РТК для обработки детали на фрезерном станке

TITUL.DOC

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Пояснительная записка
к курсовому расчету по дисциплине
«Автоматизация производственных процессов»

Алгоритм.cdw

Конвейер : перемещение 0мм.;
N (количество обработанных деталей) = 0;
Контроль перемещения
детали на конвейере.
Фотодатчики сработали.
деталей поступивших на конвейер
и ушедших с конвейера
Конвейер перемещается на 1000 мм.;
Выдвижение руки ПР r =700 мм
Опускание руки ПР z=-197 мм
Поднятие руки ПР z=197 мм
Сжатие руки ПР r =-700 мм
Выдвижение руки ПР r =1160 мм
Опускание руки ПР z=-372 мм
Сжатие патроном станка заготовки
Поднятие руки ПР z=372 мм
Сжатие руки ПР r =-1160 мм
Начинается работа станка
Окончание работы станка
Разжатие патроном станка заготовки
Конвейер перемещается на 1000 мм

Компановка.cdw

РТК1.cdw

ПЗ.doc

Описание технологического процесса 4
Определение норм времени ТП 5
Формулировка требований к роботизированному оборудованию 7
Описание технических характеристик РТК 10
Алгоритм функционирования РТК 12
Блок-схема работы РТК 13
Построение циклограммы работы РТК 13
Расчёт времени обработки одной детали на РТК 14
Составление программы обработки детали для станка
Список использованной литературы 16
РТК для обработки детали на фрезерном станке. Выбор ПР и технологического оборудования компоновка РТК алгоритм циклограмма.
Рис. 1. Эскиз детали.
Режимы обработки даны: черновая: 380 об.мин.;
чистовая: 304 об.мин.;
подача чистовая: 034 мм.об;
подача чистовая: 12 мм.об (назначаем);
Описание технологического процесса.
Заготовка: штамповка;
Рис. 2. Эскиз заготовки.
Плотность: r = 8 гр.см 3; :
Объем заготовки: V=(pd24)
V=(p5024) 86=521397 мм3=169 см3;
G = r V = 169 8 = 135 гр. = 14 кг
Технологический процесс: (смотри РТК).
Определение норм времени ТП.
Основное машинное время:
Перемещение от исходной точки к детали 012 с.
На участке 1-2 припуск 5:
Длина участка 1-2 67 мм см. рис. РТК;
n = 304 обмин (токарная чистовая);
s = 034 ммоб (токарная чистовая);
где n – обороты шпинделя обмин Sо – подача
На участке 2-3 припуск 5:
Длина участка 2-3 5 мм см. рис. РТК;
Перемещение на холостом ходу в точку 4 по траектории 3-0-4 014 с.
На участке 4-5 припуск 6 мм:
Длина участка 4-5 7 мм см рис. РТК.
n = 380 обмин (токарная чистовая);
s = 12 ммоб (токарная чистовая);
На участке 5-6 припуск 6 мм:
Длина участка 5-6 =306 мм
Перемещение на холостом ходу в точку 4 по траектории 6-0-7 014 с.
Длина участка 7-8 мм см рис. РТК снимаемый припуск 5 мм.
На участке 8-9 припуск 4 длина хR2=314х42=63 мм см. рис. РТК;
На участке 9-10 припуск 2 длина 20 мм см. рис. РТК;
n = 304 обмин (фрезерная чистовая);
s = 034 ммоб (фрезерная чистовая);
Перемещение в исходную. точку 012 с.
Время выполнения оп.5=012+065х60+005х60+014+001х60+03х60+ +006х60+019x60+012=76 сек.
Формулировка требований к роботизированному оборудованию
)Соответствие конструкторских и технологических
параметров ПР (грузоподъемность скорость перемещения рабочих органов погрешность позиционирования размер рабочей зоны тип системы управления) их функциональное назначению. Объем операций выполняемых ПР и темп их исполнения в сочетании с затратами на приобретение и внедрении ПР должны обеспечить экономическую эффективность применения ПР.
)Соответствие числа степеней подвижности робота минимально необходимому числу для выполнения требуемого объема операций.
)Соответствие манипуляционных возможностей роботов
схеме загрузки и зоне обслуживания станков.
)Простота и кратность цикла переналадки. Надежность и
невысокая стоимость эксплуатации. Высокий коэффициент
использования робота.
)Обеспечение требований техники безопасности.
II.Требования к станкам:
)Обеспечение автоматического цикла обработки деталей.
)Автоматизация фиксации и зажима деталей в рабочей зоне.
)Автоматическое удаление стружки из зоны обработки.
)Возможность очистки базирующих и крепежных поверхностей от стружки и грязи.
)Обеспечение формы и расположения рабочей зоны позволяющее их обслуживать с помощью роботов.
)Автоматическое ограждение рабочей зоны.
III.Требования к вспомогательному оборудованию:
)Габаритные размеры вспомогательных устройств должны
позволять их стыковку с основным оборудованием и роботом.
)Устройства должны иметь датчики позволяющие производить контроль наличия деталей правильности ее положения устройство зажима деталей роботом и другие параметры а также их привязку к общей электрической схеме РТК с целью повышения его надежности в целом.
)Надежно захватывать деталь ее рациональное перемещение ориентированная поштучная выдача транспортирование и размещение в таре.
)Необходимо учесть возможность сопряжения транспортных устройств с цеховыми и общезаводскими средствами
транспортирования деталей.
IV.Требования к обрабатываемым деталям:
)Детали должны иметь возможность группироваться по
конструктивно технологическим признакам с целью обеспечения применения групповой формы организации производственного процесса типизации ТП обработки и использования одинакового основного и вспомогательного оборудования.
)Ясно выраженные базы и признаки ориентации позволяющие организовать их транспортирование и складирование в ориентировочном виде с использованием стандартизованной оснастки.
)Однородная по форме и расположению поверхность для
базирования и захвата позволяющая без дополнительной выверки устанавливать деталь в рабочую зону станка где для базирования и закрепления детали может быть использована широкоуниверсальная технологическая оснастка.
V.Выбор ПР и технологического оборудования для текущего технологического процесса:
) Для обслуживания станка при обработке детали отдано предпочтение тельферному типу ПР;
) Минимально допустимая грузоподъёмность ПР должна быть на 10% больше веса объекта манипулирования: 14 кг. (см. п. 2) +10% = 154 кг.
Исходя из этих требований сделан выбор ПР: «Универсал-5»
(техн. характеристики см. п. 6);
)Диаметр обрабатываемой заготовки 50 мм. (см. п. 2);
)Длина обрабатываемой заготовки 86 мм. (см. п. 2);
)Для включения станка в РТК необходимо наличие устройства ЧПУ;
)Обработка по цилиндру конусу торцу снятие напуска по радиусу (см. п. 2);
)Подача максимальная s = 12 ммоб (см. п. 2);
)Частота вращения шпинделя максимальная n = 380 обмин (черновая) (см. п. 2);
Исходя из требований сделан выбор на станок ЧПУ MORI SEIKI - NL1500. Данный станок из-за своей конструкции (инструмент имеет возможность ходить по трем осям) также на станке имеется фрезерная револьверная головка.
Описание технических характеристик РТК
Табл. 1. Состав комплекса:
Техническая характеристика ПР «Универсал-5»
Номинальная грузоподъемность кг 5
Число степеней подвижности 5
Тип привода Электромеханический
Система управления Позиционная
Число программируемых координат 4
Способ программирования перемещений обучение
Объем памяти число команд 50
Погрешность позиционирования мм 02
Наибольший вылет руки R мм 1630
Линейные перемещения мм
z вертикальное перемещение мм (со скоростью 03 мс) 800
r радиус - вектор соответствующий продольному перемещению звена мм (со скоростью 09 мс) 1200
х ортогональное перемещение отсутствует
Угловые перемещения о
угол поворота захвата в гориз-ой плоскости (со скор. 60 ос) 330
угол наклона захвата в верт-ой плоскости (со скоростью 90 ос) 180
угол вращения захвата (со скоростью 180 ос) 180
Габаритные размеры мм
Длина захвата r мм 200
Потребляемая мощность 55 кВт
Масса манипулятора 650 кг.
Страна – производитель Россия
Табл. 2. Основные технические данные станка: MORI SEIKI - NL1500R-
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Макс. вращения над станиной (при закрытой фронтальной двери)
Макс. вращения над поперечными салазками
Макс. длина обработки
Перемещение по оси Х
Перемещение по оси Z
Перемещение контр-шпинделя – ось В (для SMC)
Перемещение по оси Y
Макс. скорость шпинделя и контршпинделя
РЕВОЛЬВЕРНАЯ ГОЛОВКА
Количество инструментов (все приводные)
Макс. скорость на приводных инструментах
Алгоритм функционирования РТК
Алгоритм функционирования РТК описывается на основе компоновки РТК по «характерным» точкам.
В начальный момент времени ПР находится в точке «о» r=0 мм z=0 мм f=00 (исходное положение)..
При перемещении тех. конвейера на 1 метр в рабочую зону подается заготовка при этом должны сработать фотодатчики установленные на конвейере (наличие детали).
При поступлении сигнала от фотодатчиков о наличии детали в рабочей зоне ПР перемещается в точку «0» r=700 мм и в точку «2» z=-197 мм.
Схват ПР сжимает заготовку.
ПР перемещается из точки»3» в точку «2» z=197 мм затем из точки «2» в точку «1» r=-700 мм
ПР перемещается в точку «3» » f=1800 затем в точку «4» r=1160 мм и в точку «5» z=-372 мм.
Патрон станка сжимает заготовку ПР разжимает схват.
ПР перемещается в точку «4» z=372 мм затем в точку «3» r=-1160 мм.
ПР посылает сигнал о готовности на станок (ПР вышел из рабочей зоны станка).
Станок обрабатывает заготовку.
По окончании обработки токарный станок посылает на ПР сигнал о завершении работы.
ПР перемещается из точки «3» в точку «4» r=1160 мм затем в точку «5» z=-372 мм.
Схват ПР сжимает деталь патрон станка разжимает деталь.
ПР перемещается в точку «0» f=-1800 в точку «1» z=700 мм и в точку «2» z=-197 мм. при этом должны сработать фотодатчики.
Схват ПР разжимает деталь.
ПР перемещается в точку «1» z=197 мм затем в точку «0» r=-700 мм
Тех. конвейер перемещается на 1 метр при этом фотодатчики первого ряда (наличие детали) и второго ряда (деталь переместилась) установленные на конвейере должны сработать
В качестве фотоэлектрических датчиков используются фотоэлектрических датчики серии Е3Z.
На основе краткого цикла превращения заготовки в готовую деталь составим блок-схему работы РТК.
Блок-схема работы РТК
Построение циклограммы работы РТК
Конвейер: перемещение 1000 мм со скоростью 03 мс.: 33 с;
Поворот руки ПР f=32 со скоростью 30 с.: 11 с;
Перемещение руки ПР z=197 мм со скоростью 03 мс.: 06 с;
Перемещение руки ПР z=372 мм со скоростью 03 мс.: 12 с;
Перемещение руки ПР r=700 мм со скоростью 09 мс.: 08 с;
Перемещение руки ПР r=1160 мм со скоростью 09 мс.: 13 с;
Сжатиеразжатие схвата ПР: 20 с;
Поворот ПР f=180 со скоростью 60 с.: 30 с;
Сжатиеразжатие патрона токарного станка: 20 с;
Открытиезакрытие кабинета станка: 20 с;
Работа станка: 760 с (см. п. 3);
Циклограмма см. Приложение 3
Расчёт времени обработки одной детали на РТК
tц = 1199 cек – время цикла обработки детали на станке и возврата РТК в исходное положение. (см. циклограмму)
Кол-во обраб. партии дет. На РТК:
N = 4 часа tобщее = 4х60х60 1199 = 120 дет.;
Цикл обработки детали на ГПМ:
tц = 4 часа N = 14400120 = 1199 сек.;
Составление программы обработки детали для станка с ЧПУ
Список использованной литературы
Анурьев В. И. «Справочник конструктора-машиностроителя» в 3-х т. т. 1 М.: Машиностроение 1980. – 728 с.;
Козырев Ю. Г. «Промышленные роботы: Справочник» - М.: Машиностроение 1988. – 392 с.;
«Номенклатура отечественных производственных комплексов на базе промышленных роботов» - М.: Машиностроение 1979. – 433с.;
«Нормативы времени. Токарные работы» в 4-х частях ч. 1 М.: Оборонгиз 1951. – 224 с.;
«Справочник технолога – машиностроителя». В 2-х т. т. 1 - под ред. Косиловой А. Г. Мещеряков Р. К. - М.: Машиностроение 1985. – 656 с.;
«Справочник технолога – машиностроителя». В 2-х т. т. 2 - под ред. Косиловой А. Г. Мещеряков Р. К. - М.: Машиностроение 1985. – 623 с.;

Деталь.frw

Заготовка.frw

Циклограмма.cdw