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:
Разработка автоматизированного участка для обработки Штока

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

Цена:
0 руб



Подробное описание:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

 

 

 

 

 

Пояснительная записка
к курсовому проекту
по дисциплине «Автоматизация производственных процессов»
по теме:«Разработка автоматизированного участка
для обработки Штока»

 

 

 

 

Выполнил:
Проверил: преподаватель

 

 

 

 

 


Содержание

Техническое задание 3
Введение 5
1. Исходные данные (маршрут обработки детали) 6
2. Разработка планировки
2.1. Расчет режимов резания 7
2.2. Технологическое нормирование операций 8
2.3. Расчет количества оборудования 14
2.4. Выбор основного оборудования 15
2.5. Выбор вспомогательного оборудования 17
2.6. Разработка участка 19
3. Разработка циклограммы
3.1. Выбор и описание датчиков 20
3.2. Описание циклограммы 21
4. Разработка наладки для станка с ЧПУ 22
5.Разработка тактового стола
5.1. Выбор привода тактового стола 24
5.2. Принцип работы стола 25
5.3. Расчет привода 26

Список используемой литературы 28

ПРИЛОЖЕНИЕ.
Приложение 1: Изготавливаемая деталь (эскиз) 29
Приложение 2: Модель структуры, содежания 30

Графическая часть
1. Планировка участка
2. Циклограмма работы оборудования участка
3. Технологические наладки
4. Тактовый стол.

 


КАМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ
Руководитель курсового Зав. кафедрой АиИТ
проекта

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
на разработку курсового проекта
(наименование предмета разработки)
1. НАИМЕНОВАНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕИЯ
1.1. Наименование: Разработка автоматизированного участка по обработке штока
1.2. Краткая характеристика области применения
1.3. Данные о детали (сборочной единице) и (или) заготовке:
1.3.1. Данные об изготавливаемой (обрабатываемой, испытываемой, транспортируемой)
детали (сборочной единице) и ее название:
_____________________________Шток
1.3.2. Данные о заготовке:
Вид: прокат
Размеры: _____ мм
Материал: Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 ____________
Твердость: _200 НВ ¬_
Масса: _2 кг
1.3.3. Программа выпуска 1000
2. ЦЕЛЬ И НАЗНАЧЕНИЕ РАЗРАБОТКИ
2.1. Цель разработки Автоматизировать участок по обработке штока___________
2.2. Назначение разработки
3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
3.1. Производительность: 100 изделий в смену
3.2. Режим работы: непрерывный
3.3. Коэффициент загрузки оборудования:
3.4. Загрузка: автоматическая
(способ и вид (ручной, автомат.) загрузки)
3.5. Техпроцесс: токарная, шлифовальная обработка,__________________
между токарной и шлифовальной операциями производится термическая обработка
(описание работы по обработке детали с указанием параметров, рабочих
растворов)

3.6. Особые технические требования:
(особенности отдельных узлов, требования к условиям монтажа и т.д.)
1) максимальная загрузка оборудования
2) обеспечение заданной точности изготовления детали
3) обеспечение гибкости технологической системы
Требования техники безопасности, пожарной безопасности, промсанитарии: техника безопасности в соответствии с техникой безопасности цеха
3.7. Габаритные размеры, мм: 15000 х10000
(ориентировочные)
3.8. Энергоносители: электроэнергия, сжатое масло
3.8.1. Род тока: 3-х фазный переменный
3.8.2. Сжатый воздух:
3.8.3. Техническая вода:
3.8.4. Перегретая вода:
3.8.5. Пар:
3.9. Условия эксплуатации промышленные условия
(характеристика окружающей среды: влажность, агрессивность, запыленность)
3.10. Требования к пуску, регулированию работы и остановке:
автоматическая
(система пуска: ручная, автоматическая)
автоматическая
(система регулировки, блокирования и т.п.)
4. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
4.1. Годовой экономический эффект от внедрения ТО:
4.2. Другие показатели:

4.3. Срок окупаемости затрат:
4.4. Высвобождение ресурсов в натуральных показателях:
(численность обслуживающего персонала, экономия электроэнергии, газа и т.п.)
5. ПРИЛОЖЕНИЯ
5.1. Чертеж планировки участка.
5.2. Циклограмма работы оборудования участка.
5.3. Технологические наладки.
5.4. Чертеж накопителя заготовок.

 

 

 

 

 

Введение.

Автоматизация производственных процессов на основе внедрения роботизированных технологических комплексов и гибких производственных модулей, вспомогательного оборудования, транспортно-накопительных и контрольно-измерительных устройств, объединенных в гибкие производственные системы, управляемые от ЭВМ, является одной из стратегий ускорения научно-технического прогресса в машиностроении.
Система обеспечения функционирования ГПС – совокупность в общем случае взаимосвязанных автоматизированных систем, обеспечивающих проектирование изделий, технологическую подготовку их производства, управление гибкой производственной системой при помощи ЭВМ и автоматическое перемещение предметов производства и технологической оснастки.
При обработке деталей типа тел вращения основным оборудованием в ГПС являются токарные станки с ЧПУ. Оснащение этих станков системой автоматического разделения припуска, программами обработки фасок и выточек, а также многоместными инструментальными магазинами, имеющими автономный привод, и устройством торможения шпинделя, превращает их в токарные многоцелевые станки. Оснащение ЧПУ запоминающими устройствами большой емкости позволяет быстро переналаживать станок на другие программы, что снижает подготовительно-заключительное время.
Обеспечение полностью автоматического и автономного цикла работы токарных станков достигается установкой накопителей заготовок, организацией их автоматической загрузки и разгрузки, а также контроля за состоянием инструментов и размерного контроля.

1. Исходные данные для курсовой работы.

Исходные данные: Деталь: Шток.
Материал: Сталь 45Х ГОСТ 4543-71.
Размер партии: 100 шт.
Время изготовления: 1 смена.
Вес заготовки, кг: mз=2.
Вес детали, кг: mд=1,42.


Таблица 1.
Маршрут обработки детали.

№ Операция Установ Действия
005 Токарная 1 Подрезка торца (пов. 1)
Точение вала (пов. 2)
2 Подрезка торца (пов. 3)
Центрование
Точение вала (пов.2)
Фрезерование (пов. 4)
3 Сверление (пов.5)
Зенкерование (пов.5)
Нарезание резьбы (пов.5)
010 Шлифовальная 1 Шлифование (пов.2)


Чертеж детали с указанием размеров и поверхностей смотрите в приложении 1.

 

 

 

 

 

 

 

 


2. Разработка планировки

2.1. Расчет режимов резания.

При назначении элементов режимов резания учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.
Элементы режимов резания:
Глубина резания t: при черновой обработке назначают по возможности максимальную t, равную всему припуску на обработку или большей его части (75%); при чистовой обработке – в зависимости от требований точности размеров и шероховатости обработанной поверхности.
Подача s: при черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из жесткости и прочности системы СПИД, мощности привода станка, прочности твердосплавной пластинки и других ограничивающих факторов; при чистовой обработке – в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обработанной поверхности.
Подача на оборот (мм/об):
(1)
Где: So – табличное значение подачи;
Ki – поправочные коэффициенты на подачу в зависимости от предела прочности в или твердости НВ обрабатываемого материала, от глубины обработки Н от жесткости инструмента Ж.
Скорость резания v (м/мин): рассчитывают по формуле, установленной для каждого вида обработки, которая имеет общий вид:
(2)
где: Vтабл – табличное значение скорости резания;
Ki – поправочные коэффициенты на скорость резания в зависимости от предела прочности в или твердости НВ обрабатываемого материала, от состояния обрабатываемой поверхности П, от периода стойкости Т, от главного угла в плане , от марки твердого сплава ТС, от формы заточки инструмента, от глубины обработки Н, от ширины обработки В, от жесткости инструмента.
Число оборотов (об/мин) шпинделя определяется по формуле:
(3)
где: d – наибольший диаметр обрабатываемой детали;
v – скорость резания (м/мин);
Минутная подача (мм/мин) рассчитывается по формуле:
(4)
При фрезеровании:
(5)
Где: Sz – подача на зуб, мм/зуб;
Z – число зубьев фрезы;
Результаты расчетов сведем в таблицу 2.

Таблица 2
Результаты расчетов режимов резания.
Наименование действия Глубина резания t, мм Подача So, мм/об Скорость резания v,
м/мин Частота вращения n, об/мин
Подрезка торца (пов. 1,3) 2 0,14 231,62 1475
Подрезка торца (пов. 2) 1,74 0,14 263,2 1676
Фрезерование (пов. 4) 1,7 0,2 100,8 2005
Сверление (пов. 5) 0,49 21 223
Зенкерование (пов. 5) 0,5 50,2 500
Нарезание резьбы (пов. 5) 1,5 12 100
Центрование 0,04 17,5 1400


Чистовое шлифование (пов.2) 0,06 0,01 Vk, м/сек Vд, м/мин nд
35 45 286

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Технологическое нормирование операций.

Штучно-калькуляционное время:
, где
, - штучное время обработки детали;
tо – основное время на операцию;
tB - вспомогательное время;
tобс - время обслуживания рабочего места;
tп - время на личные потребности;
Тп-з – подготовительно-заключительное время на партию, мин;
nз – размер партии деталей, запускаемых в производство.

a. Основное время на операцию:
tо j – основное время на выполнение j-го перехода обработки элементарной поверхности: ,где
- длина обрабатываемой поверхности, мм;
- длина врезания и перебега инструмента, мм; - число рабочих ходов;
n - частота вращения заготовки или инструмента, об/мин;
SО - подача на один оборот, мм/об; SM - минутная подача, мм/мин.
Основное время является временем, затраченным на рабочие ходы инструмента. Еще к основному времени на операцию добавляется время холостых ходов. Для подвода инструмента из исходной точки к обрабатываемой поверхности оно примерно равно 0,03 мин.

b. Вспомогательное время:
Вспомогательное время, включающее время tв.у. на установку и снятие заготовки и вспомогательное время tм.в., связанное с выполнением вспомогательных ходов и перемещений при обработке поверхности.
Машинно-вспомогательное время включает комплекс приемов, связанных с позиционированием, ускоренным перемещением рабочих органов станка, подводом инструмента вдоль оси в зону обработки и последующим отводом, автоматической смены режущего инструмента путем поворота револьверной головки (резцедержателя) или из инструментального магазина.
Время на установку детали для токарного станка tв.у.=0,69 мин,
для шлифовального станка tв.у.=0,35 мин.
Машинно-вспомогательное время для токарных операций:
Время на одновременное перемещение рабочих органов станка по осям Z и Х, мин:
ускоренное (на длине 300 мм)
установочное
установочное (холостое) в зоне резания
на поворот револьверной головки на одну позицию

0,03
0,10
0,04
0,02
Итого 0,19

Машинно-вспомогательное время для фрезерных операций:
Время на одновременное перемещение крестового стола по осям Х и У (рабочих органов по осям Х, Y и Z), мин:
ускоренное (на длине100 мм)
установочное
на подвод инструмента в зоне резания по оси Z (Y)
на смену инструмента из магазина автоматическую (вручную)

0,04
0,10
0,03
0,10
Итого 0,27
Машинно-вспомогательное время для шлифования равно 0,5 мин.

c. Время обслуживания рабочего места и время на личные потребности назначается в процентах от оперативного времени tоп:

В состав работ по организационному обслуживанию рабочего места включены: осмотр, нагрев системы ЧПУ и гидросистемы, опробование оборудования, получение инструмента от мастера (наладчика) в течение смены, смазывание и очистка станка в течение смены, предъявление контролеру ОТК пробной детали, уборка станка и рабочего места по окончании работы. К техническому обслуживанию рабочего места относятся: смена затупившегося инструмента, коррекция инструмента на заданные размеры, регулирование и подналадка станка в течение смены, удаление стружки из зоны резания в процессе работы.
Оно принимается: tобс, п=10% tоп

d. Подготовительно-заключительное время Тп-з при обработке на станках с ЧПУ состоит из затрат времени Тп-з 1, Тп-з 2, учитывающих дополнительные работы, и времени Тп-з 3 на пробную обработку детали:

В затраты Тп-з1 включено время на получение наряда, чертежа, технологической документации на рабочем месте в начале работы и на сдачу в конце смены. Для всех станков с ЧПУ принята единая норма Тп-з1 = 12 мин.

Подготовительно-заключительное время Тп-з 2 для токарного станка:
Время, затрачиваемое на выполнение дополнительных работ, мин:
при переходе с центровых работ на патронные или наоборот
на установку одного резца в резцедержатель
-
1х7
Итого 7

Подготовительно-заключительное время Тп-з 2 для шлифовального станка:
Время, затрачиваемое на выполнение дополнительных работ, мин:
при переходе с центровых работ на патронные или наоборот
на установку одного резца в резцедержатель
-
1х1
Итого 1

Тп-з 3 определяется по таблице в зависимости от числа инструментов в наладке и числу контролируемых по диаметру поверхностей:
для токарного станка – 8,5 мин;
для шлифовального станка – 7,4 мин.
Подготовительно-заключительное время сведем в таблицу:
Таблица 3.
Подготовительно-заключительное время.
Операция Тп-з1 Тп-з 2 Тп-з 3 Тп-з
токарная 12 7 8,5 27,5
шлифовальная 12 1 7,4 20,4

 

 

005. Токарная операция.

Установ 1.
1) Подрезка торца (пов. 1).
мин
tO+tX.X.= 0,14 + 0,03 + 0,03 = 0,2 мин


2) Точение (пов. 2).
мин
tO+tX.X = 0,245 + 0,03 = 0,247 мин

 


= 0,447 мин
= 0,38 мин
+ = 0,447 + 0,69 + 0,38 = 1,792мин
Тшт = + = 1,792 + 0,1*1,792 = 1,971 мин

Установ 2.
1) Подрезка торца (пов. 3.).
мин
tO+tX.X.= 0,14 + 0,03 + 0,03 = 0,2 мин


2) Центрование.
мин

tO+tX.X.= 0,14 + 0,03 + 0,03 = 0,2мин


3) Фрезерование (пов. 4).
мин
tO+tX.X.= 0,045 + 0,03 + 0,03 = 0,105 мин

4) Точение (пов. 2)
мин
tO+tX.X = 0,245 + 0,03 = 0,247 мин

=0,822 мин
= 0,76 мин
+ = 0,822+ 0,69 + 0,76 = 2,397 мин
Тшт= + = 2,397 + 0,1*2,397 = 2,637 мин

Установ 3.
1) Сверление (пов. 5.).
мин
tO+tX.X.= 0,45 + 0,03 + 0,03 = 0,51 мин

 

2) Зенкерование (пов. 5)
мин
tO+tX.X.= 0,164 + 0,03+0,03 = 0,224 мин

3) Нарезание резьбы (пов.5)
мин

tO+tX.X.= 0,187 + 0,03 + 0,03 = 0,247мин


=0,981 мин
= 0,57 мин
+ = 0,981+ 0,69 + 0,57 = 2,241 мин
Тшт= + = 2,241 + 0,1*2,241 = 2,4651 мин


мин

010. Шлифовальная операция.

Установ 1.
1) Шлифование (пов. 2).
мин
tO+ tX.X. = 0,1 + 0,03 + 0,03 = 0,16 мин


= 0,16 мин
= 1 мин
+ = 0,16+ 0,35 + 1=1,51 мин
Тшт= + = 1,51+0,151=1,661 мин


мин


Результаты расчетов сведем в таблицу 4.
Таблица 4.
Результаты расчетов норм времени.

№ оп. Установ
Тву Тмв Твсп Топ Тшт Тп-з Тшт-к
005 1 0,447 0,69 0,38 1,07 1,792 1,971 27,5 7,349
2 0,822 0,69 0,76 1,45 2,397 2,637
3 0,981 0,69 0,57 1,26 2,241 2,465
010 1 0,16 0,35 1 1,35 1,51 1,661 20,4 1,865

 

 

 


2.3. Расчет количества оборудования.

Расчетное количество оборудования определяется по формуле:

F – фонд работы оборудования в смену, час: F = kсм∙8
kсм – количество рабочих смен в сутки;
8 – продолжительность рабочей смены, час;
N – размер партии, шт.

Расчет количества токарных станков:
Расчет количества шлифовальных станков:

Фактическое количество оборудования определяется путем округления расчетного количества оборудования в большую сторону.
Получается, что необходимо 2 токарных станка и 1 шлифовальный.

Коэффициент загрузки оборудования определяется как отношение расчетного количества оборудования к принятому:
токарных: Кз= ;
шлифовальных: Кз=0,39;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4. Выбор основного оборудования.

Выбор металлорежущего оборудования определяется конструктивно-технологическими особенностями обрабатываемого изделия, режимами резания.
Для токарной, фрезерной обработок выберем многоцелевой токарно-фрезерно-сверлильно-расточной станок с ЧПУ ИРТ180ПМФ4. Этот станок предназначен для комплексной патронной обработки сложных изделий в условиях гибкого автоматизированного производства. На нем можно выполнять операции точения, фрезерования плоскостей, криволинейных поверхностей и пазов сложной формы, сверления и растачивания отверстий на наружной цилиндрической и торцевой плоскостях, нарезание резьбы резцами и метчиками. Параметры станка приведены в таблице 5.
Таблица 5.
Характеристики многоцелевого станка ИРТ180ПМФ4.
Параметр Значение
Наибольший размер обрабатываемой детали, мм:
диаметр
длина
200
165
Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие в шпинделе, мм
50
Конус шпинделя по ГОСТ 12595-72 1-6м
Число индексируемых позиций револьверной головки, шт 12
Частота вращения шпинделя, об/мин 20-4000
Число инструментальных гнезд, шт 2*12
Число управляемых осей координат (в том числе одновременно), шт.
3(2)
Наибольшее перемещение подвижных узлов, мм:
ползуна (поперечное - Х )
саней (продольное - Z) 00000000--
225
200
Дискретность перемещений:
линейных (Х и Z)
угловых (С)
0,001
0,001°
Точность позиционирования, мкм :
по Х
по Z
0,016
0,02
Рабочие скорости:
по Х, мм/мин
по С, 1/мин
1-5000
0,01-16
Частота вращения приводного вала инструмента, 1/мин 40-4000
Установочные перемещения:
по Х, м/мин
по Z, м/мин
по С, м/мин
10
15
16
Наибольшее усилие резания по Х и Z, кН 4,6
Наибольший крутящий момент на шпинделе, Нм 630
Мощность привода главного движения, кВт 18,5-25
Мощность приводного вала инструмента, кВт 3,5-5,5
Масса станка с дополнительным оборудованием, кг 3000
Габаритные размеры станка 2751х2170х1650

Для шлифовальной обработки выбираем Круглошлифовальный полуавтомат повышенной точности с ЧПУ 3М150Ф2. Станок предназначен для наружного шлифования гладких и прерывистых цилиндрических поверхностей и пологих конусов методами продольного и врезного шлифования. На станке установлены приборы активного контроля размеров заготовки в процессе обработки; быстрое установочное перемещение, непрерывная и периодическая подача шлифовальной бабки осуществляются гидравлически. Класс точности станка П. Его характеристики приведены в табл. 6
Таблица 6.
Технические характеристики круглошлифовального полуавтомата
с ЧПУ 3М150Ф2.
Параметр Значение
Наибольший размер обрабатываемой детали, мм:
диаметр
длина
140
500
Число оборотов шпинделя изделия, в мин 80-800
Число скоростей патрона передней бабки 6
Размер шлифовального круга, мм 400*50*203
Наибольший угол поворота стола, °. ±6
Число управляемых осей координат (всего/одновременно) 2/1
Пределы подач по осям координат, мм/мин:
поперечное
продольное
0,1-2
100-400
Число подач. бесступенчатое регулирование
Скорость быстрого перемещения по осям, мм/мин:
Х
Z
1000
4000
Наибольшая длина перемещения по осям, мм:
Х
Z
140
500
Дискретность отсчета по осям координат, мм:
Х
Z
0,001
0,01
Мощность эл. двигателя главного привода движения, кВт. 5,5
Габариты (длина*ширина*высота), мм. 2500*2500*1600
Вес, кГ 3500
Класс точности. П

2.5. Выбор вспомогательного оборудования.

Вспомогательное оборудование необходимо для выполнения работ не связанных с обработкой детали, например, перемещение заготовки от одного станка к другому, транспортировка заготовок и готовых деталей. К вспомогательному оборудованию относятся: промышленные роботы, накопители, конвейеры, тележки.
К вспомогательному оборудованию данного гибкого автоматизированного участка относятся:
• ПР Циклон -5;
• Тактовый стол – накопитель;
• Портальный робот УМ160Ф2.81.01;
• Конвеер-накопитель.
ПР осуществляет снятие заготовки с тактового стола-накопителя и установку её в патрон станка, переустановку деталей, а также снятие обработанной на станке детали и укладку её в секцию того же тактового стола.
Технические характеристики ПР УМ160Ф2.81.01 приведены в таблице 7.
Таблица 7.
Технические характеристики ПР УМ160Ф2.81.01
Наименование Значение
Грузоподъемность, кг 160
Число степеней подвижности 4
Погрешность позиционирования, мм ±0,5
Перемещения:
продольное каретки, мм
горизонтальное руки, мм
вертикальное руки, мм
качание звеньев руки в вертикальной плоскости, град
поворот кисти руки вокруг продольной оси, град
12000
2560
1200
90
180
Скорости:
перемещения каретки, м/с
горизонтальное перемещение руки, м/с
качание звеньев руки, град/с
поворот кисти руки, град/с
1,2
1,8
30
90
Число захватных устройств 1
Масса манипулятора, кг 6500

ПР Циклон-5 обеспечивает загрузку шлифовальных станков заготовками, а также транспортировку обработанных деталей из рабочей зоны станка с последующей укладкой их на палету. Заготовки и детали на паллете располагаются в ориентированном виде.
Тактовый стол исполняет функцию накопителя и необходим для позиционирования паллеты с заготовками с последующим снятием заготовок с тактового стола-накопителя роботом и установку их в патрон станка, а также снятие обработанной на станке детали и укладку её в секцию того же тактового стола. Столы расположены перед каждым станком и могут позиционировать одну палету. Столы представляют собой сварное основание с металлической столешницей.
Секция конвейера предназначена для перемещения паллет с заготовками с тележки (она их берет на заготовительном участке) в рабочую зону робота. Конвейер работает следующим образом: при поступлении паллеты в загрузочную секцию срабатывает датчик наличия палеты, при его срабатывании включается конвейер и осуществляется перемещение палеты в рабочую зону робота, где срабатывает датчик о наличии палеты в рабочей зоне робота, по его сигналу выключается конвейер и робот может забирать заготовки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.6. Разработка участка

При разработке участка необходимо учитывать следующие требования:
a. выполнение техпроцесса;
b. компактность расстановки оборудования;
c. оптимальное количество вспомогательного оборудования;
d. связывание с транспортными системами.

Участок состоит из трех станков: двух токарных центров и одного круглошлифовального полуавтомата, которые обслуживаются двумя типами роботов: ПР УМ160Ф2.81.01( токарные станки) и ПР Циклон-5 (шлифовальные станки). Паллеты с заготовками подаются на тактовый стол, стоящий перед токарными станками, с которого робот снимает заготовки, и переносит их на обработку на соответствующие станки. Пока идет обработка на первом станке робот загружает второй станок следующей заготовкой с палеты. Когда первый станок закончит работу, то робот переустанавливает деталь на нем. В это время заканчивается обработка на втором станке и робот переустанавливает деталь на нем. По окончании обработки третьего установа на первом станке, робот снимает деталь и переносит её на паллету, с которой берет новую заготовку и устанавливает её на первый станок. Тоже самое происходит на втором станке и цикл повторяется. После окончания обработки всех заготовок на палете, подъезжает тележка и перевозит паллету на термо-обработку, откуда возвращает на конвейер-накопитель, стоящий между токарным и шлифовальным станками. При попадании паллеты на загрузочную секцию конвейера, он перемещает её в рабочую зону робота, где робот снимает заготовку с паллеты, и переносит её на станок. После обработки деталь перемещается роботом обратно на палету, где хранится до тех пор, пока не закончится обработка всех заготовок на палете. После окончания обработки всех заготовок на палете, конвейер перемещает палету в зону загрузки конвейера, откуда её забирает тележка.

 

 

 

 

 


3. Разработка циклограммы
3.1. Описание датчиков.

Для управления оборудованием необходимо на участке расставить датчики. Тип и количество датчиков определяется типом используемого оборудования.
На тактовом столе 4 устанавливается три датчика: наличие паллеты на столе(S1, S20, S31) , вкл./выкл. привода перемещения по оси Х(S18, S21, S32) и по оси Y(S19, S22, S33). Датчики вкл./выкл. двигателей привода это бесконтактные путевые датчики. Датчик наличия паллеты есть фотоэлектрический выключатель.
На токарных станках и шлифовальном стоят по 4 датчика: вкл./выкл. привода станка (S10, S14, S37), зажим(S7, S11, S35)/разжим(S8, S12, S36) патрона, наличие заготовки в шпинделе станка (S9, S13, S34). Датчик вкл./выкл. шпинделя аналогичен датчику вкл./выкл. привода позиционирования тактового стола. Датчики на зажим/разжим патрона есть электроконтактные путевые датчики по одному на каждое крайне положение штока. Наличие заготовки в шпинделе станка определяется оптопарой (луч от светодиода при появлении объекта отражается и направляется в окно фотоприемника, вследствие чего появляется электрический сигнал).
На промышленном роботе установлены 8 датчиков: наличия заготовки в руке робота (S6, S23), зажим(S5, S24)/разжим(S4, S25) захватного устройства, положение робота в зоне накопителя(S15, S26), положение робота в зоне станка(S16, S17, S38), положение робота ПР Циклон в зоне накопителей(S27, S28), поворота кисти руки робота влево(S3, S30), поворота кисти руки робота вправо(S2, S29). Датчики наличия заготовки в руке робота – измерительная головка с датчиком касания, срабатывающим при замыкании электрических контактов. Датчики зажима/разжима ЗУ аналогичны датчикам зажима/разжима патрона токарного станка. Положение робота определяется с помощью магнитных датчиков линейного перемещения, работающих на индуктивном принципе взаимодействия измерительной головки со шкалой-рейкой. Датчики поворота кисти руки робота аналогичны датчику зажима/разжима патрона токарного станка, они расположены в крайних положениях штока пневмоцилиндра.

 

 

 

 

 

3.2. Описание циклограммы

Для проверки обеспечения корректной работы транспортной системы и взаимодействия всего оборудования в пределах гибкого автоматизированного участка необходимо построение циклограммы. Рассматриваю построение циклограммы для шлифовальной операций.
Порядок следования заготовки:
Робот перемещается в зону накопителя(S1),происходит разжим(S4) ЗУ робота и подход его к заготовке на паллете. Происходит зажим(S5) заготовки ЗУ робота и проверка зажима(S6), робот перемещается в зону станка 1(S16). По наличии в патроне станка заготовки(S9), происходит зажим её в патроне(S7), робот разжимает ЗУ(S4) и перемещается в зону накопителя(S1), в это время включается гл. привод станка 1(S10). Транспортировка заготовки на второй станок осуществляется также как и на первый.
После окончания работы первого станка робот перемещается к нему(S16), разжимает ЗУ(S4), подходит к заготовке и зажимает её(S5), проверяет зажим(S6). После патрон станка разжимается(S8), робот отводит её, переворачивает(влево S3), заводит в патрон, который проверяет наличие(S9) и зажимает заготовку, робот разжимает ЗУ и перемещается ко второму станку(по окончании на нем работы ) переустанавливать заготовку на нем (переустанов аналогичен переустанову на первом станке).
После окончания обработки третьего установа на первом станке робот перемещается к нему(S16), разжимает ЗУ(S4), подходит к заготовке и зажимает её(S3), проверяет зажим(S6). После патрон станка разжимается(S8), робот перемещается в зону накопителя(S1), ложит деталь на паллету, разжимает ЗУ(S4), зажимает новую заготовку(S5), далее установ происходит также как и установ первой заготовки. После окончания обработки третьего установа на втором станке снятие детали и установ новой заготовки происходит также как на первом станке. Таким образом цикл замыкается.
На основе циклограммы при знании времени срабатывании датчиков, времени автоматической обработки на станках и продолжительности всех действий (зажим патрона, перемещения робота и др.) составляется программа для перемещений робота.

 

 

 

 


4. Разработка наладки

Для написания программы для станка с ЧПУ необходим эскиз того участка детали, где происходит обработка с указанием систем координат станка, приспособления, инструмента и его ходов. При проектировании наладок необходимо выбирать рабочие и холостые ходы инструмента так, чтобы время на их совершение было минимальным и обработка проходила с заданной точностью и шероховатостью.
Выбор систем координат детали и инструмента производится согласно удобства программирования. Начало системы координат токарного и круглошлифовального станков находятся в точке пересечения оси шпинделя с плоскостью, проходящей через правый торец шпинделя. Системы координат детали выбираются по той поверхности, относительно которой задается большое количество размеров, т.к. пересчеты дают дополнительные погрешности. Переход из начала системы координат станка в начал системы координат детали происходит в кадре программы при помощи функции G92. Для токарного и шлифовального станков работа идет в системе координат ХОZ. Все размеры по оси Х задаются в диаметрах. Применение различных инструментов учитывается с помощью коррекции.
В структуре кадра запись идет последовательно, следующим образом:
1. номер кадра (Nxx)
2. подготовительная функция (Gxx)
3. размерные перемещения (Xnn,Ynn,Znn)
4. подача, скорость (Fnn, Snn)
5. вспомогательная функция (Mxx)
6. конец кадра LF

Некоторые подготовительные функции приведены в таблице 8.
Таблица 8.
Подготовительные функции.
Код функции Назначение
G01 Линейная интерполяция
G02 Круговая интерполяция по часовой стрелке
G03 Круговая интерполяция против часовой стрелки
G40 Отмена коррекции
G41 Инструмент находится слева
G42 Инструмент находится справа
G60 Точное позиционирование
G61 Среднеточное позиционирование
G70 Черновая обточка контура
G71 Чистовая обточка контура
G80 Отмена постоянного цикла
G81 Сверление без задержки в конце
G82 Сверление с задержки в конце
G90 Абсолютная система координат
G91 Относительная система координат
G92 Переход из системы координат станка в систему координат детали
G94 Подача в мм/мин
G95 Подача в мм/об
G96 Скорость в м/мин
G97 Отмена G96 вращение шпинделя в об/мин
Функции G41-G44 используются при работе с коррекцией на радиус фрезы. Функции G17-G19 применяются только при круговой интерполяции. При включении у ЧПУ автоматически устанавливается функция "G01".
Большая часть вспомогательных функций различна для разных стоек ЧПУ.
В таблице 10 приведены некоторые вспомогательные функции.
Таблица 10.
Вспомогательные функции.
Код функции Наименование
М00 Останов шпинделя
М02 Конец программы
М03 Вращение шпинделя по часовой стрелке
М04 Вращение шпинделя против часовой стрелки
М06 Смена инструмента
М08 Включить охлаждение
М09 Выключить охлаждение
М10 Зажим приспособления
М11 Разжим приспособления
М12 Вращение инструмента
М60 Смена заготовки

 

 

 

 

 

 

5.Разработка тактового стола.
5.1. Выбор привода тактового стола.

Выбор привода тактового стола зависит от технических требований предъявляемых к тактовому столу: от формы, размеров и массы позиционируемой паллеты с заготовками. Так как позиционирование происходит на довольно большие расстояния применение пневмо и гидроцилиндров не рационально. Таким образом необходимо использовать электродвигатель, для понижения оборотов выходного вала двигателя используется редуктор и зубчатые передачи.
Выбираем следующий вид привода стола:

 


1- зубчатая передача (колесо-рейка,
которая крепится на подвижной части
стола)
2- упругая муфта.
3- электродвигатель.
4- червячный редуктор.

 

 

 

 

 

 

5.2. Принцип работы стола

Тактовый стол позиционирует паллету по двум координатам, поэтому используется два одинаковых привода по каждой координате. Использование двух двигателей обусловлено более простой конструкцией стола, а отсюда и его большей надежностью, а также более простым управлением позиционирования станка. Приведем описание работы стола по одной из координат (см. графическая часть, лист 4)
По направляющим 1 перемещается каретка 2, привод которой содержит двигатель 3 и червячный редуктор 4, на выходном валу которого установлено зубчатое колесо 5. Оно находится в зацеплении с рейкой 6. По необходимости каретка перемещается на один шаг, величина которого зависит от установленного на столе.
Управление перемещением каретки осуществляется устройством автоматики по командам от конечных выключателей, на которые воздействуют упоры, установленные в пазах линейки.
Скорость перемещения стола составляет 1,8 м/мин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3. Расчет привода.

Расчет привода состоит из кинематического расчета привода, выбора двигателя, определения передаточных отношений.
Выбор двигателя очень важен так как он является одним из основных элементов машинного агрегата. Для привода данного стола выберем асинхронный короткозамкнутый двигатель серии 4А, т.к. эти двигатели наиболее универсальны и могут работать в тяжелых условиях.

Для расчета необходимо знать массу стола с палетой и заготовками:
m= mст+mпал+mприспособ+mзаг
mст = 150кг.- масса стола
mпал= *V=7.8*50*63*6= 147кг – масса паллеты
mприспособ=36*0,32 =11,52 кг.
mзаг =30*1,6=48 кг.
На паллету габаритами 500*630 мм можно положить: nоб=6*5=30
В один ряд: заготовок.
Количество рядов:
Для укладки 30 заготовок необходимо 36 призм.
Тогда m = 48+11,52+147,42+150=357кг



По закону Ньютона:
ma = F - Fтр

Тогда F = ma + Fтр=m*a + f*N = m*a + f*m*g

a= dv/dt 0.015 м/с2
Коэф. трения f = 0,44

F = 357*0.015 + 0,44*357*9,8=5,355+ 1539,384 = 1544,48 Н.
Определим требуемую мощность машины:
Pрм= F*v = 2,78 кВт.
Определим КПД привода:
 = зп *оп *м *пк *пс = 0,699
зп = 0,75 -КПД закрытой передачи(редуктора).
оп = 1 -КПД открытой передачи.
м = 0,98 -КПД муфты.
пк = 0,995*0,995 – потери на подшипниках качения в редукторе(2 подшипника).
пс= 0,99 - потери на подшипниках скольжения.
Определим требуемую мощность двигателя:
Pдв = Ррм/ = 2,78/0,699 = 3,978 кВт.

По таблице выбираем двигатель с соответствующей мощностью: 4А132М8У3 с номинальной частотой nном=720 об/мин.

Частота вращения выходного вала: nвв=

Передаточное число червячного редуктора: u =
Таким образом, выбираем двигатель 4А132М8У3 и червячный редуктор с передаточным числом u = 63.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Список используемой литературы


1. Справочник технолога машиностроителя в двух томах. Под ред. Косиловой А.Г., Мещерекова Р.К., М.: «Машиностроение» 1981.
2. Справочник технолога-машиностроителя. Под ред. Анурьева В.И.: В 3-х томах. М.: «Машиностроение» 1992.
3. Промышленные роботы в машиностроении. Альбом схем и чертежей. Под ред. Соломенцева Ю.М., М.: «Машиностроение» 1987.
4. РТК и ГПС в машиностроении. Альбом схем и чертежей. Под ред. Соломенцева Ю.М., М.: «Машиностроение» 1989.
5. Малов А.Н., Иванов Ю.В. Основы автоматики и автоматизация производственных процессов. М.: «Машиностроение», 1974.
6. Пневматические устройства и системы в машиностроении. Под ред. Герц Е.В. М.: «Машиностроение», 1981.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ.

Приложение 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 2.


1. Модель структуры

 

ТП1
Оп.1.1 Оп.1.2
Уст.1.1.1 Уст. 1.1.2 Уст.1.1.3 Уст. 1.2.1

Поз
1.1.1.1 Поз
1.1.1.2 Поз
1.1.2.1 Поз. 1.1.2.2 Поз. 1.1.2.3 Поз. 1.1.2.4 Поз. 1.1.3.1 Поз.
1.1.3.2 Поз.
1.1.3.3. Поз.
1.2.1.1
Пер. 1.1.1.1.1 Пер. 1.1.1.2.1 Пер.
1.1.2.1.1 Пер. 1.1.2.1.2 Пер. 1.1.2.2.1 Пер. 1.1.2.3.1 Пер. 1.1.2.4.1 Пер. 1.1.3.1.1 Пер.
1.1.3.2.1 Пер.
1.1.3.3.1 Пер.
1.2.1.1.1

 

 

 

 

 

 

2. Модель содержания

Технологический процесс 1.

Поступление Трансп–ка На склад

ОП 1.1. ОП 1.2.

Операция 1.1.

Зажим заготовки Переустановка Переустановка Снятие

Установ
1.1.1. Установ 1.1.2. Установ 1.1.3.


Установ 1.1.2.

Подвод блока инструментов Смена инструмента Смена инструмента Смена инструмента Отвод блока инструментов

Позиция
1.1.2.1. Позиция
1.1.2.2. Позиция
1.1.2.3. Позиция
1.1.2.4.

Позиция 1.1.2.1.

Подвод инструмента Подвод инструмента Отвод инструмента

Переход
1.1.2.1.1. Переход
1.1.2.1.2.

 




Комментарий:

Курсовая работа - отлично!


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы