Контрольная работа по: «Технологические процессы автоматизированного производства»

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Волгоградский государственный технический университет»

Кафедра «Технология машиностроения»

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа по дисциплине:

«Технологические процессы автоматизированного производства»

Вариант № 09

 

 

 

 

 

                                                              Выполнил студент гр. ЭТЗ-331с

                               Черненко С.А.

                                                          № зачётной книжки: 20101509

                                                         Проверил:________________                       

 

                       

 

 

 

Волгоград 2013 

 

 

Содержание

 

1. Выбор основного технологического  оборудования.

2. Составление компоновочной  схемы ГПС.

3. Составление алгоритма работы ПР  и циклограмму  работы ГПС.

4. Анализ и оптимизация работы ГПС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Выбор основного технологического оборудования.

 

При построении технологического процесса и выборе станочного оборудования (габариты рабочего пространства, число управляемых координат, мощность привода и др.) необходимо стремиться к минимуму и достаточности вкладываемых средств в затраты на производство.

В нашем случае выбираем метод обработки - патронно-центровой.

По таблице 1 выбираем станки, относящийся к группе 3В полуавтомат токарный центровой с ЧПУ 1720ПФ30

Станки модели 1720ПФ30 предназначены для токарной обработки наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилем, а также для нарезания резьб в автоматическом режиме по управляющей программе

Характеристики станка 1720ПФ30

Длина, мм 3795, 4045, 4545 
Ширина, мм 1515 
Высота, мм 1800 
Класс точности станка по ГОСТ 8-82, ( Н, П, В, А, С ) 
Мощность двигателя главного движения, кВт 19 
Масса станка, кг 4 900 
Тип УЧПУ и емкость инструментального магазина УЧПУ 
Частота вращения шпинделя min/max, об/мин 25/3 150 
Диаметр детали над суппортом, мм 320 
Диаметр обрабатываемой детали над станиной, мм 400 
Длина обрабатываемой детали, мм 750, 1000, 1500

Применение патронно-центровых токарных станков с ЧПУ повышает универсальность ГПС вследствие широкой номенклатуры обрабатываемых деталей, но в то же время увеличивает габариты ГПС, а следовательно, и производственные площади.

 

2. Составление  компоновочной схемы ГПС

 

Роботизированный технологический комплекс (РТК) мод. М20П.40.01 предназначен для токарной (патронной и центровой) обработки деталей типа тел вращения массой до 20 кг. Загрузку-разгрузку и переустановку деталей осуществляет однозахватный ПР М20П40.01. В состав РТК входят два станка 1720ПФ30, выполняющих черновую и чистовую обработку деталей и накопитель для деталей и заготовок — тактовый стол. Общий вид РТК представлен на рис. 1.

Тактовый стол исполняет функцию накопителя 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. Выбираем тактовый стол типа СТ220.

Технические характеристики тактового стола СТ220

 

 

Габаритные размеры, мм:

длина: 3000

ширина: 650

Скорость перемещения: 0.25 м/с.

Технические характеристики тележки ОМ9973

 

 

1.     Грузоподъёмность, кг…250

2.     Скорость перемещения, м/мин:

Минимальная…4

Номинальная…80

Максимальная…140

3.     Скорость выдвижения стола, м/мин…8

4.     Скорость подъёма стола, м/мин…4

5.     Количество телескопических стволов, шт…1

6.     Высота выдвижной части стола, мм…100

7.     Ширина стола, мм…550

8.     Ход стола, мм:

подъём…50

выдвижение…925

9.     Габаритные размеры (без учёта мачты питания), мм:

длина…1900

ширина…990

высота…1180

10.                       Масса, кг…800

 

 

     Транспортировка  заготовок-деталей производится  с помощью тележки, которая перевозит  заготовки-детали на паллетах. В  качестве тележки выбираем автоматическую рельсовую транспортную тележку типа ОМ9973. Она предназначена для передачи паллеты с заготовкой-деталями с приемно-выдающей секции склада-стеллажа на приемно-передаточные столы станков и обратно.

 

 

Рис.1 Роботизированный технологический комплекс мод. М20П.40.01

Рис.2: Промышленный робот ПР М20П.40.01

Промышленный робот с ЧПУ М20П.40.01 предназначен для автоматизации установки-снятия заготовок и деталей, смены инструментов и других вспомогательных операций при обслуживании станков с ЧПУ. Устройство данного типа может обслуживать один или два станка и образовывать вместе с накопительными и транспортными устройствами гибкий производственный обрабатывающий комплекс, предназначенный для продолжительной работы без участия оператора.

Промышленный робот состоит из станины манипулятора 1, сменных схватов 2 (исполнения С01, ..., С05 и С07) и устройства ЧПУ, выполненного в виде автономной стойки 3. Манипулятор ПР включает в себя следующие сборочные единицы, некоторые из которых могут быть различного исполнения: механизм поворота 4; механизм подъема и опускания 5; механизм выдвижения руки 6 (базовое, 01 и 02 исполнения); балансир 7; блок поворота (кисть руки) 8 (исполнения 1 или 2); блок подготовки воздуха.

Устройство ЧПУ позиционного типа обеспечивает управление перемещениями руки в цилиндрической системе координат, цикловое управление движениями кисти и зажимом-разжимом схвата, а также подачу команд пуска циклов работы станков, другого технологического оборудования и приема ответных команд после выполнения этих циклов.

Типовой рабочий цикл ПР 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 — подвод 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.[4]

Техническая характеристика
1. Номинальная  грузоподъёмность, кг	20
2. Число степеней  подвижности	5
3. Наибольшие линейные  перемещения, мм:
по вертикальной оси	500
по горизонтальной оси (L3)	500;
	800;
	1100
4. Наибольшее угловое  перемещение, град:
руки относительно вертикальной оси	300
кисти относительно продольной оси	90; +180
кисти относительно поперечной оси	±3,5
5. Диапазон скорости  линейных перемещений, м/с:
по вертикальной оси	0,005…0,5
по горизонтальной оси	0,008…1,0
6. Диапазон скорости  угловых перемещений, град/с:
руки относительно вертикальной оси	60
кисти относительно продольной оси	60
кисти относительно поперечной оси	30
7. Наибольшая абсолютная  ошибка позиционирования, мм	±1
8. Усилие зажима  схвата, Н	350; 500
9. Время зажима-разжима, с	2
10. Диапазон размеров, захватываемых деталей по наружному диаметру, мм	50…268

 

 

 

3. Составление алгоритма работы ПР  и циклограмму  работы ГПС

ГПС состоит из двух станков (CI и С2), робота, тактового стола (ТС – для заготовок и для готовых деталей). Эскиз детали - представителя, обрабатываемой в ГПС, приведен на рис.4. Размеры детали: D = 60-65 мм; L = 250-270 мм, вес G <= 16 кг. Маршрут обработки детали состоит из двух операций, время первой – 2.8 мин, второй - 2.9 мин.

 

Таблица №1 Алгоритм работы ПР в установившемся режиме работы.

 

Номер перехода	Наименование перехода	Координаты			Время выполнения перехода, с
		φ	r	z
1.	Захват заготовки	φ0	r1	z0
2.	Подъём			z1
3.	Поворот к станку№1	φ1
4.	Ход в рабочую зону станка.		r2
5.	Установка заготовки
6.	Захват детали
7.	Ход в транспортное положение		r1
8.	Поворот к станку №2	φ2
9.	Ход в рабочую зону станка.		r2
10.	Установка детали
11.	Захват детали
12.	Ход в транспортное положение		r1
13.	Поворот к тактовому столу	φ0
14.	Опускание детали			z0

 

 

Рисунок 3. Анализ схемы ГПС.

 

 

Рисунок 4. Эскиз детали представителя

 

Алгоритм представляет собой перечень последовательно выполняемых ПР переходов с указанием координат схвата (φ, r, и z) в конце каждого перехода и времени выполнения перехода. Круговая координата φ показывает положение элементов ГПС: φ 0 – тактовый стол с заготовками и деталями φ 1 - ставок C1; φ2 - станок С2. Координата r характеризует величину выдвижения руки ПР: r1 – рука вдвинута, робот находится в транспортном положении; r2 – рука выдвинута в рабочую зону станка. По координате z ПР опускается для захвата заготовки и установки детали в тару.

Циклограмма работы ПР представляет собой график перемещения его руки по координате φ в зависимости от времени t. Участок 1-2 на циклограмме соответствует захвату и поднятию заготовки (табл. 1), Переход 3 соответствует повороту к станку №1. На переходах 4-5 ПР входит в рабочую область станка и устанавливает заготовку в станок. После этого ПР простаивает в ожидании окончания обработки. На участке 6-7 ПР захватывает деталь и входит в транспортное положение. Далее следует поворот к станку №2 на участке 8. 9-10 соответствует ходу в рабочую область и установки детали. Пр простаивает в ожидании окончания обработки. Участок 11-12 соответствует захвату заготовки  и переходу в транспортное положение. На переходе 13 станок поворачивается к тактовому столу. 14 – опускание детали

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5. Циклограмма работы ПР.

 

По циклограмме определяем время цикла

Тц =