Центробежное литье

2.3. Используемое оборудование.

Наиболее широко применяют сварочные диффузионные вакуумные установки. В состав этих установок в общем случае входят рабочая вакуумная камера, механизм для создания сварочного давления, источник нагрева, вакуумная система, аппаратура управления и контроля. Конкретные установки (П-114, П-115, ДФ-101, УСДВ-630, ДСВ-901, УДС-ЗМ и др.) для диффузионной сварки могут иметь различное конструктивное оформление отдельных функциональных узлов и систем.

Рабочая вакуумная камера, в которой размещаются свариваемое изделие, нагреватели, механизм давления, выполняется обычно цилиндрической или прямоугольной формы из коррозионно-стойкой стали. Стенки водоохлаждаемые. Свариваемое изделие может располагаться на специальной опоре или в приспособлении. В большинстве случаев установка имеет одну камеру. Для увеличения производительности могут предусматриваться несколько камер с целью получения непрерывной загрузки и выгрузки заготовок и изделий (камеры шлюзования}.

Необходимая сварочная сила создается гидравлическим, пневматическим или механическим устройством. В отдельных случаях сжатие заготовок обеспечивается специальными приспособлениями, принцип действия которых основан на различии коэффициентов линейного расширения материалов свариваемых заготовок и охватывающих их элементов приспособления. Такие приспособления позволяют вести сварку в серийно выпускаемых вакуумных и водородных печах. Возможно использование «мягких» оболочек-камер. Сжатие заготовок происходит за счет перепада давлений внешней газовой среды и вакуумированного пространства. В большинстве же случаев в установках для диффузионной сварки используются гидравлические и механические системы.

Для нагрева заготовок наибольшее распространение получили индукционный, радиационный и контактный способы. Источником питания являются генераторы высокой частоты и трансформаторы. Нагрев током высокой частоты (ТВЧ) наиболее универсален и позволяет нагревать заготовки в разведенном состоянии (в отличие от контактного метода), что важно для интенсификации процесса очистки свариваемых поверхностей. Однако этот метод неприменим при сварке диэлектрических материалов: керамики, кварца, стекла. Для нагрева годятся тлеющий разряд, расфокусированный электронный луч, световое излучение.

 

 

3.Долбежные и протяжные станки 

1. Классификация.

 
Таблица №1.

 

Станки	Группа
		1	2	3	4	5	6	7
Долбежные и протяжные	7	Продольные		Поперечно-    строгальные	Долбежные	Протяжные    горизонтальные	Протяжные вертикальные	Разные строгальные
		одностоечные	двухстоечные

 

 
3.2.  Назначение и области применения долбежных и протяжных станков.

 
Долбежные станки используют для обработки шпоночных пазов, канавок, фасонных поверхностей небольшой длины. Станки имеют рабочий ход, во время которого происходит рабочий и обратный ход, когда инструмент возвращается в исходное положение. 
 
Долбежные станки выпускают с наибольшим ходом ползуна 100-1600 мм, с диаметром стола 240—1600 мм. Движение ползуна осуществляется, механическим и гидравлическим приводами. Механический привод осуществляется при помощи вращательной кулисы, приводимой, в движение в большинстве случаев от многоскоростных электродвигателей. 
 
 
 
Рис. 3.1. Долбежный станок. 
Общий вид долбежного станка приведен на рис. 1. 
 
В станине 1 расположены все механизмы станка. В ее вертикальных направляющих движется ползун 2, совершающий вниз рабочий ход и вверх холостой ход. В резцедержателе 3 зажат резец. Деталь устанавливают на столе 4, перемещающемся в направляющих 5.Стол, кроме того, может вращаться. В некоторых конструкциях предусмотрена возможность обработки плоскости под углом 60° к вертикали путем установки ползуна. 
 
Возвратно-поступательное движение долбяка и подача стола осуществляются гидравлически. Регулирование скорости бесступенчатое. Быстрые установочные перемещения стола в продольном, поперечном и круговом направлениях производятся от отдельного электродвигателя. 

Протяжные станки предназначены для обработки внутренних и наружных поверхностей самой разнообразной формы (рис.2). Применяются они в условиях крупносерийного и массового производства, а в ряде случаев в мелкосерийном и даже в единичном производстве. По характеру работы они делятся на станки для внутреннего и наружного протягивания, по расположению инструмента — на горизонтальные и вертикальные. Станки могут быть универсальными и специальными. 
 
Одна из схем протягивания показана на рис.2. Хвостовик протяжки 5 пропускают через отверстие обрабатываемой детали 7 и втулку 8 приспособления 6, установленного в опорной плите 9. Левый конец протяжки закрепляют в автоматическом патроне, состоящем из корпуса 4, специальной втулки 10 с внутренним диаметром, соответствующим протяжке, и двух сухарей 3. В показанном положении пружина 2, распирая деталь 1, связанную со штоком силового цилиндра, и корпус 4, сдвигает сухари 3, вследствие чего последние захватывают хвостовик протяжки. Когда протяжка перемещается влево, происходит обработка отверстия. Во время холостого хода протяжка возвращается в исходное положение. Корпус 4, подойдя к приспособлению 6, упирается в него и останавливается. Шток поршня и муфта 1, продолжая движение и сжимая пружину 2, сдвигают втулку 10 вправо, сухари 3 попадают в выточку а, и  
 
движение прекращается. Теперь хвостовик протяжки можно свободно вытащить из отверстия втулки 10, вставить в следующую деталь и, установив снова, начинать обработку. 
 
 
 
Рис.3.2. Схема протяжной операции 
 
а. Горизонтальные протяжные станки для внутреннего протягивания. 
 
Отечественное станкостроение выпускает горизонтальные протяжные станки с наибольшей тяговой силой 25-980 кН (2,5 — 100 тс) при наибольшем ходе каретки 1—2 м. 
 
Станок работает с полным и простым циклом.  
 
При полном цикле прямого хода осуществляется подвод протяжки, замедленный рабочий ход; настроенный рабочий ход - замедленный рабочий ход при работе калибрующих зубьев и стоп. При обратном ходе осуществляется замедленный ход и отвод протяжки. 
 
Простой цикл отличается от полного отсутствием подвода и отвода протяжки. 

б. Вертикальные протяжные станки для внутреннего протягивания. 
Вертикальные протяжные станки (рис. 5.) для внутреннего протягивания выпускаются заводами отечественного станкостроения с наибольшей тяговой силой 25 — 785 кН (2,5-80 тс) при наибольшем ходе каретки 0,8 — 1,25 м, мощностью 7 — 75 кВт. 
 
На рис. 4 показан вертикальный протяжной станок. На оснований 1 установлена тумба 2, на которой смонтирован стол 3. На столе в приспособлениях устанавливают и закрепляют обрабатываемые детали. Протяжки при помощи инструментальных плит закрепляют в каретке 5, перемещающейся в вертикальных направляющих станины б. При ходе протяжки вниз осуществляется рабочий ход, при ходе вверх — холостой ход. Станина — сварная, коробчатой формы, с внутренними ребрами жесткости. Каретка 5 представляет собой чугунную отливку с направляющими в форме ласточкина хвоста. Сзади станины располагается гидропривод 7 станка и система охлаждения 4.  
 
Станок сдвоенный, он имеет два стола и две каретки. Работа кареток согласована: если с одной стороны совершается рабочий ход, то с другой — холостой ход. Рабочие каретки и столы приводятся в движение при помощи гидропривода. 
 
 
 
Рис.3.3. Вертикальный протяжной станок. 
 
 
Рис. 3.4. Детали, обработанные наружным протягиванием. 
 

4. Промышленные роботы. 

4.1. Характеристика промышленных роботов

Промышленный робот — автономное устройство, состоящее из механического манипулятора и перепрограммируемой системы управления, которое применяется для перемещения объектов в пространстве в различных производственных процессах. Промышленные роботы являются важными компонентами автоматизированных гибких производственных систем (ГПС), которые позволяют увеличить производительность труда. В составе робота есть механическая часть и система управления этой механической частью, которая в свою очередь получает сигналы от сенсорной части. Механическая часть робота делится на манипуляционную систему и систему передвижения:

Манипулятор — это механизм для управления пространственным положением орудий и объектов труда.

Манипуляторы включают в себя подвижные звенья двух типов:

- звенья, обеспечивающие  поступательные движения 

- звенья, обеспечивающие  угловые перемещения 

Сочетание и взаимное расположение звеньев определяет степень подвижности, а также область действия манипуляционной системы робота.

Для обеспечения движения в звеньях могут использоваться электрические, гидравлический или пневматический привод.

Частью манипуляторов (хотя и необязательной) являются захватные устройства. Наиболее универсальные захватные устройства аналогичны руке человека — захват осуществляется с помощью механических «пальцев». Для захвата плоских предметов используются захватные устройства с пневматической присоской. Для захвата же множества однотипных деталей (что обычно и происходит при применении роботов в промышленности) применяют специализированные конструкции. Вместо захватных устройств манипулятор может быть оснащен рабочим инструментом. Это может быть пульверизатор, сварочные клещи, отвёртка и т. д.

Система передвижения

Внутри помещений, на промышленных объектах используются передвижения вдоль монорельсов, по напольной колее и т. д.

Для перемещения по наклонным, вертикальным плоскостям используются системы аналогичные «шагающим» конструкциям, но с пневматическими присосками.

 

4.2. Управление промышленным роботом

Управление бывает нескольких типов:

Программное управление — самый простой тип системы управления, используется для управления манипуляторами на промышленных объектах. В таких роботах отсутствует сенсорная часть, все действия жёстко фиксированы и регулярно повторяются. Для программирования таких роботов могут применяться среды программирования типа VxWorks/Eclipse или языки программирования например Forth, Оберон, Компонентный Паскаль, Си. В качестве аппаратного обеспечения обычно используются промышленные компьютеры в мобильном исполнении PC/104 реже MicroPC. Может происходить с помощью ПК или программируемого логического контроллера.

Адаптивное управление — роботы с адаптивной системой управления оснащены сенсорной частью. Сигналы, передаваемые датчиками, анализируются и в зависимости от результатов принимается решение о дальнейших действиях, переходе к следующей стадии действий и т. д.

Основанное на методах искусственного интеллекта.

Управление человеком (например, дистанционное управление).

Принципы управления ПР:

Современные роботы функционируют на основе принципов обратной связи, подчинённого управления и иерархичности системы управления роботом.

Иерархия системы управления роботом подразумевает деление системы управления на горизонтальные слои, управляющие общим поведением робота, расчётом необходимой траектории движения манипулятора, поведением отдельных его приводов, и слои, непосредственно осуществляющие управление двигателями приводов.

Подчинённое управление служит для построения системы управления приводом. Если необходимо построить систему управления приводом по положению (например, по углу поворота звена манипулятора), то cистема управления замыкается обратной связью по положению, а внутри системы управления по положению функционирует система управления по скорости со своей обратной связью по скорости, внутри которой существует контур управления по току со своей обратной связью. Современный робот оснащён не только обратными связями по положению, скорости и ускорениям звеньев. При захвате деталей робот должен знать, удачно ли он захватил деталь. Если деталь хрупкая или её поверхность имеет высокую степень чистоты, строятся сложные системы с обратной связью по усилию, позволяющие роботу схватывать деталь, не повреждая её поверхность и не разрушая её. Управление роботом может осуществляться как человеком-оператором, так и системой управления промышленным предприятием (ERP-системой), согласующими действия робота с готовностью заготовок и станков с числовым программным управлением к выполнению технологических операций.

 

4.3. Классификация и конструктивно технологические параметры ПР

Классификация промышленных роботов:

По виду производства ПР делят на специальные, специализированные и универсальные.

Специальные ПР выполняют определенную технологическую операцию или вспомогательную модель оборудования;

Специализированные ПР выполняют операции одного вида, например сварку, сборку и обслуживают определенную группу моделей оборудования;

Универсальные ПР являются наиболее усовершенствованными представителями промышленных роботов, служат для выполнения разных операций и функционируют с оборудованием различного назначения ( разнородных операций ).

По грузоподъемности различают ПР на сверхлегкие (грузоподъемность не более 1 кг.), легкие (грузоподъемность от 1 до 10 кг.), средние (грузоподъемность от 10 до 200 кг.), тяжелые (грузоподъемность от 200 до 1000 кг.) и сверхтяжелые (где грузоподъемность свыше 1000 кг.).

По возможности передвижения ПР подразделяют на стационарные и подвесные.

Стационарные имеют ориентирующие и транспортирующие движения;

Транспортирующие ПР дополнительно к этим двум движениям (ориентирующие и транспортирующие) и координатные перемещения.

По числу степеней подвижности ПР, выпускают роботы с 2-мя, 3-мя, 4-мя и более степеней подвижности.

По способу установки ПР делят на встроенные (хотя встроенные промышленные роботы и считаются компактными в плане габаритов, но при этом они обслуживают только один станок), подвесные (возможность обслуживания до 2-х станков) и напольные (возможность обслуживания до 2-х и более станков, но при этом они имеют более сложные задачи, например обеспечить смену инструмента.

По виду привода ПР подразделяют на роботы с электрическим, гидравлическим, пневматическим и комбинированным приводам.

По виду управления ПР различают:

Роботы с погромным управлением (цикловым, числовым, позиционным и контурным);

Роботы с адаптивным управлением (промышленные роботы с адаптивным управлением имеют измерительные устройства и устройства для восприятия внешней среды, управляющая программа или УП в этом случае не должна содержать всю необходимую информацию).

По способу программирования различают ПР программируемые обучением ( по методу обучения оператор, управляя промышленным роботом приводит его захватное устройство или ЗУ из одного конечного положения в другое через серию точек, которые фиксируются в запоминающем устройстве промышленного робота и при обработке следующих деталей захватное устройство будет двигаться по этим точкам) и аналитические (путем расчета программ).

 

4.4. Технические характеристики ПР

1. Грузоподъемность промышленного  робота определяется наибольшей  массой изделия (например, детали, инструмента  или приспособления), которым он  может манипулировать в пределах  рабочей зоны;