Разработка автоматизированного участка для обработки штока

Тактовый стол.dwg

наладки.dwg

M+1F0E0M+1F1EEM+1E220..
N03 G90 G00 x54 z0 LF
N02 G97 G94 T0101 S1475 F014 M03 LF
N01 G97 G94 T0202 S1676 F014 M03 LF
N02 G90 G00 x5006 z2 LF
N04 G82 z(-43) R2 LF
N02 T0303 S223 F049 M03 LF
N05 T0404 S500 F05 M03 LF
N08 T0505 S1096 M03 LF
N06 G82 z(-43) R2 M06 LF
N09 G84 z(-26) k15 D15 H015 LF
N02 G90 G00 x56 z7 LF
N01 T06 D06 S2005 F02 M03 LF

Курсовая по Елхову.pdf

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
(МАМИ)» УНИВЕРСИТЕТ МАШИНОСТРОЕНИЯ
КАФЕДРА «Технология машиностроения»
Курсовая работа по дисциплине:
«Проектирование технических комплексов»
«Разработка автоматизированного участка
для обработки Штока»
Студент: Николаев А.В.
Преподаватель: Елхов П.Е.
Исходные данные (маршрут обработки детали)
Разработка планировки
1. Расчет режимов резания
2. Технологическое нормирование операций
3. Расчет количества оборудования
4. Выбор основного оборудования
5. Выбор вспомогательного оборудования
6. Разработка участка
Разработка циклограммы
1. Выбор и описание датчиков
2. Описание циклограммы
Разработка наладки для станка с ЧПУ
Разработка тактового стола
1. Выбор привода тактового стола
2. Принцип работы стола
Список используемой литературы
Приложение 1: Изготавливаемая деталь (эскиз)
Приложение 2: Модель структуры содежания
Циклограмма работы оборудования участка
Технологические наладки
Автоматизация производственных процессов на основе внедрения
роботизированных технологических комплексов и гибких производственных
модулей вспомогательного оборудования транспортно-накопительных и
контрольно-измерительных
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
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.
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=142.
Маршрут обработки детали.
Подрезка торца (пов. 1)
Точение вала (пов. 2)
Подрезка торца (пов. 3)
Точение вала (пов.2)
Фрезерование (пов. 4)
Зенкерование (пов.5)
Нарезание резьбы (пов.5)
Чертеж детали с указанием размеров и поверхностей смотрите в приложении 1.
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 (ммоб):
SO SOтабл К Sв К SH К Sж
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 (ммин): рассчитывают по формуле установленной
для каждого вида обработки которая имеет общий вид:
v vтабл К vв К vn K vТ К v К vТС К v3 К vн K vВК vЖ
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
Число оборотов (обмин) шпинделя определяется по формуле:
где: d – наибольший диаметр обрабатываемой детали;
v – скорость резания (ммин);
Минутная подача (мммин) рассчитывается по формуле:
Где: Sz – подача на зуб ммзуб;
Z – число зубьев фрезы;
Результаты расчетов сведем в таблицу 2.
Результаты расчетов режимов резания.
Наименование действия
Подрезка торца (пов. 13)
Подрезка торца (пов. 2)
Зенкерование (пов. 5)
Нарезание резьбы (пов. 5)
Чистовое шлифование (пов.2)
2. Технологическое нормирование операций.
Штучно-калькуляционное время:
Т к tО t В tОБС t П
Tшт tO tB tобс tп - 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.
Основное время на операцию:
tо j – основное время на выполнение j-го перехода обработки элементарной
L - длина обрабатываемой поверхности мм;
n - частота вращения заготовки или инструмента обмин;
SО - подача на один оборот ммоб; SM - минутная подача мммин.
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 003 мин.
t B t в . у . t м .в .
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.=069 мин
для шлифовального станка tв.у.=035 мин.
Машинно-вспомогательное время для токарных операций:
Время на одновременное перемещение рабочих органов станка по
ускоренное (на длине 300 мм)
установочное (холостое) в зоне резания
на поворот револьверной головки на одну позицию
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)
на подвод инструмента в зоне резания по оси Z (Y)
на смену инструмента из магазина автоматическую (вручную)
Машинно-вспомогательное время для шлифования равно 05 мин.
Время обслуживания рабочего места и время на личные
потребности назначается в процентах от оперативного времени tоп:
t оп (t О t в. у. t м.в. )
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
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:
Т п з Т п з1 Т п з 2 Т п з 3
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
Подготовительно-заключительное время Тп-з 2 для шлифовального станка:
Тп-з 3 определяется по таблице в зависимости от числа инструментов в
наладке и числу контролируемых по диаметру поверхностей:
для токарного станка – 85 мин;
для шлифовального станка – 74 мин.
Подготовительно-заключительное время сведем в таблицу:
Подготовительно-заключительное время.
5. Токарная операция.
) Подрезка торца (пов. 1).
tO+tX.X.= 014 + 003 + 003 = 02 мин
tO+tX.X = 0245 + 003 = 0247 мин
= 0447 + 069 + 038 = 1792мин
Тшт = t оп + t обсп = 1792 + 01*1792 = 1971 мин
) Подрезка торца (пов. 3.).
tO+tX.X.= 014 + 003 + 003 = 02мин
) Фрезерование (пов. 4).
tO+tX.X.= 0045 + 003 + 003 = 0105 мин
= 0822+ 069 + 076 = 2397 мин
Тшт= t оп + t обсп = 2397 + 01*2397 = 2637 мин
) Сверление (пов. 5.).
tO+tX.X.= 045 + 003 + 003 = 051 мин
) Зенкерование (пов. 5)
tO+tX.X.= 0164 + 003+003 = 0224 мин
) Нарезание резьбы (пов.5)
tO+tX.X.= 0187 + 003 + 003 = 0247мин
= 0981+ 069 + 057 = 2241 мин
Тшт= t оп + t обсп = 2241 + 01*2241 = 24651 мин
0. Шлифовальная операция.
) Шлифование (пов. 2).
tO+ tX.X. = 01 + 003 + 003 = 016 мин
= 016+ 035 + 1=151 мин
Тшт= t оп + t обсп = 151+0151=1661 мин
Результаты расчетов сведем в таблицу 4.
Результаты расчетов норм времени.
3. Расчет количества оборудования.
Расчетное количество оборудования определяется по формуле:
F – фонд работы оборудования в смену час:
kсм – количество рабочих смен в сутки;
– продолжительность рабочей смены час;
N – размер партии шт.
Расчет количества шлифовальных станков: n расч
Расчет количества токарных 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:
4. Выбор основного оборудования.
Выбор металлорежущего оборудования определяется конструктивнотехнологическими особенностями обрабатываемого изделия режимами
Для токарной фрезерной обработок выберем многоцелевой токарнофрезерно-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.
Характеристики многоцелевого станка ИРТ180ПМФ4.
Наибольший размер обрабатываемой детали мм:
Наибольший диаметр прутка проходящего через отверстие в
Конус шпинделя по ГОСТ 12595-72
Число индексируемых позиций револьверной головки шт
Частота вращения шпинделя обмин
Число инструментальных гнезд шт
Число управляемых осей координат (в том числе
Наибольшее перемещение подвижных узлов мм:
000000-ползуна (поперечное - Х )
саней (продольное - Z)
Дискретность перемещений:
Точность позиционирования мкм :
Частота вращения приводного вала инструмента 1мин
Установочные перемещения:
Наибольшее усилие резания по Х и Z кН
Наибольший крутящий момент на шпинделе Нм
Мощность привода главного движения кВт
Мощность приводного вала инструмента кВт
Масса станка с дополнительным оборудованием кг
Габаритные размеры станка
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
Технические характеристики круглошлифовального полуавтомата
Число оборотов шпинделя изделия в мин
Число скоростей патрона передней бабки
Размер шлифовального круга мм
Наибольший угол поворота стола °.
Число управляемых осей координат (всегоодновременно)
Пределы подач по осям координат мммин:
Скорость быстрого перемещения по осям мммин:
Наибольшая длина перемещения по осям мм:
Дискретность отсчета по осям координат мм:
Мощность эл. двигателя главного привода движения кВт.
Габариты (длина*ширина*высота) мм.
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
Тактовый стол – накопитель;
Портальный робот УМ160Ф2.81.01;
ПР осуществляет снятие заготовки с тактового стола-накопителя и установку
е в патрон станка переустановку деталей а также снятие обработанной на
станке детали и укладку е в секцию того же тактового стола.
Технические характеристики ПР УМ160Ф2.81.01 приведены в таблице 7.
Технические характеристики ПР УМ160Ф2.81.01
Число степеней подвижности
Погрешность позиционирования мм
продольное каретки мм
горизонтальное руки мм
вертикальное руки мм
качание звеньев руки в вертикальной плоскости град
поворот кисти руки вокруг продольной оси град
перемещения каретки мс
горизонтальное перемещение руки мс
качание звеньев руки градс
поворот кисти руки градс
Число захватных устройств
Масса манипулятора кг
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 е 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
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 е на паллету с которой берет новую заготовку и
устанавливает е 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 е в рабочую зону робота где робот снимает
заготовку с паллеты и переносит е 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 е забирает тележка.
1. Описание датчиков.
Для управления оборудованием необходимо на участке расставить
датчики. Тип и количество датчиков определяется типом используемого
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
позиционирования тактового стола. Датчики на зажимразжим 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 зажимаразжима ЗУ аналогичны датчикам зажимаразжима
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 зажимаразжима патрона
токарного станка они расположены в крайних положениях штока
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 е 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 е(S5) проверяет
зажим(S6). После патрон станка разжимается(S8) робот отводит е
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 е(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.
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:
подготовительная функция (Gxx)
размерные перемещения (XnnYnnZnn)
подача скорость (Fnn Snn)
вспомогательная функция (Mxx)
Некоторые подготовительные функции приведены в таблице 8.
Подготовительные функции.
Линейная интерполяция
Круговая интерполяция по часовой стрелке
Круговая интерполяция против часовой стрелки
Инструмент находится слева
Инструмент находится справа
Точное позиционирование
Среднеточное позиционирование
Черновая обточка контура
Чистовая обточка контура
Отмена постоянного цикла
Сверление без задержки в конце
Сверление с задержки в конце
Абсолютная система координат
Относительная система координат
Переход из системы координат станка в систему координат детали
Отмена G96 вращение шпинделя в обмин
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.
Вспомогательные функции.
Вращение шпинделя по часовой стрелке
Вращение шпинделя против часовой стрелки
Выключить охлаждение
Зажим приспособления
Разжим приспособления
Вращение инструмента
Разработка тактового стола.
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
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:
- зубчатая передача (колесо-рейка
которая крепится на подвижной части
- червячный редуктор.
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 18 ммин.
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*032 =1152 кг.
На паллету габаритами 500*630 мм можно положить: nоб=6*5=30
Для укладки 30 заготовок необходимо 36 призм.
m = 48+1152+14742+150=357кг
Тогда F = ma + Fтр=m*a + f*N = m*a + f*m*g
Коэф. трения f = 044
F = 357*0.015 + 044*357*98=5355+ 1539384 = 154448 Н.
Определим требуемую мощность машины:
Определим КПД привода:
= зп *оп *м *пк *пс = 0699
зп = 075 -КПД закрытой передачи(редуктора).
оп = 1 -КПД открытой передачи.
пк = 0995*0995 – потери на подшипниках качения в редукторе(2
пс= 099 - потери на подшипниках скольжения.
Определим требуемую мощность двигателя:
Pдв = Ррм = 2780699 = 3978 кВт.
По таблице выбираем двигатель с соответствующей мощностью: 4А132М8У3 с
номинальной частотой nном=720 обмин.
Частота вращения выходного вала:
Передаточное число червячного редуктора: u =
Таким образом выбираем двигатель 4А132М8У3 и червячный редуктор с
передаточным числом u = 63.
Справочник технолога машиностроителя в двух томах. Под ред. Косиловой
А.Г. Мещерекова Р.К. М.: «Машиностроение» 1981.
Справочник технолога-машиностроителя. Под ред. Анурьева В.И.: В 3-х
томах. М.: «Машиностроение» 1992.
Промышленные роботы в машиностроении. Альбом схем и чертежей. Под
ред. Соломенцева Ю.М. М.: «Машиностроение» 1987.
РТК и ГПС в машиностроении. Альбом схем и чертежей. Под ред.
Соломенцева Ю.М. М.: «Машиностроение» 1989.
производственных процессов. М.: «Машиностроение» 1974.
Пневматические устройства и системы в машиностроении. Под ред. Герц
Е.В. М.: «Машиностроение» 1981.
Технологический процесс 1.

Планировка.dwg

Электроконт-е путевые
Магнитный лин.перемещ.
Поворот руки робота влево.
Робот в зоне станка 2.
Робот в зоне станка 1.
Робот в зоне накопителя.
Разжим рукой детали.
Наличие заготовки в руке робота.
Фотоэл-е выключатели
л.выкл. двигателя оси Y.
л.выкл. двигателя оси Х.
л.выкл. главного привода.
Наличие заготовки в патроне.
Поворот руки робота вправо.
Робот в зоне накопителя 2.
Робот в зоне накопителя 3.
Кругло-шлифовальный станок 3М150
Токарный обрабатывающий центр ИРТ180ПМФ4
Наименование оборудования
ПР ЦM+1EBEEM+1ED20-5
КM+1EE2DM+1FCED 3М150
ТM+1E920? M+1F020ИРТ180ПМФ4
НM+1ECE5M+1E520M+1E8FF

Циклограмма.dwg

Курсовая по Елхову.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАМИ)»
УНИВЕРСИТЕТ МАШИНОСТРОЕНИЯ
КАФЕДРА «Технология машиностроения»
Курсовая работа по дисциплине:
«Проектирование технических комплексов»
«Разработка автоматизированного участка
для обработки Штока»
Студент: Николаев А.В.
Преподаватель: Елхов П.Е.
Техническое задание 3
Исходные данные (маршрут обработки детали) 6
Разработка планировки
1. Расчет режимов резания
2. Технологическое нормирование операций 8
3. Расчет количества оборудования 14
4. Выбор основного оборудования 15
5. Выбор вспомогательного оборудования 17
6. Разработка участка 19
Разработка циклограммы
1. Выбор и описание датчиков 20
2. Описание циклограммы 21
Разработка наладки для станка с ЧПУ 22
Разработка тактового стола
1. Выбор привода тактового стола 24
2. Принцип работы стола 25
3. Расчет привода 26
Список используемой литературы
Приложение 1: Изготавливаемая деталь (эскиз)
Приложение 2: Модель структуры содежания
Циклограмма работы оборудования участка
Технологические наладки
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.
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=142.
Маршрут обработки детали.
№ Операция Установ Действия
5 Токарная 1 Подрезка торца (пов. 1)
Точение вала (пов. 2)
Подрезка торца (пов. 3)
Точение вала (пов.2)
Фрезерование (пов. 4)
Зенкерование (пов.5)
Нарезание резьбы (пов.5)
0 Шлифовальная 1 Шлифование (пов.2)
Чертеж детали с указанием размеров и поверхностей смотрите в приложении 1.
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 (ммоб):
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 (ммин): рассчитывают по формуле установленной
для каждого вида обработки которая имеет общий вид:
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 (обмин) шпинделя определяется по формуле:
где: d – наибольший диаметр обрабатываемой детали;
v – скорость резания (ммин);
Минутная подача (мммин) рассчитывается по формуле:
Где: Sz – подача на зуб ммзуб;
Z – число зубьев фрезы;
Результаты расчетов сведем в таблицу 2.
Результаты расчетов режимов резания.
Наименование действия Глубина Подача Скорость Частота
резания So резания v вращения
t мм ммоб ммин n обмин
Подрезка торца (пов. 13) 2 014 23162 1475
Подрезка торца (пов. 2) 174 014 2632 1676
Фрезерование (пов. 4) 17 02 1008 2005
Сверление (пов. 5) 049 21 223
Зенкерование (пов. 5) 05 502 500
Нарезание резьбы (пов. 5) 15 12 100
Центрование 004 175 1400
Чистовое шлифование (пов.2)
2. Технологическое нормирование операций.
Штучно-калькуляционное время:
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: [pic]
tо j – основное время на выполнение j-го перехода обработки элементарной
поверхности: [pic] где
[p [pic]- число рабочих
n - частота вращения заготовки или инструмента обмин;
SО - подача на один оборот ммоб; SM - минутная подача мммин.
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 003 мин.
b. Вспомогательное время: [pic]
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.=069 мин
для шлифовального станка tв.у.=035 мин.
Машинно-вспомогательное время для токарных операций:
Время на одновременное перемещение рабочих органов станка по осям
ускоренное (на длине 300 мм) 003
установочное (холостое) в зоне резания 004
на поворот револьверной головки на одну позицию 002
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) 004
на подвод инструмента в зоне резания по оси Z (Y) 003
на смену инструмента из магазина автоматическую (вручную) 010
Машинно-вспомогательное время для шлифования равно 05 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
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
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
Подготовительно-заключительное время Тп-з 2 для шлифовального станка:
на установку одного резца в резцедержатель 1х1
Тп-з 3 определяется по таблице в зависимости от числа инструментов в
наладке и числу контролируемых по диаметру поверхностей:
для токарного станка – 85 мин;
для шлифовального станка – 74 мин.
Подготовительно-заключительное время сведем в таблицу:
Подготовительно-заключительное время.
Операция Тп-з1 Тп-з 2 Тп-з 3 Тп-з
токарная 12 7 85 275
шлифовальная 12 1 74 204
5. Токарная операция.
) Подрезка торца (пов. 1).
tO+tX.X.= 014 + 003 + 003 = 02 мин
tO+tX.X = 0245 + 003 = 0247 мин
[pic][pic] + [pic]= 0447 + 069 + 038 = 1792мин
Тшт = [pic]+ [pic]= 1792 + 01*1792 = 1971 мин
) Подрезка торца (пов. 3.).
tO+tX.X.= 014 + 003 + 003 = 02мин
) Фрезерование (пов. 4).
tO+tX.X.= 0045 + 003 + 003 = 0105 мин
[pic][pic] + [pic]= 0822+ 069 + 076 = 2397 мин
Тшт= [pic]+ [pic]= 2397 + 01*2397 = 2637 мин
) Сверление (пов. 5.).
tO+tX.X.= 045 + 003 + 003 = 051 мин
) Зенкерование (пов. 5)
tO+tX.X.= 0164 + 003+003 = 0224 мин
) Нарезание резьбы (пов.5)
tO+tX.X.= 0187 + 003 + 003 = 0247мин
[pic][pic] + [pic]= 0981+ 069 + 057 = 2241 мин
Тшт= [pic]+ [pic]= 2241 + 01*2241 = 24651 мин
0. Шлифовальная операция.
) Шлифование (пов. 2).
tO+ tX.X. = 01 + 003 + 003 = 016 мин
[pic][pic]+[pic]= 016+ 035 + 1=151 мин
Тшт=[pic]+[pic]= 151+0151=1661 мин
Результаты расчетов сведем в таблицу 4.
Результаты расчетов норм времени.
Наибольший размер обрабатываемой детали мм:
Наибольший диаметр прутка проходящего через отверстие в
Конус шпинделя по ГОСТ 12595-72 1-6м
Число индексируемых позиций револьверной головки 12
Частота вращения шпинделя обмин 20-4000
Число инструментальных гнезд 2*12
Число управляемых осей координат (в том числе одновременно)
Наибольшее перемещение подвижных узлов мм: 00000000--
ползуна (поперечное - Х ) 225
саней (продольное - Z) 200
Дискретность перемещений:
линейных (Х и Z) 0001
Точность позиционирования мкм :
Частота вращения приводного вала инструмента 1мин 40-4000
Установочные перемещения:
Наибольшее усилие резания по Х и Z кН 46
Наибольший крутящий момент на шпинделе Нм 630
Мощность привода главного движения кВт 185-25
Мощность приводного вала инструмента кВт 35-55
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
Технические характеристики круглошлифовального полуавтомата
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 (всегоодновременно) 21
Пределы подач по осям координат мммин:
Число подач. бесступенчатое
Скорость быстрого перемещения по осям мммин:
Наибольшая длина перемещения по осям мм:
Дискретность отсчета по осям координат мм:
Мощность эл. двигателя главного привода движения кВт. 55
Габариты (длина*ширина*высота) мм. 2500*2500*1600
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
К вспомогательному оборудованию данного гибкого автоматизированного
Тактовый стол – накопитель;
Портальный робот УМ160Ф2.81.01;
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.
Технические характеристики ПР УМ160Ф2.81.01
Наименование Значение
Грузоподъемность кг 160
Число степеней подвижности 4
Погрешность позиционирования мм ±05
продольное каретки мм 12000
горизонтальное руки мм 2560
вертикальное руки мм 1200
качание звеньев руки в вертикальной плоскости град 90
поворот кисти руки вокруг продольной оси град 180
перемещения каретки мс 12
горизонтальное перемещение руки мс 18
качание звеньев руки градс 30
поворот кисти руки градс 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.
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.
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 зажимразжим 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 зажимаразжима ЗУ аналогичны датчикам
зажимаразжима 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 зажимаразжима патрона
токарного станка они расположены в крайних положениях штока
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
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
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
В структуре кадра запись идет последовательно следующим образом:
подготовительная функция (Gxx)
размерные перемещения (XnnYnnZnn)
подача скорость (Fnn Snn)
вспомогательная функция (Mxx)
Некоторые подготовительные функции приведены в таблице 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
G96 Скорость в ммин
G97 Отмена G96 вращение шпинделя в обмин
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.
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
Разработка тактового стола.
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
Выбираем следующий вид привода стола:
- зубчатая передача (колесо-рейка
которая крепится на подвижной части
- червячный редуктор.
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 18 ммин.
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*032 =1152 кг.
На паллету габаритами 500*630 мм можно положить: nоб=6*5=30
В один ряд: [pic] заготовок.
Количество рядов: [pic]
Для укладки 30 заготовок необходимо 36 призм.
Тогда m = 48+1152+14742+150=357кг
Тогда F = ma + Fтр=m*a + f*N = m*a + f*m*g
a= dvdt [pic] 0.015 мс2
Коэф. трения f = 044
F = 357*0.015 + 044*357*98=5355+ 1539384 = 154448 Н.
Определим требуемую мощность машины:
Определим КПД привода:
( = (зп *(оп *(м *(пк *(пс = 0699
(зп = 075 -КПД закрытой передачи(редуктора).
(оп = 1 -КПД открытой передачи.
(м = 098 -КПД муфты.
(пк = 0995*0995 – потери на подшипниках качения в редукторе(2
(пс= 099 - потери на подшипниках скольжения.
Определим требуемую мощность двигателя:
Pдв = Ррм( = 2780699 = 3978 кВт.
По таблице выбираем двигатель с соответствующей мощностью: 4А132М8У3 с
номинальной частотой nном=720 обмин.
Частота вращения выходного вала: nвв=[pic]
Передаточное число червячного редуктора: u = [pic]
Таким образом выбираем двигатель 4А132М8У3 и червячный редуктор с
передаточным числом u = 63.
Справочник технолога машиностроителя в двух томах. Под ред. Косиловой
А.Г. Мещерекова Р.К. М.: «Машиностроение» 1981.
Справочник технолога-машиностроителя. Под ред. Анурьева В.И.: В 3-х
томах. М.: «Машиностроение» 1992.
Промышленные роботы в машиностроении. Альбом схем и чертежей. Под ред.
Соломенцева Ю.М. М.: «Машиностроение» 1987.
РТК и ГПС в машиностроении. Альбом схем и чертежей. Под ред. Соломенцева
Ю.М. М.: «Машиностроение» 1989.
Малов А.Н. Иванов Ю.В. Основы автоматики и автоматизация
производственных процессов. М.: «Машиностроение» 1974.
Пневматические устройства и системы в машиностроении. Под ред. Герц Е.В.
М.: «Машиностроение» 1981.
Уст.1.1.1 Уст. 1.1.2 Уст.1.1.3 Уст. 1.2.1
Поз Поз Поз Поз. Поз.
Зажим Переустановк Переустановк Снятие
Установ Установ Установ
Подвод блока Смена Смена
инструментов инструмент инструмента