Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Тех. курсовые работы > автоматизация
Название:
Автоматизация производственных процессов

Тип: Курсовые работы
Категория: Тех. курсовые работы
Подкатегория: автоматизация

Цена:
0 руб



Подробное описание:

Содержание
Введение
Задание
1 Описание заготовки детали
2 Требования к конструкции заготовки детали, предназна¬ченной для обработки в РТК

3 Требования к основному технологическому оборудова¬нию, предназначенному для обработки в РТК и его основные технические характеристики
4 Основные требования к ПР, обоснование его выбора. Ос¬новные технические характеристики ПР и кинематическая схема
5 Выбор захватного устройства, описание принципа его ра¬боты
6 Выбор и описание накопительного устройства
7 Компоновки РТК с различными видами станков, ПР и магазинов
8 Циклограмма работы основных элементов выбранной компоновки
Список использованной литературы
Графическая часть



 

 

Задание №1
на расчетно-графическую работу (РГР)
дисциплина «Автоматизация производственных процессов»
Цель РГР: получение навыков проектирования робототехнических комплексов (РТК) и гибких производственных модулей (ГПМ).
Разработать эскизный вариант проект РТК на базе токарного станка с ЧПУ, предназначенного для обработки деталей типа тело-вращение (вал, фланец).

Основное технологическое оборудование: токарный станок с ЧПУ; Промышленный робот (ПР) должен выполнять следующие функции:
- устанавливать/снимать заготовки;
- обслуживать устройство для хранения заготовок (деталей);
В РГР должны быть представлены следующие разделы:
- описание заготовки (детали);
- требования к конструкции заготовки (детали), предназначенной для
обработки в РТК;
- требования к основному технологическому оборудованию, предназначенного для работы в РТК и его основные технические характеристики;
- основные требования к ПР, обоснование его выбора. Основные технические характеристики ПР и кинематическая схема;
- выбор захватного устройства (ЗУ), описание принципа его работы. Расчет усилия зажима заготовки (детали);
- выбор и описание работы магазинного устройства, встроенного в РТК;
- анализ различных вариантов компоновок РТК с различными видами станков, ПР и магазинов. Обоснование выбора;
- циклограмма работы основных элементов выбранной компоновки РТК;
Графическая часть.•На листе формата A3 показать планировку разработанного РТК с указанием:
- основных проекционных видов;
- рабочей зоны станка и ПР;

Дата выдачи:

Введение

Промышленный робот - автоматическая машина, представляющая со¬бой совокупность манипулятора и перепрограммируемого устройства управ¬ления для выполнения в производственном процессе двигательных и управ¬ляющих функций, заменяющих аналогичные функции человека при переме¬щении предметов производства и (или) технологической оснастки. Перепрограммируемость — это свойство робота управляющую программу автомати¬чески или оператором.
Существуют роботы, которые попеременно управляются то оператором, то автоматически. В них имеется устройство памяти для автоматического выполнения отдельных действий.
Применение ПР в значительной степени решает вопрос развития ком-плексной автоматизации производства с возможностью его быстрой перена-ладки на выпуск нового вида продукции. ПР освобождает рабочего от неква-лифицированного монотонного и вредного для здоровья труда, улучшает ус-ловия безопасности рабочих.
Применение ПР позволяет повысить производительность труда в 2-3 раза, увеличить сменность работы оборудования и улучшить ритмичность. Сегодня ПР в машиностроении выполняют погрузочно-разгрузочные, транспортно-складские работы, обслуживают станки, прессы, литейные машины и т.д., а также они могут выполнять сварочные, сборочные, контрольно-измерительные, окрасочные и другие основные операции.
Роботизация удовлетворяет большинству требований и имеет следую¬щие достоинства по сравнению с обычными способами автоматизации механообрабатывающего производства: способствует развитию унификации средств технологического оснащения и методов управления производствен-ными системами; способствует более широкому применению принципов ти-пизации технологических процессов и операций; обеспечивает большую гиб-кость производственных систем; снижает затраты на проектирование и изго-товление оборудования для автоматизированных производств, так как в РТК можно применять универсальные промышленные роботы, серийно выпус-каемые промышленностью; РТК достаточно легко объединяются с АСУ ТП и АСУП. Помимо этого роботизация в ряде случаев является единственно дос-тупной и быстро осуществимой формой автоматизации процессов механиче-ской обработки деталей.
ПР широко применяют в горнодобывающей, металлургической, нефтя-ной и других отраслях промышленности. Их используют в медицине, в сфере обслуживания, при исследовании океанов и т.д. Во всех случаях ПР позво-ляют автоматизировать в их основе производство со всеми вытекающими от-сюда технологическими, организационными, психологическими и социаль¬но-экономическими аспектами.

 

 

 

 

 

 


1. Описание заготовки детали.

Обрабатываемая деталь – зенкер, изготавливается из материала Сталь Р6АМ5 ГОСТ 19265-73 с высокой прочностью, вяз¬костью и прокаливаемостью.
В качестве заготовки используется прокат. Размеры заго¬товки: D=20 мм,L=232 мм .Масса заготовки - 0,6 кг.
Заготовка имеет форму тела вращения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Требования к конструкции заготовки детали, предназна¬ченной для обработки в РТК.
С помощью роботов, особенно в условиях среднесерийного производст¬ва, целесообразно автоматизировать установку-снятие и межстаночное транспортирование простейших типов деталей. Детали должны быть такими, чтобы их можно было группировать по конструктивно-технологическим при-знакам. Это позволяет применять групповую форму организации производ-ственных процессов, типизацию технологических процессов обработки, а также использовать однородное основное и вспомогательное оборудование. Они должны иметь ярко выраженные технологические базы и признаки ори-ентации, позволяющие организовать транспортирование и складирование де-талей в ориентированном виде с использованием стандартизованной оснаст¬ки.
Детали должны иметь однородные по форме и расположению поверх¬ности для базирования и захвата, позволяющие без дополнительной выверки устанавливать детали в рабочую зону обрабатывающего оборудования, где для их базирования и закрепления должна использоваться универсальная технологическая оснастка.
Конструкция детали (заготовки) должна обеспечивать возможность на-дежного захватывания, удержания и переноса ее с помощью ПР. При груп-пировании деталей по конструктивно-технологическим признакам следует предусматривать минимизацию номенклатуры захватных устройств и воз-можность применения широкодиапазонных захватов. При переходе от мани-пулирования одним типоразмером деталей к другому, в пределах обработки в составе одной РТС должно быть минимальное число смен захватных уст-ройств и переналадок ПР.
Манипулирование деталями сложных конфигураций с разнообразными формами и расположением базовых поверхностей (вилки, рычаги, кулисы, сложные корпуса и т.п.) в условиях многономенклатурной обработки требует создания специальных установочных, базирующих и захватных устройств.
Применение ПР для установки-снятия со станков деталей подобных типов экономично только в условиях массового и крупносерийного производства.
Для механической обработки на РТК рекомендуются следующие детали: гладкие и ступенчатые валы (прямоосные и эксцентриковые) диаметром до 160 мм и длиной до 2000 мм; диски, фланцы, кольца, гильзы и втулки диа-метром до 400 мм и длиной до 250 мм; плоские и объемные детали простей-шей формы (планки, крышки, шпонки, угольники, коробчатые детали и т. п.) размерами 1000x1000 мм.
Поскольку при выборе ПР определяющим фактором является его грузо-подъемность, важным показателем обрабатываемых на РТК деталей стано-вится их масса, рекомендуемые значения которой составляют 1-250 кг для деталей типа тел вращения и 1-500 кг для плоских и объемных деталей.

 

 

 

 

 


З.Требования к основному технологическому оборудова¬нию, предназначенному для обработки в РТК и его основные технические характеристики.

При выборе станков, рекомендуемых для встраивания в РТК, следует руководствоваться определенными критериями, основные из которых сле-дующие.
Распространенность и перспективность станков, выпускаемых серийно, а также планируемых к серийному выпуску. Целесообразно также создавать РТК на базе широко распространенных в машиностроении моделей станков, имеющихся на данном предприятии.
Возможность реализации заданного технологического процесса обра¬ботки типовых деталей в условиях разной серийности их выпуска. Исходя из этого рекомендуется включать в состав РТК следующие станки - полуавто¬маты, предназначенные для обработки деталей из штучных заготовок: токар¬ные патронные и центровые; токарно-револьверные; токарные многорезцо¬вые и многошпиндельные; токарно-лобовые; фрезерно-центровальные и под¬резные центровальные; вертикально-сверлильные; круглошлифовальные станки; шлицефрезерные и шлицешлифовальные; шпоночно-фрезерные; про¬тяжные; резьбофрезерные и резьбошлифовальные; отделочно- расточные станки; зубообрабатывающие; агрегатные (состоящие из унифицированных узлов).
Размерные параметры станков. Поскольку РТК создаются в основном для обработки изделий массой до 500 кг, в состав комплексов рекомендуется включать станки, имеющие следующие параметры: диаметр обрабатываемой детали при установке над станиной Dy до 320 мм и расстояние между цен-трами до 2000 мм- для центровых станков (токарных, круглошлифовальных и др.); Dy до 630 мм- для станков токарных патронных, внутришлифовальных, зубообрабатывающих; размер стола в плане длина до 1600 ширина до 630 мм- для сверлильно-фрезерно-расточных станков с прямоугольными стола¬ми; диаметр стола до 2000 мм- для станков с круглыми столами.
Уровень автоматизации станка - основной критерий, определяющий возможность включения станка в состав РТК. Чем выше уровень автоматиза-ции, тем с меньшими конструктивными переделками возможен переход станка на работу в автоматическом режиме, в комплексе с ПР; при этом ста-нок может быстро переналаживаться на обработку нового изделия. Следует также учитывать степень автоматизации вспомогательных операций (кон-троль деталей, отвод и подвод заграждений, вывод стружки и др.). поэтому в состав РТК рекомендуется включать станки с ЧПУ и цикловыми программ-ным управлением и станки полуавтоматы.
Совместная работа станков с ПР требует доработки электрической схе¬мы станка в целях обеспечения обмена необходимой информацией между станком и ПР.
Требования к станкам, включаемых в состав РТК.
Станки, включаемые в состав РТК, должны обеспечивать: автоматиче¬ский зажим и освобождение детали на станке; точное и надежное базирова¬ние детали в установочном приспособлении станка; отделение отходов (стружки, шлама) от детали в процессе резания и механизированное удаление их из зоны обработки; автоматизацию контроля отдельных параметров дета¬ли в процессе обработки; автоматизированную смену инструмента в процес¬се обработки; связь систем управления и электросхем станка и ПР, обеспечи¬вающую полностью автоматический цикл работы в РТК; возможность безопасного и беспрепятсвенного доступа руки ПР в рабочую зону станка в про¬цессе загрузки-разгрузки последнего; автоматизацию перемещения огражде¬ния; надежность работы станка и всего РТК.
Кроме того, станки должны быть укомплектованы легко переналажи¬ваемой технологической оснасткой, обеспечивающей точное базирование и надежное крепление деталей в широком диапазоне их размеров в процессе обработки.
Для возможности стыковки с ПР необходимы следующие виды модер¬низации станков:
автоматизация зажима и освобождение изделий на станке, изменение электросхемы станка в целях обеспечения диалога между станком и ПР- для станков всех групп; автоматизация очистки базовых поверхностей устано-вочного приспособления или стола станка - для станков с горизонтальными столами и для токарных станков вертикальной компоновки; автоматизация перемещения ограждения или изменения его конструкции - для станков с ог-раждением; автоматизация поджима заготовки к торцу патрона - для токар-ных станков горизонтальной компоновки; автоматизация поджима заготовки к опорной плоскости установочного приспособления- для сверлильно-фрезерно-расточных станков; оснащение устройством для дробления струж-ки- для токарных станков; торцевыми патронами или поводковыми патрона-ми других конструкций- для кругло-торцешлифовальных и шлицеобрабатывающих станков; автоматизация запрессовки заготовок на оправку или при¬менение других методов базирования заготовок- для зубообрабатывающих станков; автоматизация перемещения и фиксации положения бабки изделия на позиции загрузки.
Важным (с точки зрения безопасности труда ) при создании новых стан¬ков для РТК является обязательное разделение зон действия ПР и обслужи-вающего персонала. Следует также повышать надежность и производитель-ность станков путем применения элементов адаптивного управления, уст-ройств принудительной смены и автоматической подналадки инструментов, а также систем диагностирования основных узлов в процессе работы.
Станок токарный с ЧПУ 16К20Ф3.
Токарно-винторезный станок с ЧПУ предназначен для наружного и внутреннего точения; нарезание правой и левой метрической и модельной резьб, одно- и многозаходной резьб с нормальным и увеличенным шагом, торцевой резьбы. Станок применяется в едином и мелкосерийном производстве. На нем можно обрабатывать детали как из незакаленной, так закаленной стали, а также из труднообрабатываемых материалов.
Техническая характеристика станка модели 16К20ФЗ приведена ниже:

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки:
над станиной 440
над суппортом 220
Наибольший диаметр прутка, проходящего через
отверстие шпинделя: 53
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки 1000
Шаг нарезаемой резьбы метрической резьбы до 20
Частота вращения шпинделя, об/мин 12,5-2000
Число скоростей шпинделя 22
Наибольшее перемещение суппорта: Щ
продольное 900
поперечное 250
Подача суппорта, мм/мин:
продольное 3-1200
поперечное 1,5-600
Число ступеней подач: бесступенчатое регулирование Скорость быстрого перемещение суппорта, мм/мин:
продольное 4800
поперечное 2400
Мощность электродвигателя главного привода, кВт 10 Габаритные размеры (без ЧПУ):
длина 3360
ширина 1710
высота 1750
Масса 4000
Станок с ЧПУ выполняют с двумя управляемыми координатами по про-грамме. Дискретность системы управления при задании размеров: продоль-ных-0,01 мм; поперечных-0,005мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Основные требования к ПР, обоснование его выбора. Ос¬новные технические характеристики ПР и кинематическая схема.

ПР должны осуществлять: установку заранее ориентированных загото¬вок в рабочую зону станка; снятие деталей со станка и раскладку их в тару или укладку в магазин (конвейер); кантование деталей; выдачу технологиче¬ских команд для управления технологическим оборудованием; транспорти¬рование деталей между станками.
Основные требования к ПР, используемые для автоматизации металло-режущих станков, следующие.
1. Конструктивные и технологические параметры ПР (грузоподъемность скорость перемещения рабочих органов, точность позиционирования, разме-ры рабочей зоны, тип программного управления) должны соответствовать параметрам станков, для обслуживания которых они предназначаются.
2. Применение ПР должно обеспечить: повышение производительности станков не менее чем на 20%; повышение качества обработки; повышение коэффициента загрузки станков в 2-2,5 раза; снижение трудоемкости на еди-ницу продукции в 2-2,5 раза.
3. ПР должен иметь число степеней подвижности, обеспечивая при этом необходимый объем операции при обслуживании как станка, так и вспомога-тельного оборудования РТК.
4. Достаточная степень универсальности, позволяющая при переходе РТК на обработку нового изделия обходиться минимальной переналадкой ПР.
5. Высокая надежность, обеспечивающая наработку ПР на отказ не ме¬нее 1000 ч.
6. Наличие зоны безопасности, находясь в которой обслуживающий пер¬сонал может беспрепятственно наблюдать за процессом резания и в случае аварийной ситуации принять соответствующие меры, не подвергаясь при этом возможности быть травмированным ПР.
Автоматизация металлорежущих станков с помощью ПР может осуще-ствляться в двух направлениях.
1. Создание однопозиционных РТК, в которых ПР обслуживает один станок. При этом ПР может быть автономным или встроенным в станок. Ав¬тономные ПР применяют для обслуживания станков различного технологи¬ческого назначения, имеющих единую схему манипуляционных перемеще¬ний при загрузке-выгрузке деталей, причем обрабатываемые на этих станках детали должны входить в одну группу по таким параметрам, как тип, разме¬ры и масса.
Встроенные манипуляторы создают, как правило, для определенной мо¬дели станка.
2. Создание многопозиционных РТК, в которых ПР обслуживают группу из 2-6 станков. В многопозиционных РТК в функции ПР помимо загрузки оборудования также входит транспортирование деталей между станками, переориентация деталей, управление станками. ПР в таких РТК оснащен УЧ-ПУ, имеющим достаточно большой объем памяти.
Важнейшей характеристикой ПР, определяющей в значительной степени область их применения, служит компоновка, отличающаяся совокупностью ряда признаков: видом системы координат основных движений и ее ориента-цией; числом степеней подвижности и движений; числом захватных уст-ройств.
Подвесные ПР, применяющиеся в механообработке, работают в прямо-угольной системе координат, т. е. совершают два основных движения - вдоль оси портала (движение каретки) и в перпендикулярном к оси портала на-правлении ; цилиндрической полярной системе координат, т. е. имеют три основных движения - вдоль оси портала, поворот руки вокруг горизонталь-ной оси, и выдвижении руки; цилиндрической угловой системе координат; системе координат, представляющей собой комбинацию плоской прямо-угольной системы с дополнительным качением второго звена руки. Кроме основных движений, определяющих систему координат робота, последний, как правило, имеет возможность выполнения ориентирующих движений -вращение кисти вокруг оси руки, поворот кисти вокруг оси, перпендикуляр-ной к оси руки.
Преимуществом подвесных ПР является то, что они занимают мало про-изводственной площади и позволяют оптимизировать обслуживание обору-дования; обеспечивают переналадку и ремонт оборудования без останова ра-боты всего комплекса; возможность визуального наблюдения за работой . Так при использовании монорельса (установленного на опоры) большой дли¬ны можно одним ПР обслуживать группу станков, расположенных вдоль это¬го монорельса.
Напольные ПР, применяемые при обработке резанием, работают, как правило, в цилиндрической системе координат, т. е. у них осуществляется подъем руки, ее поворот вокруг вертикальной оси и радиальное выдвижение в горизонтальной плоскости, ориентирующие движения, кроме характерных для портальных ПР, включают и сдвиг захвата.
ПР данной группы являются наиболее распространенными как по числу моделей, так и по общему объему выпуска. Особенность круговых компоно-вок определяется отличительными признаками применяемых напольных ПР, в том числе меньшей материалоемкостью и простотой проведения профилак-тических работ и ремонта ПР.
Встраиваемые ПР, применяемые при обработке резанием, могут иметь компоновку, аналогичную подвесным роботам, работающим в плоской пря-моугольной и полярной цилиндрической системе координат, а также конст-руктивное исполнение, позволяющее крепить их спереди к станку и обеспе-чивающее возможность поворота руки вокруг вертикальной и горизонталь-ной осей. Отличие этих роботов от портальных состоит в креплении моно-рельса, по которому движется каретка, непосредственно на станке. Преимущество занимают минимальную площадь.
Основные технические показатели ПР:
1. Грузоподъемность определяется как суммарная грузоподъемность его рук. Грузоподъемность руки ПР- наибольшая масса объектов манипулирова¬ния, которые могут перемещаться рукой при заданных условиях.
Для некоторых типов ПР важным показателем является усилие (или кру-тящий момент), развиваемое исполнительным механизмом при заданных ус-ловиях. К числу таких показателей можно отнести усилие зажима объекта манипулирования захватным устройством; рабочее усилие руки ПР вдоль ее продольного оси; крутящий момент при ротации захватного устройства.
2. Число степеней подвижности - сумма возможных координатных движений объекта манипулирования относительно опорной системы ПР.
3. Погрешность позиционирования - отклонение заданной позиции ис-полнительного механизма от фактической при многократном позициониро-вании. Погрешность позиционирования может оцениваться в линейных или угловых единицах.
4. Рабочая зона - пространство, в котором при работе может находиться рабочий орган. При работе нескольких ПР в качестве характеристики РТК приводится зона совместного обслуживания - часть пространства, в котором перемещения объекта манипулирования могут выполнять несколькими ПР.
5. Мобильность ПР определяется его возможностью совершать движе¬ния. По мобильности роботы подразделяют на две группы: стационарные (обеспечивающие ориентирующие и транспортирующие движения) и пере-движные (обеспечивающие дополнительно к названным еще и координатные движения).
Промышленный робот модульного типа IR-30E (Россия).
Промышленный робот IR-30E (Германия) предназначен для группового обслуживания оборудо¬вания (преимущественно металлорежущих станков с горизонтальной осью шпинделя или горизонтальным сто¬лом. Обеспечивает установку - снятие и межстаночное транспортирование де¬талей типа тел вращения или корпус¬ных. Грузоподъемность 160 кг. Число степеней подвижности 4. Кинематиче¬ские возможности манипулятора позво¬ляют обслужить 80 моделей станков: токарных, фрезерно-центровальных, вертикально-сверлильных, отделочно-расточных, шлифовальных, зубообрабатывающих и др. — при линейном их расположении под несущим монорель¬сом. Максимальная скорость перемещения каретки по монорельсу 1,2 м/с.


Рис. 1 Компоновка робота.
Технические данные робота:
- Грузоподъемность – 30 кг;
- Число степеней подвижности – 5;
- Число рук – 1;
- Число захватных устройств на одной руке – 1;
- Объем памяти системы управления – 0,5 Кбайт;
- Погрешность позиционирования – ± 0,5 мм;
- Наибольший вылет руки – 1800 мм;
- Линейные перемещения:
- по оси х – 16000 мм, скорость 1,2 м/с.
- по оси y – 2560 мм, скорость 1,8 м/с.
- по оси z – 1200 мм;
- Габаритные размеры: 1600 х 800 х 800
- Масса –500 кг.

Прямая задача кинематики.

Манипулятор имеет 5 степеней свободы.
Типы кинематических пар и их параметры:
Наим
пары Тип
пары Номер
звена Параметры


S a
Ф - 1 поступ 1 - - S1 -
1-2 вращ 2

S2 -
2-3 вращ 3

а3
3-4 вращ 4

а4
4-5 Зу 5

S5

Определим Аi, где i = 1,5
А1 = ; А2 = ; А3 = ;
А4 = ; А5 = ;

 

 

 

5. Выбор захватного устройства, описание принципа его ра¬боты.

Захватные устройства ПР предназначены для базирования и удержания объекта в определенном положении при манипулировании. Эти объекты мо-гут иметь различные размеры, форму, массу и обладать разнообразными фи-зическими свойствами, поэтому ЗУ относятся к числу сменных элементов. В случае необходимости ПР оснащают специальными ЗУ, предназначенными для выполнения определенных операций. К ЗУ роботов, работающих в усло-виях мелкого и серийного производства, предъявляются следующие специ-альные требования: возможность захватывания и базирования деталей в ши-роком диапазоне их масс, размеров и формы; возможность одновременного захватывания близко расположенных деталей; легкость и быстрота смены ЗУ (вплоть до их автоматической смены).
При выборе типа ЗУ необходимо в качестве исходных данных учиты¬вать:
- тип и конструкцию основного и вспомогательного технологического оборудования;
- характеристики объекта манипулирования;
- тип и конструкцию самого ПР;
- особенности технологического процесса, выполняемого РТК.
В зависимости от формы и габарита объектов манипулирования ЗУ мо¬гут быть различных типоразмеров:
1) для коротких тел вращения (типа флан¬цев) диаметром до 160, 200, 250 и 315 мм (с массой от 10 до 40 кг);
2) для длинных тел вращения (типа валов) диаметром до 60, 80,100 и 160 мм (с мас¬сой от 10 до 160 кг);
3) для призматических (корпусных) изделий размером до 160,250 и 400 мм (с массой от до 40 кг).
Конструкция ЗУ определяется двигателем привода исполнительного механизма, преобразующее движение привода в необходимое перемещение ра¬бочих элементов схвата. В ЗУ используют различные исполнительные меха¬низмы для преобразования с определенным отношением линейного или уг¬лового движения выходного звена привода в поступательное или вращательное перемещение рабочего элемента.
При этом можно выделить две группы исполнительных механизмов:
1) с постоянным коэффициентом передачи рабочего усилия не завися¬щим от положения схвата;
2) с переменным коэффициентом передачи усилия в зависимости от по-ложения схвата. Преимуществом исполнительных механизмов с переменным передаточным отношением является возможность достижения больших уси-лий зажима. Однако наибольшие усилия достигаются обычно лишь в узком диапазоне рабочих перемещений.
В связи с этим для обеспечения надежного удержания объектов манипулирования при широком диапазоне их размеров необходимо использовать в ЗУ исполнительные механизмы с постоянным передаточным механизмом (например, зубчато-реечные, винтовые, некоторые рычажные и др.) или предусматривать переналадку исполнительных механизмов с переменным пере¬даточным отношением (например, рычажного типа).
Конструктивно места крепления сменных ЗУ на кисти руки манипулято¬ра выполняют в виде фланца с центрирующей расточкой и крепежными резьбовыми отверстиями вокруг нее. Такая конструкция места крепления ЗУ является наиболее простой и универсальной
С целью унификации конструктивных элементов стандартизованы присоединительные размеры фланцевых мест крепления, а также диаметры ци¬линдрических хвостовиков ЗУ для ПР в машиностроении.
Грузоподъемность захватных устройств должна соответствовать одному из значений следующего ряда 0,63; 1,25; 2,5. 5, 10; 20; 40; 80; 160; 250, 500 и 1000 кг.
Клещевое командное ЗУ с рычажными передаточными механизмами.

Рис. 3. Клещевое командное ЗУ.
Широкое применение получили кле¬щевые командные ЗУ с рычажными передаточными механизмами, обеспе¬чивающими выигрыш в усилии за¬жима детали.
На рис. 3 показаны клещевые ЗУ с гидроприводом и системой лома¬ющихся рычагов, дающей значитель¬ное увеличение усилия зажима детали. В конструкциях, показанных на рис. 3, а, б, гидроцилиндр расположен между шарнирно закрепленными планками, связанными с рычажным механизмом. Зажимные губки сменные и крепятся к этим планкам. Путем смены губок обеспечивается захват детали за внутреннюю (рис. 3, а) или за наружную (рис. 3, б) поверхность. В ЗУ, показанном на рис. 3, в, одна из губок установлена на качающейся планке, угловое положение которой относительно рычага может регулиро¬ваться винтом, что позволяет изменять
взаимное расположение губок. На рис. 4, г приведена конструкция ЗУ, где для удержания детали исполь¬зуется усилие упругой деформации «пальцев».
Усилие зажима рассчитывается по формуле:
,
где m – масса объекта манипулирования;
g – ускорение свободного падения (g = 9,8 м/с2);
а – максимальное ускорение центра масс объекта манипулирования;
К1 – коэффициент, зависящий от положения заготовки по отношению к губкам схвата и направлению действия сил тяжести;
К2 – коэффициент запаса, равный 1,3 …2,0.
( по таб. 4,2 {6})

 

 

 

 

 

 

 

6. Выбор и описание накопительного устройства.
Вспомогательное оборудование включает в себя транспортно-накопительные устройства, обеспечивающие накопление определенного чис¬ла ориентированно расположенных заготовок на исходной позиции РТК; поштучная выдача заготовок в определенное место, где они захватываются ПР; транспортирование деталей внутри РТК с сохранением их ориентации и передача их на последующие участки; переориентация изделий между станка-ми РТК(при необходимости); хранение межоперационного задела и задела предназначенного для другого РТК. Транспортно-накопительные устройства не имеют, как правило, между собой информационных связей и получают команды от основного технологического оборудования и ПР. При выборе или разработке транспортно-накопительных устройств следует учитывать способ хранения и выдачи деталей, емкость накопителей, способ ориентации и комплектации заготовок на начальной позиции РТК. Необходимо обеспе-чивать сопряжение транспортной системы РТК с общезаводским и внутрице-ховым транспортом.
Требования к вспомогательному оборудованию определяются типом РТК; параметрами обрабатываемых деталей; типом и числом входящих РТК станков; серийностью выпуска и штучным временем обработки деталей на станках.
Типом РТК и входящих в его состав станков определяются: функции вспомогательного оборудования (хранение, непрерывное транспортирование, шаговая подача и т. д.); положение оси изделия при хранении и транспортировании; конструктивное исполнение вспомогательного оборудования (мага¬зин, тактовый стол, конвейер и др.).
Параметрами обрабатываемых деталей определяются формы и размеры ложементов (призмы, штыри, отверстия и т. д.) для установки деталей.
Серийностью и штучным временем обработки определяется вмести¬мость вспомогательных устройств.
Вспомогательное оборудование должно создаваться на базе унифицированных элементов для возможности его быстрой переналадки.
Тактовый стол предназначен для хранения запаса заготовок и подачи их в зону захвата ПР. Заготовку можно устанавливать непосредственно на пла-стину стола, если форма и размеры заготовки позволяют это сделать, либо на специальные приспособления-спутники, которые крепятся к пластинам. Го-товую деталь можно ставить на тактовый стол или в специальную тару. Так-товый стол подбирают исходя из габаритов и массы заготовок.
Тактовые столы представляют собой, как правило, разновидность пла-стинчатых замкнутых конвейеров в которых точность позиционирования из-делия обеспечивается жесткими упорами, фиксаторами, возвратно-поступательными механизмами. Для обеспечения точности позиционирова¬ния изделий на тактовом столе применяют элементы, обеспечивающие точ¬ное геометрическое замыкание, или создают силы трения, надежно удерживающие детали при максимальных ускорениях стола.
Тактовый стол СТ-350 предназначен для транспортировки деталей в зо¬ну схвата ПР. Допускается установка в вертикальном положении. Привод стола осуществляется асинхронным двигателем через коническую передачу и две зубчатые пары на звездочку, вращающую цепь с прикрепленными к ней

Технические характеристики стола и размеры пластин:
Габаритные размеры стола, мм: L - 3350, В - 950, Н - 700.. .850 Грузоподъемность одной пластины, кг 20
Число пластин, шт 12
Размеры пластин, мм:
Ах Б 350x382
lxb 350x350
Е 175
D 320±0,2

Схема управления тактовым столом обеспечивает ручное управ¬ление тумблером Т1 и автоматическое перемещение стола на шаг по сигналу робота. При подаче от ПР технологической команды записывается реле Р1 и замыкаются его контакты К11 записывается реле Р2 (магнитный пускатель), включаются контакты К2 и запускается двигатель Ml перевода позиции так-тового стола.

Схема управления тактовым столом
При подходе каретки тактового стола к точке позиционирования замы-кается предварительный датчик положения Д1, что включает реле РЗ. Замы-каются контакты К31, реле РЗ ставится на самопитание, и контакт КЗ 2, ко-торый подготавливает к работе цель ответа на технологическую команду. При достижении кареткой стола заданной позиции замыкается датчик поло¬жения Д2 и цель ответа. Получение роботом ответа о выполнении техноло¬гической команды автоматически снижает ее, что приводит к обесточиванию реле Р1, РЗ и после замыкания контактов К11, а затем К2 к остановке двига¬теля.

 

 

7. Компоновки РТК с различными видами станков, ПР и магазинов.
Комплекс мод. МРК40-202.
Предназначен для токарной обработки заготовок деталей типа фланцев массой до 40 кг.
ПР в составе комплекса осуществляет последовательную загрузку двух шпинделей станка: берет заготовку из тары на роликовом конвейере, уста-навливает ее в первый шпиндель; после обработки одной стороны заготовки ставит ее на позицию переориентирования и затем загружает во второй шпиндель, а обработанную деталь укладывает в тару. Робот оснащен двухпо-зиционным захватным устройством. ПР может также осуществлять парал-лельную загрузку шпинделей. Размеры обрабатываемой заготовки, мм;
диаметр...............100-250
высота..................30—160
Время цикла обработки заготовки,
мин.....3-12
1-ПР мод. М40П.05.01 портального типа; 2-двухшпиндепьный станок мод. МР-315 3-роликовый конвейер; 4-устройства управления ПР; 5- позиция переориентации.
Комплекс мод. РРТК-1.Д98.
Предназначен для автоматизации процесса токарной обработки загото¬вок деталей, типа фланцев массой до 40 кг
ПР в составе комплекса выполняет операции по загрузке станка заготов¬ками из специальной тары, установленной на тактовом столе. Робот снабжен двухпозиционным захватным устройством, позволяющим осуществить раз-грузку и загрузку станка последовательно путем поворота руки на 180°.
Размеры обрабатываемой заготовки, мм
диаметр............................до 400
длина.................................150
Производительность, шт/год.... 28800
Ожидаемый экономический эффект,
тыс. руб.........................................34420
1-ПР мод. СМ80Ц.25.03 портального типа;
2-токарный станок мод. Ш756ДФ398 с ЧПУ;
3-ограждение; 4- специальная тара;
5-тактовый стол; 6-устройства управления робота;
7-устройства ЧПЧ станка.
Кроме указанного оборудования комплекс может создаваться на базе токарного станка мод. 1П756Ф4, РТ724ФЗ.
Комплекс на базе промышленного робота мод. СМ40Ц.40.11 и станка мод. 1713.
Предназначен для токарной обработки заготовок деталей типа валов массой до 40 кг в условиях мелкосерийного, среднесерийного и крупносе¬рийного производства.
ПР в составе комплекса выполняет загрузку станка заготовками из кас¬сеты, выгрузку обработанных деталей и укладку их в ту же кассету. Размеры обрабатываемой заготовки, мм:
диаметр.....до 220
длина........700-1000
1-ПР мод. СМ40Ц.40.11 напольного типа;
2 - токарный многорезцовый станок
мод. 1713 (специальное исполнение);
3-кассета; 4-ограждение.
Комплекс на базе промышленного робота мод. СМ80Ц.48.11 и стан¬ка мод. 16К20ФЗ.
Предназначен для автоматизации процесса токарной обработки загото¬вок деталей, типа валов массой до 40 кг.
ПР осуществляет загрузку станка заготовками из магазина, разгрузку и укладку деталей в магазин.
Размеры обрабатываемой заготовки, мм:
диаметр.........................до 120
длина................................710
Основные показатели комплекса: Время цикла обработки заготовки,
мин.......................................5— 6
Производительность, шт/год ...до 40000 Ожидаемый экономический эффект, тыс. руб...........................................8
Повышение производительности оборудования,..................4%
Число высвобождаемых рабочих......................................1,2
1 - ПР мод. СМ80Ц.48.11 портального встроенного типа; 2— токарный станок мод. 16К20ФЗ с ЧПУ; 3 - магазин-накопитель.
Кроме указанного оборудования комплекс может создаваться на базе токарного станка мод. 16К20Т1.

Комплекс на базе промышленного робота мод. СМ40Ф2.80.01 и станков мод. 1713ФЗ.
Предназначен для токарной обработки заготовок деталей типа валов массой до 40 кг в условиях серийного многономенклатурного производства.
ПР в составе комплекса осуществляет загрузку и разгрузку деталей в та¬ру, межстаночное транспортирование, раскладку обработанных деталей в та¬ру в ориентированном виде. Комплекс снабжен системой светозащиты.
Размеры обрабатываемой заготовки, мм
Диаметр............до 100
длина..............700
1- ПР мод. СМ40Ф2.80.01 портального типа;
2-токарный станок мод. 1713ФЗ С ЧПУ; 3-магазин;4-система светозащиты; 5-устройства управления ПР.
Комплекс мод. АСВР-041.
Предназначен для автоматизации технологического процесса токарной обработки заготовок массой до 40 кг в условиях многономенклатурного се-рийного производства.
ПР в составе комплекса выполняет следующие операции загрузку стан-ков, выгрузку, межстаночное транспортирование, перебазирование и рас-кладку заготовок и деталей. Заготовки в магазине располагаются в ориенти-рованном виде. Робот осуществляет поиск деталей в магазине. Комплекс снабжен системой светозащиты.

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Циклограмма работы основных элементов выбранной компоновки.
Типовой рабочий цикл ПР IR-30E при смене заготовки на токарном станке с ЧПУ включает в себя следующие этапы: подвод руки ПР к патрону станка - захват обработанной детали - отвод руки в исходную точку - под¬вод руки к тактовому столу - опускание детали - захват очередной заготовки - подвод заготовки к патрону станка - освобождение заготовки после зажима ее в патроне - отвод руки в исходную точку - начало цикла обработки на станке.
Циклограмма последовательности работы механизмов и узлов оборудования, входящего в состав комплекса, является практически алгоритмом его работы и служит исходной информацией для создания системы управления всем участком. Следует отметить отсутствие необходимости включать в цик¬лограмму все механизмы комплекса, т.к. многие группы механизмов управ¬ляются самостоятельно от своих систем управления. Например, из всех ме¬ханизмов станка в циклограмму следует включить механизм зажима детали, привод главного движения, ограждение.
Работу позиционных ПР можно описать положением схвата в основных точках позиционирования, т.е. в точках зажима и разжима схвата .
Главная особенность циклограмм последовательности состоит в том, что она не временная, а потактовая. Каждый такт циклограммы отражает новое положение механизмов автоматической системы, при этом соблюдается строгая последовательность их срабатывания от такта к такту.
В общем случае время цикла работы РТК равно сумме времени работы станка и промышленного робота:
где
- неполное оперативное время для станков с ЧПУ;
t0 - основное время;
tMB.- машинно-вспомогательное время;
tnp - неперекрываемое время работы ПР.
В оптимальных вариантах часть элементов затрат времени перекрыва¬ются.
Машинно-вспомогательное время включает комплекс приемов, свя-занных с позиционированием, ускоренным перемещением рабочих органов станка, подводом инструмента вдоль оси в зону обработки и последующим отводом, автоматической сменой режущего инструмента путем поворота ре-вольверной головки (резцедержателя) или из инструментального магазина. Эти элементы времени зависят от скоростей перемещений рабочих органов и длины перемещений. При со¬ставлении программы управления следует учитывать возможность совмеще¬ния приемов и назначить такую последовательность выполнения переходов, чтобы машинно-вспомогательное время было минимальным.
Время работы станка по программе управления (время цикла обработки заготовки) равно неполному оперативному времени станка tоп.н..
Типовые циклограммы работы РТК рассматриваются для комплексов, включающих один, два или три станка и один ПР. Станки условно разделены на три типа: станки 1-го типа имеют неполное оперативное время, не пере-крывающее вспомогательное время загрузки-разгрузки их промышленными роботами; станки 2-го типа имеют неполное оперативное время, которое пе-рекрывает время загрузки (разгрузки) их промышленными роботами (станки типа ОЦ с автоматизированной загрузкой); станки 3-го типа имеют неполное оперативное время, частично перекрывающее вспомогательное время загруз-ки-разгрузки станка ПР (протяжные станки).
Для станков 1-го типа время работы подающего устройства перекрыва¬ется временем загрузки станка промышленным роботом.
Каждый рабочий цикл содержит:
1. время tp рабочих ходов, когда проводится обработка, контроль, сборка, т.е. те технологические воздействия, ради которых и создается данное обору-дование (это производительные затраты времени);
2. время tB не совмещенных вспомогательных ходов, когда технологиче¬ский процесс прерывается (это непроизвольно затраченное время, хотя за¬грузка и зажим обеспечивают необходимые условия для реализации техноло¬гии). Вспомогательных ходы, выполняемые автоматически действующими механизмами, является признаком оборудования с автоматическим рабочим циклом. В полуавтоматах, в которых отсутствует один или несколько меха-низмов вспомогательных ходов, эти функции выполняют вручную (как пра-вило, загрузка и зажим заготовок и съем изделий).

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы
1. Козырев Ю.Г. Промышленные роботы. Справочник. М.: Машино¬строение, 1983. 375с.
2. Канаев Е.М., Козырев Ю.Г. Промышленные роботы для металлоре¬жущих станков. М.: Высшая школа, 1987.65с.
3. Канаев Е.М., Козырев Ю.Г. Конструкции промышленных роботов. М.: Высшая школа, 1987.63с.
4. Промышленные роботы в машиностроении. Альбом схем и чертежей. Учеб. пособие для технических вузов. Ю.М. Соломенцев, К.П. Жуков, Ю.А. Павлов и др. М.: Машиностроение, 1986. 140с.
5. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Под ред. А.Г. Коси-ловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1986. 656с.




Комментарий:

Курсовая работа - отлично!


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы