобретений (МКИ). Библиографические данные некоторых источников технической информации, которые использовались при составлении настоящего пособия, приводятся в его конце в списке литературы.

В случае необходимости, можно обратиться к руководителю курсового проекта для получения дополнительной информации (например, по вопросам выбора оборудования и выполнения обзорной части проекта), для чего, как уже отмечалось, на кафедре имеются каталоги автоматизированного оборудования и другие источники технической информации в электронном виде.

4. Задание на курсовой проект оформляется на бланке «ЗАДАНИЕ». В качестве исходного материала служит рабочий чертеж детали средней сложности с указанием обрабатываемых на данном станке поверхностей. Повторимся: предпочтение отдается деталям, по которым уже было выдано задание на курсовой проект по «Технологии машиностроения».

5. Здесь формулируется тема проекта, оговаривается предполагаемый объем выпуска деталей, на производство которых направлены разрабатываемые средства автоматизации. Для этого задается годовая программа выпуска (Nг), которая, как уже оговаривалось, и определяет направление разработки по вариантам (вариант №1 или вариант №2).

6. Там же приводится перечень основных разделов пояснительной записки и графической части курсового проекта с указанием рекомендуемых объемов выполнения. Дается список обязательных приложений. В конце бланка «ЗАДАНИЕ» оговаривается срок окончания проектирования, а также сроки промежуточных аттестаций и завершения проекта.

7. На обратной стороне бланка «ЗАДАНИЕ» приводится список литературы для выполнения самого проекта и в целом по курсу АППМ.

8. Студентам заочной и ускоренной форм обучения могут выдаваться детали не связанные с конкретным предприятием (в том числе, учебные темы), либо темы, связанные с обработкой деталей, предложенных самими студентами.

Структура курсового проекта.

Пояснительная записка:

1. Титульный лист (образец – см. приложение к этому пособию).

2. Задание на курсовой проект (см. бланк «ЗАДАНИЕ»).

3. Реферат.

4. Ведомость курсового проекта, заполненная в соответствии с общепринятыми требованиями и подписанная студентом-разработчиком.

5. Содержание (с подписанным студентом штампом).

6. Введение (объемом не более одной страницы), где формулируется цель курсового проекта, решаемые в нем, в соответствии с полученным заданием, задачи, общие направления автоматизации машиностроительного производства, а также планируемые пути реализации цели.

7. Основная часть:

7.1. Анализ 2–3 известных методов автоматизации обработки выданной в задании детали, выбор и обоснование варианта решения поставленной задачи с учетом назначенной программы выпуска деталей.

7.2. Обоснование схемы базирования детали (можно заимствовать из курсового проекта по «Технологии машиностроения»).

7.3. Определение потребного количества технологических переходов, выбор режущих и вспомогательных инструментов. Назначение (или расчет) режимов резания по всем технологическим переходам (также можно заимствовать из курсового проекта по «Технологии машиностроения»).

7.4. Выбор по каталогу и обоснование типа автоматизированного оборудования в виде модели металлорежущего станка с ЧПУ с приведением его общего вида, краткого описания и технической характеристики.

7.5. Выбор модели промышленного робота (последнего – в случае необходимости, по теме проекта), также с обоснованием выбора и приведением общего вида, схемы и размеров рабочего пространства (зоны), технической характеристики. См. рекомендации в данном учебном пособии.

7.6. Описание состава, устройства и конструктивных особенностей автоматизированного оборудования, в данном случае – станочного модуля на базе станка с ЧПУ.

7.7. Подробное и последовательное описание работы разрабатываемого модуля в связи с технологическими переходами, выполняемыми по управляющей программе, а также действиями промышленного робота.

7.8. Описание устройства и принципа действия спроектированного по индивидуальному заданию технологического устройства (с приведением необходимых расчетов).

7.9. Определение времени на операцию и длительности рабочего цикла всего модуля на основе построения циклограммы его работы. На ней время работы станка можно не разбивать по отдельным переходам, а показать общим отрезком (назвав – «Работа станка по программе»). Время работы промышленного робота следует показать по всем переходам (каждое движение отдельным отрезком на циклограмме).

7.10. Расчет цикловой производительности разработанного автоматизированного оборудования в виде станочного модуля.

7.11. Определение коэффициента загрузки станочного модуля и его анализ с выдачей конкретных рекомендаций при отклонении от норматива.

8. Заключение. Сделать выводы по работе (не более 1, 5–2 стр.) с пояснением, как удалось достичь поставленной цели и решить конкретные задачи проекта. Сообщить, что дало Вам курсовое проектирование.

9. Приложения к пояснительной записке:

9.1. Приложение А (обязательное). Технологический эскиз обрабатываемой детали по индивидуальному заданию. Он оформляется как технологический документ формата А4 или А3 по Вашему выбору.

9.2. Приложение Б (обязательное). Схемы технологических наладок для выполнения технологических переходов по обработке детали.

9.3. Приложение В (обязательное). Операционная карта для выполнения данной операции (оформляется на технологическом бланке в соответствии с технологией обработки).

9.4. Приложение Г (обязательное). Циклограмма работы автоматизированного станочного модуля (желательно – на формате А3).

9.5. Приложение Д (справочное). Библиографический список (в тексте пояснительной записки обязательны ссылки на используемую в курсовом проекте литературу и другие источники информации).

Остановимся на оформлении пояснительной записки проекта. Текст создается в программе «MS Word» (2003, 2007 или 2010) с учетом следующих требований:

· представление текста в печатном виде: шрифт Times New Roman;

· кегль шрифта 14 пт, заголовки допускаются 16 пт;

· междустрочный интервал (предпочтительно полуторный) – 1, 5 пт;

· поля: левое – 2, 5 см., правое – 1, 5 см., верхнее и нижнее – по 2 см;

· абзацный отступ – 1, 25 см;

· нумерация страниц – сверху, по центру страницы).

Примечания. 1.Обязательным условием при выполнении данного курсового проекта является объем пояснительной записки в 40–45 страниц.

2. Приложения к пояснительной записке выполняются в произвольном объеме, по желанию студента-разработчика, т. е. их список может быть расширен. Например, можно оформить приложения с техническими данными оборудования (станков и роботов, которые не вошли в основную часть проекта).

3. По завершении проектирования необходимо предоставить руководителю электронную копию выполненного проекта (пояснительной записки, а также графической части) в виде отдельной папки с указанием фамилии и инициалов студента-разработчика, шифра группы и года.

4. Внимание! Приведение в приложении управляющей программы (или ее фрагментов) для станка или робота в данном курсовом проекте не требуется. Однако, если это совпало с пожеланиями какого-либо студента, то такое приложение можно привести, что значительно повысит уровень всего проекта и положительно отразится на его итоговой оценке.

5. Библиографический список приводится как самое последнее приложение (оно же «справочное», тогда как остальные – «обязательные»);

6.При оформлении текстовой части курсового проекта следует учитывать положения стандарта – Общие требования к оформлению текстовых документов. СТП ВятГТУ 101–2000.

Структура курсового проекта.

Графическая часть:

1. Рабочий чертеж обрабатываемой детали – 1 лист формата А2 (допускается формат А1, если деталь больших габаритов). Он может быть заимствован как копия из более раннего курсового проекта.

2. Обзорный лист по теме обзора, которая согласована с руководителем данного курсового проекта (она должна быть близкой к теме самого проекта). Оформляется он как ДПЛ на формате А2 (или А1 – по усмотрению студента-разработчика, чтобы учесть тематику и планируемые объемы будущей выпускной квалификационной работы (ВКР).

3. Общий вид (ВО) автоматизированного станочного модуля на формате А2 (также допускается формат А1 с учетом рекомендаций, см. п.2).

4. Сборочный чертеж (СБ) устройства-средства технологического оснащения станочного модуля по индивидуальному заданию (формат А1).

Примечания. 1. Таким образом, минимальный общий объем графической части курсового проекта по АППМ составляет 2 листа формата А1.

2. Допускается изменение указанного объема (как уже отмечалось, по желанию студента) в сторону увеличения укрупнением масштаба изображений, либо переносом материалов приложений из пояснительной записки в графическую часть, а также включением рабочего чертежа детали.

1.3. Задачи и рекомендации по выполнению обзорной части в области автоматизации производства по теме проекта

Учитывая большое разнообразие моделей станков с ЧПУ и промышленных роботов, выпускаемых в настоящее время и содержащихся в соответствующих каталогах, задача обоснованного выбора модели указанного оборудования становится весьма актуальной. Она решается в обзорной части данного проекта и в дальнейшем входит основным разделом в ВКР.

Цель данной части курсового проекта заключается в проведении подробного анализа известных моделей станков с ЧПУ и/или промышленных роботов, что оговаривается в задании на проектирование и с руководителем ВКР (впоследствии). Источниками информации могут быть каталоги металлорежущего оборудования, проспекты фирм-производителей, сведения из Интернета, учебные пособия кафедры ТМ и др.

В начале рассмотрим выполнение обзора по металлорежущим станкам с ЧПУ. Следует отметить, что другие типы и разновидности станков нас интересовать не должны так, как не могут использоваться для решения указанных задач в виде проектирования АСМ.

Помимо анализа найденных моделей самих станков могут представлять интерес и, соответственно быть включенными в обзор, основные узлы станков. Среди них – столы, приводные револьверные головки, инструментальные магазины, шпиндельные насадки во всем их многообразии, а также вспомогательный инструмент, различные средства измерения и т. п.

Предполагаемый объем обзора в пояснительной записке курсового проекта может составлять 10–15 страниц текста, с иллюстрациями в виде рисунков общего вида станка, его механической части, схемы расположения управляемых координатных осей, изображения основных узлов, краткого и описания конструкции станка и принципа его действия, с приведением технической характеристики (можно в виде таблицы), а также сравнительный анализ достоинств и недостатков рассматриваемых моделей.

Необходимо минимально рассмотреть 5–7 моделей станков с ЧПУ, которые могли бы быть использованы в составе автоматизированного станочного модуля – объекта проектирования. Несколько, наиболее интересных с точки зрения разработчика проекта моделей (достаточно в количестве 3–4 шт.), надо вынести на обзорный лист, в графическую часть проекта.

Обязательное условие: станок, далее применяемый в составе разрабатываемого станочного модуля, должен присутствовать в материалах обзора. Кроме того, следует дать подробное обоснование выбора именно этой модели, что лучше сделать в конструкторской части проекта.

Отдельно отметим, что использование основ программирования и составление управляющих программ в этом курсовом проекте не требуются. При необходимости в этом на этапе выполнения ВКР, можно рекомендовать учебные пособия, разработанные этими же авторами и приведенные ниже, в списке литературы к настоящему учебно-методическому пособию (в том числе, для программирования на языке FANUC).

При выборе модели станка для использования в выполняемой ВКР, где выпускником разрабатывается ее технико-экономическое обоснование, рекомендуется соблюдать следующую последовательность:

- учесть наличие станков, имеющихся на базовом предприятии;

- проанализировать модели станков, выпускаемых отечественными станкостроительными предприятиями;

- принять к рассмотрению прочие модели станков, в том числе зарубежных фирм-производителей.

Что касается самой методики выбора, то она рассматривалась на лекциях и явствует из материалов данного пособия. Все выше изложенное относится также и к порядку выбора модели промышленного робота.

Модели станков с ЧПУ в обзорной части с точки зрения технологии использования, можно разбить на две основных разновидности:

- токарные станки (в том числе и многооперационные), характеризующиеся главным движением в виде вращения обрабатываемой детали;

- многоцелевые станки (МС или «Обрабатывающие центры» – ОЦ), у которых обрабатываемая деталь закреплена в зажимном приспособлении и относительно неподвижна.

В любом случае, техническими характеристиками, определяющими пригодность станка для данной технологической операции, эффективность и целесообразность его использования служат:

- имеющееся на станке количество управляемых координат (координатных осей);

- вид системы числового программного управления;

- класс точности, определяющий точность получаемой детали;

- форма и размеры стола, достаточные для закрепления на нем зажимного приспособления;

- наличие вращательных движений стола или шпиндельной головки (в случае необходимости обработки более сложных деталей);

- максимально допустимые величины рабочих перемещений режущих инструментов относительно обрабатываемой детали;

- мощность электродвигателя главного движения, которая должна быть больше расчетной максимальной по переходам мощности резания с учетом к. п. д.;

- диапазон режимов резания в виде подач и частот вращения;

- максимально допустимое количество режущих инструментов в инструментальном магазине станка;

- наличие опций, например, в виде наклонно-поворотного (глобусного) накладного стола, поставляемого по отдельному заказу, что существенно расширяет технологические возможности станка.

Следует дополнительно учесть размеры занимаемой станком производственной площади, также стоимость выбираемой модели.

Методика выбора модели промышленных роботов выглядит несколько сложнее в виду не до конца устоявшейся системы их классификации. Поэтому она приводится в соответствующем разделе настоящего пособия в более подробной форме.

В графической части курсового проекта под обзорный лист достаточно выделить формат А2 или, с расчетом на будущую ВКР, 1 лист формата А1. Он оформляется как плакат (в угловом штампе на листе дается обозначение – ДПЛ), поэтому на нем можно размещать дополнительную информацию: поясняющие надписи, различные схемы, таблицы, рисунки и фотоснимки (в том числе и цветные), 3-Д модели, а также выноски с цифровыми обозначениями частей оборудования и соответствующие им расшифровки.

Лист должен иметь название по теме обзора, оговоренной при выдаче бланка «Задание» на курсовой проект, которое приводится сверху листа буквами увеличенного размера.

Помимо общих видов станков (промышленных роботов), на этом листе целесообразно привести примеры конструкций их важнейших узлов (инструментальных магазинов, столов, шпиндельных головок, рабочих органов, вспомогательного инструмента и т. п.

Материалы, выносимые на обзорный лист, в графическую часть проекта, где оформляются как документ-плакат (см. выше), должны в обязательном порядке содержаться в соответствующем разделе пояснительной записки в более полном объеме. Сам лист должен иметь заголовок в виде надписи увеличенного размера, порядка 15–20 мм, отражающий его основное содержание.

Тематика обзорной части также согласовывается с руководителем проекта, а в будущем и с руководителем ВКР.

2. СТАНОЧНЫЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ МОДУЛИ, ИХ

РАЗНОВИДНОСТИ И СОСТАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Рис. 2.15. Токарный станок с ЧПУ с наклонной станиной модели Т250

Техническая характеристика станка модели Т250.

1. Максимальный диаметр обработки над станиной, мм 550

2. Максимальный диаметр над суппортом, мм 330

3. Максимальный диаметр обработки, мм 350

4. Ход по оси X, мм 220

5. Ход по оси Z (максимальная длина), мм 550

6. Угол наклона суппорта, град. 45

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒