ДЕТАЛЕЙ ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 14Следующая ⇒

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

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒