Курсовая с практикой на тему Автоматизация загрузки токарного станка с ЧПУ

Содержание:

Введение 3

1 Технологический раздел 5

1.1 Базовый технологический процесс 6

1.2 Проектный технологический процесс 6

1.3 Расчет типа производства 7

1.4 Описание станка 16А20Ф3С39 8

2 Конструкторский раздел 10

2.1 Обзор существующих компоновок 10

2.2 Выбор компоновки РТК 13

2.3 Выбор промышленного робота 14

3 Описание работы устройства 18

4 Разработка структурной схемы автоматизации 21

5 Расчет элементов устройства 22

Заключение 25

Список литературы 27

Введение:

Основным направлением развития машиностроения является увеличение выпуска продукции и рост ее качества при одновременном снижении трудовых затрат. Это обеспечивается путем совершенствования существующих и внедрения новых видов оборудования и технологических процессов, средств их механизации и автоматизации, а также улучшения организации и управления производством.

Работа над созданием и совершенствованием средств автоматизации должна развиваться в двух направлениях: создание средств автоматизации выпускаемого и действующего в настоящее время оборудования с целью повышения его эффективности; создание новых автоматизированных технологических комплексов, где увязаны вопросы повышения производительности, надежности, точности выполнения работ, а так же уровня автоматизации операций с необходимой и экономически оправданной гибкостью для быстрой переналадки с целью адаптации к изменяющимся производственным условиям.

В зависимости от вида и размеров заготовок существуют следующие способы их автоматической загрузки: 1) бунтовый (бухты проволоки); 2) прутковый для подачи прутков или труб длиной 3….6 м, а также их загрузки в линию досылки (в виде мерных прутков длиной 1…2 м); 3) магазинный для штучных заготовок (в самотёчных, полусамотёчных и принудительных магазинах); 4) поштучный или порционный бункерный для штучных заготовок (с помощью дисковых, карманчиковых, секторно-шиберных и других бункерных разгрузочных устройств); 5) непрерывный бункерный для мелких штучных заготовок (с помощью вибрационных бункерных загрузочных устройств); 6) с помощью автооперато ров (для мелких и средних штучных заготовок), промышленных роботов и манипуляторов (для средних и крупных заготовок).

Загрузку станка с ЧПУ разделяют на три действия:

Взять заготовку из лотка

Разместить её в приспособлении станка

Забрать и положить деталь в лоток

Использовать для этого человека – совершенно иррационально. Более того, если вы хотите задействовать станок в три смены, вам придётся нанять трех работников, а запросы по зарплате у них сейчас всё смелее и смелее. Рациональнее использовать средства автоматизации загрузки заготовок в автоматических линиях.

В данном курсовом проекта разрабатывается роботизированная система автоматизации загрузки станка с ЧПУ на примере детали «Ось».

Эффективность автоматизации за счет применения робототехники может быть достигнута только при комплексном подходе к созданию и внедрению промышленных роботов (ПР), обрабатывающего оборудования, средств управления, вспомогательных механизмов и устройств и т. п. Проводить значительный объем организационно-технологических мероприятий ради единичного внедрения ПР нерентабельно. Только расширенное применение ПР в составе сложных роботизированных систем будет оправдано технически, экономически и социально. По сравнению с традиционными средствами автоматизации применение ПР обеспечивает большую гибкость технических и организационных решений, снижение сроков комплектации и запуска в производство гибких автоматизированных систем. По предварительным данным, например, обеспечение автоматической установки и снятия деталей на станках с помощью ПР позволяет рабочему обслуживать от четырех до восьми металлорежущих станков. Тем самым промышленные роботы необходимо рассматривать и как важный фактор обеспечения многостаночного обслуживания, а значит, и экономии рабочей силы. 

Заключение:

РТК на основе станка модели 1716ПФ4 позволяет снизить время вспомогательных операций, тем самым, повысив производительность труда и эффективность производства. Повышая производительность труда, происходит снижение себестоимости детали, а, следовательно, и снижение цены детали. Так, применяя РТК для всех станков по технологическому процессу изготовления детали, достигают максимальной производительности и минимальной себестоимости изготовления детали. Кроме того, применяя такие автоматизированные системы, происходит замена тяжёлого ручного труда человека на функцию контроля за работой самого РТК, т. е. также происходит улучшение условий труда человека.

Автоматизация вспомогательных операций смены заготовок и деталей на станках с ЧПУ создаёт предпосылки для внедрения трудосберегающей («безлюдной») технологии, а также повышает их эффективность за счёт сокращения простоев станков между отдельными рабочими циклами. Многообразие компоновок станков ведёт к различию конструкций устройств автоматической смены заготовок (УАСЗ).

На многооперационных станках для обработки призматических деталей широко применяют многопозиционные загрузочные столы у которые позволяют во время обработки предыдущей детали установить следующую в непосредственной близости от рабочего места станка. Конструкция устройств автоматической смены заготовок проста, поперечное перемещение осуществляется стойкой станка, а стол имеет лишь одно продольное рабочее движение. У стола установлено дополнительное основание, по направляющим которого могут передвигаться салазки с двумя платформами. На одной из платформ устанавливается спутник с очередной заготовкой, вторая платформа готова к приёму спутника с обработанной деталью [29, 30].

После завершения всех операций на станке стол перемещается в позицию загрузки, в которой транспортные направляющие стола совпадают с направляющими свободной платформы. В шпиндель станка вместо инструмента вставляется специальная оправка с замком, соединяющим её с кронштейном спутника. Затем поперечным движением стойки спутник передвигается со стола на свободную платформу. После расцепления оправки каретка с платформами перемещается до крайнего положения, в котором вторая платформа с новым спутником окажется совмещённой с позицией стола станка. Оправка захватывает новый спутник и обратным движением стойки затаскивает его на рабочую позицию стола. Оправка в шпинделе заменяется на первый необходимый для работы режущий инструмент из магазина. Каретка разгружается спутником с готовой деталью, возвращается в исходное положение, и на неё устанавливается спутник со следующей на обработку заготовкой.

Двухместные УАСЗ могут широко варьироваться по компоновке и конструктивному оформлению. Многоместные УАСЗ выполняют также функции накопителей, создавая запас деталей для обработки иногда на полную рабочую смену. При этом станок частично превращается в автономно действующий модуль (технологический).

Фрагмент текста работы:

1.1 Базовый технологический процесс

Базовый технологический процесс обработки детали «Ось» представлен в таблице 1.

Таблица 1 – Базовый технологический процесс

1.2 Проектный технологический процесс

Проектный технологический процесс обработки детали «Ось задней балансирной подвески» представлен в таблице 2.

Таблица 2 – Проектный технологический процесс

1.3 Расчет типа производства

В зависимости от размеров производственной программы, характера производства и выпускаемой продукции, а также технических и экономических условий осуществления производственного процесса различают три основных типа производства: единичное, серийное и массовое. На первом этапе проектирования тип производства может быть определён в зависимости от массы детали и объёма выпуска.

Таблица 3 – Тип производства в зависимости от объема выпускаемой продукции

Так как масса детали составляет 15,3 кг, а годовой объём выпуска равен 850, то согласно таблице, данное производство относится к среднесерийному.

Количественной характеристикой типа производства является коэффициент закрепления операций Кз.о., который представляет собой отношение числа различных операций, подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест. Математически эта зависимость выражается следующей формулой:

Кз.о. = О/Р, где

О – число различных операций, шт.

Р – число рабочих мест, шт.

В соответствии с ГОСТ 3.1108—74 коэффициент закрепления операций составляет для среднесерийного производства 10 – 20.

Данный тип производства характеризуется:

а) универсальным, с ЧПУ и специализированным оборудованием;

б) нормальным и специальным режущим и измерительным инструментом;

в) применением приспособлений и частичной разметки;

г) внедрением полной и частичной взаимозаменяемости и до полного сокращения пригоночных работ;

д) нормативными припусками;

е) разрабатывается технологический процесс вплоть до отдельных элементов (операционный или маршрутно-операционный техпроцесс);

ж) наличием технического нормирования.

1.4 Описание станка 16А20Ф3С39

Станок токарный патронно-центровой с ЧПУ 16А20Ф3С39 предназначен для токарной обработки наружных и внутренних поверхностей заготовок типа тела вращения в один или несколько рабочих ходов в замкнутом полуавтоматическом цикле.

2 Конструкторский раздел

2.1 Обзор существующих компоновок

В общем случае в РТК входит следующее оборудование: основные и вспомогательные ПР, основное и вспомогательное (выполняющее транспортные функции, функции накопления и хранения заготовок) технологическое оборудование; специальное оборудование типа контрольно–измерительных устройств, установок для размагничивания, клеймения и т.д.; системы автоматики РТК.

Надежность функционирования РТК оценивают путем нахождения комплексного показателя надежности – коэффициента технического использования РТК, определяемого с учетом собственных простоев входящего в его состав основного и вспомогательного оборудования. Для РТК механической обработки коэффициент технического использования равен 0,8 – 0,85.

В РТК можно включить оборудование, работающее с полной автоматизацией цикла и требующее мало времени на переналадку. Оборудование должно обеспечивать высокий уровень концентрации и совмещения переходов обработки. Наиболее полно этим требованиям удовлетворяют станки с ЧПУ. Для повышения надежности РТК необходимо обеспечить автоматизацию контроля в процессе обработки, автоматизацию подачи смазочно-охлаждающих сред в зону резания, автоматическую смену инструмента. На станках должна быть предусмотрена надежная система дробления стружки и удаления ее активным или пассивным способом.

Компоновки и параметры рабочей зоны станков, конструкции приспособлений должны обеспечивать свободный доступ руки ПР для установки и снятия заготовки. Станки должны оснащаться вспомогательными приспособлениями, компенсирующие низкие технологические возможности существующих ПР: приспособлениями для предварительного базирования заготовки, для досылки заготовок до технологических баз приспособлений. Все перемещающиеся при работе узлы станков, связанные с функционированием ПР (пиноль задней бабки, суппорты, ограждения, устройства для предварительного базирования заготовок и т.п.), должны оснащаться датчиками, фиксирующими их конечное положение.