Пристаночные накопители заготовок, их конструктивные особенности и основные количественные показатели

⇐ ПредыдущаяСтр 14 из 14

Выбор и конструкция накопителя заготовок для АСМ является важной и ответственной задачей. Накопители различают трех типов: магазинные, бункерно-магазинные (штабельные) и бункерные. В магазинных накопителях заготовки уложены в один ряд вплотную или вразрядку в емкости. Их загружают и ориентируют вручную или укладочным механизмом. Все остальные перемещения необходимые для загрузки заготовок, выполняются автоматически.

В бункерно-магазинных накопителях подаваемые заготовки, уложенные в несколько рядов вразрядку или штабелем в емкости, являющейся бункером или магазином, загружают или ориентируют вручную или укладочным механизмом. Все остальные перемещения заготовок, необходимые для загрузки выполняются автоматически. В бункерных загрузочных устройствах заготовки в бункере сосредоточены навалом. Захват из бункера и ориентация заготовок в положение требуемое для обработки или удобное для загрузки, и все последующие перемещения, осуществляются автоматически. Магазинные накопители следует применять для загрузки заготовок, ориентация которых затруднена вследствие особенностей их формы, размеров и массы или когда по характеру серийности производства нецелесообразно изготовлять сложные загрузочные устройства.

Бункерно-магазинные устройства следует применять для загрузки заготовок простой формы, на обработку которых требуется мало времени и когда изготовление механизмов ориентации затруднено или экономически нецелесообразно. Бункерные устройства следует применять для загрузки заготовок простой формы, небольшой массы и размеров, на обработку которых требуется мало времени.

Рассмотрим в качестве примера следующий вариант конструкции накопителя.В проектируемом модуле используется магазинный накопитель на основе универсального поворотного стола, оснащённого блоком реле поворота, и возможностью включения в цепь системы управления станочным модулем. Ввиду особенностей конструкции обрабатываемой детали и требований к ориентации детали в накопителе, укладка заготовок в накопитель производится вручную. Эскиз накопителя дан на рис. 3.14.

Рис. 3.14. Эскиз накопителя с расположенными на нём деталями

Описание конструкции накопителя для заготовок (поз.1): базирующие плиты 2 в количестве 4 шт. устанавливаются на универсальный поворотный стол 3. Каждая плита имеет пять посадочных мест, а каждое посадочное место имеет по три ориентирующих штифта. Всего накопитель имеет 20 посадочных мест, расположенных на равных интервалах по окружности стола, и равноудаленных от оси вращения стола, которое обеспечивается электродвигателем 4.

Блок реле поворота универсального стола настраивается на величину угла 360/20=18°, сигнал на один поворот стола подаётся на двигатель от системы управления станочным модулем согласно алгоритму цикла.

Тактовые столы. Накопители заготовок могут изготавливаться в виде тактовых столов. Они выпускаются серийно, являются пристаночными накопителями, т. е. имеют небольшую вместимость (в отличие от автоматизированных складов). В качестве примера приведем порядок выбора такого стола.

Стол в нашем варианте автоматизации необходим для подачи заготовок к руке робота в позицию с точно заданными координатами. Тактовый стол входит в состав комплекса станок-промышленный робот-тактовый стол, который является базой для создания автоматизированных модулей производственных ячеек, объединяемых в автоматизированные участки и цеха. Тактовый столпредназначен для подачи и приема заготовок. Управление столом осуществляется от системы управления робота.

Стол выбирается исходя из габаритов специальной загрузочной панели и величины возможных перемещений манипулятора. Также на выбор стола влияет возможность размещения необходимого количества панелей достаточного для непрерывной работы модуля в течение 1 рабочей смены.

На рис. 3.15 изображена схема расположения на столе загрузочных панелей, на которых размещаются подаваемые к роботу заготовки.

Рис. 3. 15.Схема тактового стола модели СТ 350

Табл. 3.7. Характеристики тактового стола.

Вместимость накопителя, иначе это количество заготовок при его полной загрузке, определяет время работы АСМ в автономном режиме. Робот захватывает очередную заготовку в одной и той же точке, переносит ее на станок с ЧПУ. Далее, механизм накопителя подает в эту точку следующую заготовку. Такой режим применяется в случае удаления готовых деталей роботом в другой накопитель или на отводящий транспортер.

Возможен вариант, при котором ПР укладывает и готовую деталь в этот же накопитель (в освободившееся от заготовки гнездо). И уже после этого включается подача очередной заготовки в позицию загрузки робота.

Простейшим случаем устройства накопителя может служить стационарная конструкция, состоящая из корпуса (тары), в котором размещаются заготовки на специальных поддонах, разделенные друг от друга перегородками. Перегородки обеспечивают точное расположение заготовок, исключают поврежедения при соударении (особенно это касается мягких цветных сплавов) и возможный травматизм при использовании тяжелых заготовок. Следует отметить, что такие накопителя необходимо предусматривать для станочных модулей с ручной загрузкой человеком-оператором станка с ЧПУ. Это повышает культуру производства.

Заготовки укладываются вне станочного модуля вспомогательным рабочим. Накопитель доставляется на АСМ двумя способами:

- по воздуху с помощью подъемного средства имеющегося в цехе;

- посредством электрокара.

В конструкции необходимо предусмотреть соответствующие рым-болты, либо грузовые винты которые имеются в перечне стандартных крепежных изделий. Для второго исполнения достаточно предусмотреть проем снизу корпуса для размещения захватного устройства электрокара.

Поддоны можно располагать в несколько ярусов (уровней). Рабочий-оператор снимает очередной поддон при его освобождении от заготовок. Они, в виде готовых деталей укладываются уже в другой аналогичный накопитель. Следует учесть удобство работы при расположении поддонов по высоте. Все это увеличивает вместимость накопителя.

Однако последний вариант имеет недостаток при использовании на операции загрузки промышленного робота: требуется его более совершенная модель, чтобы он мог проводить захват из разных мест поддона. Соответственно усложняется его программирование. Заготовки, скорее всего, придется расположить в одном уровне.

Итак, накопитель может быть выбран из серийно выпускаемых моделей, либо спроектирован (если это оговорено в задании на КП). В последнем случае оформляется сборочный чертеж (СБ). Расчет накопителя достаточно прост и сводится к определению его потребной вместимости и габаритных размеров, исходя из размеров заготовки. За основу принимается время работы станочного модуля с одной полной загрузки накопителя (Σ Траб.). Наилучший вариант – это 8 часов (длительности рабочей смены), либо 4 часа, с условием его замены (или пополнения запаса заготовок) в обеденный перерыв. В крайнем случае, можно принять это время, равным 2-м часам. Иначе работа станочного модуля становится малоэффективной.

Можно воспользоваться следующей формулой:

Nзаг = Σ Траб./Тц, (3.60)

где Σ Траб – общее время работы модуля с полной загрузки, мин;

Σ Траб – время рабочего цикла станочного модуля, затрачиваемое на обработку одной детали, мин.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Автоматизированные станочные модули получают все большее применение и развитие в машиностроительной промышленности. Применение их как новой тенденции автоматизированных систем и оборудования позволяет расширить технологические возможности станков, повысить производительность механообработки и эффективность современного производства в целом; кроме того, значительно сократить долю ручного труда.

Использование металлорежущих станков с ЧПУ в производстве обеспечивает целый ряд преимуществ, о чем говорилось выше. Применение промышленных роботов освобождает человека от трудоемких утомительных операций, повышает безопасность труда.

При этом значительно повышается качество и однородность обрабатываемых деталей, сокращаются занимаемые производственные площади, а обработка по управляющей программе исключает субъективные ошибки рабочих-станочников, занятых работой на универсальных станках.

В данном пособии предпринята попытка обобщить имеющийся опыт разработки станочных модулей с применением промышленных роботов для автоматизации вспомогательной операции по загрузке заготовки на станок и снятия готовой детали. Большое значение имеет также расчет и проектирования средств оснащения роботов в виде захватных устройств.

Сведения обзорного, технического и специального методического характера, приведенные в достаточно большом объеме в этом пособии, могут быть успешно использованы студентами в процессе их обучения по программе бакалавриата в период работы над курсовым проектом по АППМ и в последующей выпускной работе. Надеемся, что они будут способствовать закреплению материала лекций и лабораторных работ по указанному предмету, будут полезны в будущей практической деятельности.

В любом случае, обучающимся следует исходить из полученного задания, требуемой структуры и содержания курсового проекта, которые подробно приведены в данном учебно-методическом пособии.

Контрольные вопросы

1. Каковы технологические возможности современных многоцелевых станков с ЧПУ? Какие виды обработки на них возможны?

2. Какие наиболее важные критерии определяют выбор технологом конкретной модели станка с ЧПУ?

3. Какие типы конструктивных узлов станков с ЧПУ существуют и в чем состоит их технологическое назначение?

4. Как можно рассчитать цикловую производительность обработки на агрегатном станке? Почему ее еще называют «ожидаемой»?

5. Какую формулу можно использовать для определения коэффициента использования (загрузки) станка с ЧПУ в течение года?

6. Каков порядок построения циклограммы станочного модуля?

7. Какие составляющие элементы имеет АСМ?

8. В чем заключается специфика программного управления станком?

9. Назовите технологические возможности современных токарных станков с ЧПУ. Каковы они?

10. Каково назначение важнейших узлов станков, таких как, столы, шпиндельные головки, инструментальные магазины?

11. По каким признакам производится выбор модели промышленного робота?

12. Что называется грузоподъемностью промышленного робота? Как ее правильно выбрать?

13. Какие типы захватных устройств для промышленных роботов Вам известны?

14. Какие имеются ограничения по применению вакуумных захватных устройств ПР?

15. Что понимается под погрешностью позиционирования промышленного робота?

15. С какой целью в АСМ используются накопители заготовок?

Список литературы

1. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. / Под ред. А. М. Дальского, А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова, А. Г. Суслова. - 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2003. – т.1, 910 с.; т.2, 944 с.

2. Шишмарев, В.Ю. Автоматизация производственных процессов в машиностроении: учебник /В.Ю.Шишмарев. – М.: Академия, 2007. – 364 с.

3. Гибкие производственные системы, промышленные роботы, робототехнические комплексы: в 14 кн. / Под ред. Б. И. Черпакова. – М.: Высш. шк., 1989.

4. Фельштейн, Е.Э. Обработка деталей на станках с ЧПУ: Учеб. пособие. – Минск: ООО «Новое знание», 2005. – 287 с.

5. Автоматизация производственных процессов в машиностроении: Учеб. /Под ред. Н.М.Капустина. – М: Высш. шк., 2007. – 415 с.

6. Схиртладзе А.Г. Технологическое оборудование машиностроительных производств: учеб. пос. /А.Г.Схиртладзе, В.Ю.Новиков. – М.: Высш. шк., 2002. – 407 с.

7. Справочник по промышленной робототехнике: В 2-х кн. Кн. 1 /Под ред. Ш.Нофа; Пер. с англ. – М: Машиностроение, 1989. – 480 с.

8. Козырев, Ю. Г. Промышленные роботы: справочник / Ю. Г. Козырев. - 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1988. – 392 с.

9. Промышленные роботы: Каталог. – М.: Машиностроение, 1988. – 109 с.

10. Апатов Ю.Л., Ганапольский С.Г., Апатов К.Ю. Применение промышленных роботов в деревообрабатывающем и металлообрабатывающем производствах: учебное пособие. – Киров: Изд-во ВятГУ, 2012. – 150 с.

11. Апатов Ю.Л. Автоматизированное оборудование и средства технологического оснащения для разработки гибких производственных систем машиностроительного производства: учебное пособие. – Киров: Изд-во ВятГУ, 2008. – 192 с.

Учебное издание

Апатов Юрий Леонидович

Апатов Константин Юрьевич

АВТОМАТИЗАЦИЯ СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА

ДЕТАЛЕЙ ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ

СТАНКОВ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ
УПРАВЛЕНИЕМ И ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ

Учебно-методическое пособие

Подписано в печать Печать цифровая. Бумага для офисной техники.

Усл. печ. л. - 14 Тираж 8. Заказ №

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего

образования «Вятский государственный университет».

610000, г. Киров, ул. Московская, 36, тел.: (8332) 64-23-56, http: //vyatsu.ru

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 9 10 11 12 1314