Проект автоматической системы технологического оборудования для обработки основания гидрораспределителя очистного комбайна 2РКУ10

4 СТАНОК – Вертикально-сверлильный. tр=0,686 мин.

Лимитирующей позицией является токарная операция, для которой tр=0,79 мин. Производим укрупненный расчет цикловой производительности QЦ для данного варианта по формуле:

 

 деталей/смена,

 

где ТЦ – время рабочего цикла  АЛ, мин;

 

мин,

 

tр(q) - время машинной обработки  на лимитирующей позиции, мин;

- время несовмещенных вспомогательных  ходов цикла.

Кисп=0,75 – ожидаемый коэффициент  использования АЛ.

 

Уточненный расчет полной производительности выполним по формуле:

 

,

 

где Кзаг=0,85 – коэффициент загрузки линии как характеристика технических и организационных условий ее эксплуатации;

- время несовмещенных вспомогательных  ходов цикла;

∑tр – суммарные собственные  внецикловые затраты (простой на единицу продукции), мин/шт.

Внецикловые затраты определяются по формуле:

 

,

 

где ∑tин – ожидаемые суммарные  внецикловые затраты по инструменту;

∑tос – ожидаемые усредненные  внецикловые затраты по оснащению.

 

Затраты времени из-за выхода из строя инструмента определяются по формуле:

 

,

 

где tр – машинное время выполнения составной операции конкретным инструментом, мин;

Т - нормативная стойкость инструмента, мин;

tз - время, необходимое для  замены инструмента при его  износе, мин;

tпр - средняя продолжительность простоев из-за случайных сбоев в работе и поломок инструмента, которые приходятся на период его стойкости, мин.

Значение tз и tпр для разных типов  инструментов занесены в таблицу 2.1.

 

Таблица 2.1 – Расчет времени потерь по инструменту

№ п/п	Инструмент	, мин.	, мин.	( + ), мин.	, мин.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.	Резец подрезной  Т5К10 Резец проходной Т5К10 Резец канавочный специальный  Р6М5 Резец отогнутый Т5К10 Резец отогнутый Т5К10 Резец канавочный специальный  Р6М5 Резец резьбовый Р6М5	0,2 0,34 0,14 0,04 0,03 0,04 0,2	30 30 30 30 30 30 30	0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35	0,002 0,004 0,0016 0,0005 0,0004 0,0005 0,002
8.	Сверло Æ16	0,476	45	1,12	0,0118
9. 10. 11. 12. 13. 14.	Сверло Æ3.75 Зенкер Æ4 Сверло Æ10,2/зенковкаÐ300 Метчик Æ12 Сверло Æ10,2/зенковкаÐ300 Метчик Æ12	0,016 0,006 0,15 0,187 0,15 0,187	15 15 45 45 45 45	1,18 1,18 1,12 1,27 1,12 1,27	0,0012 0,0005 0,0037 0,0053 0,0037 0,0053
=					0,0425

 

Расчет ожидаемых внецикловых  затрат по оборудованию (для одной  позиции) tос производим по формуле:

 

tос ,

 

где tп – средняя продолжительность простоев j-го нормализованного узла, который входит в состав оснащения конкретной позиции;

tр – время работы j-го  нормализованного узла при выпуске  единицы продукции;

k – общее количество нормализованных  узлов в оснащении конкретной  позиции.

 

Таблица 2.2 – Расчет потерь по оборудованию первого варианта

Наименование позиции	Наименование механизмов	Время простоев на 100 мин. работы , мин.	Время работы j– го нормализованного узла , мин.	Простои конкретных механизмов , мин.
1	2	3	4	5
1. Токарная	1.Узел подачи и загрузки заготовки 2.Шпиндельный блок с механизмом  фиксации и приводом вращения 3.Узел поперечных суппортов 4.Узел продольных суппортов 5.Гидравлическое оборудование 6.Электрооборудование 7.Система охлаждения 8.Транспортер стружки	0,55   0,18     0,07 0,06 0,17   0,65 0,08 0,24	0,79   0,79     0,39 0,4 0,79   0,79 0,79 0,79	0,0043   0,0014     0,0003 0,0002 0,0013   0,0051 0,0006 0,0019 =0,0151
2. Токарная	1.Узел подачи и загрузки заготовки 2.Шпиндельный блок с механизмом  фиксации и приводом вращения 3.Узел поперечных суппортов 4.Узел продольных суппортов 5.Гидравлическое оборудование 6.Электрооборудование 7.Система охлаждения 8.Транспортер стружки	0,55   0,18     0,07 0,06 0,17   0,65 0,08 0,24	0,2   0,2     0,18 0,02 0,2   0,2 0,2 0,2	0,0011   0,0004     0,0001 0,00001 0,0003   0,0013 0,0002 0,0005 =0,00391
3. Агрегатная	1.Узел подачи и загрузки заготовки Механизмы фиксации Гидравлическое оборудование Электрооборудование Система охлаждения Транспортер стружки Силовой стол с гидроприводом Поворотный стол Силовая головка	3,3 0,18 0,65 3,43 0,72 0,24   1,2 0,1 0,18	0,476 0,476 0,476 0,476 0,476 0,476   0,476 0,476 0,476	0,0157 0,0009 0,0031 0,0163 0,0034 0,0011   0,0057 0,0005 0,0009 =0,0476
4. Вертикально-сверлильная	1.Узел подачи и загрузки заготовки 2.Шпиндельный блок с механизмом  фиксации приводом вращения 3.Гидравлическое оборудование 4. Электрооборудование 5. Система охлаждения 6. Транспортер стружки 7.Подъёмно-поворотный стол	0,55   0,18     0,17   1,43 0,08 0,24 0,13	0,674   0,674     0,674   0,674 0,674 0,674 0,674	0,0037   0,0012     0,0011   0,0096 0,0005 0,0016 0,0009 =0,0186
= =0,0852

 

Таким образом:

 

 мин.

 

Производительность данного варианта:

 

 деталей/смену.

 

2 ВАРИАНТ

Технологический процесс.

1 СТАНОК – Токарный. tр=0,79 мин.

2 СТАНОК – Токарный. tр=0,2 мин.

3 СТАНОК – Агрегатный. tр=0,476 мин.

1позиция-сверлить 2 комбинированных  отверстия 11совместно

tр=0,476 мин.

2 позиция-сверлить 8 комбинированных  отверстия 12 совместно

tр=0,006 мин.

3позиция-зенкеровать 8 комбинированных  отверстия 12

совместно tр=0,006 мин.

4позиция-сверлить и зенковать  отверстие 15 tр=0,15 мин.

5позиция- нарезать резьбу в  отверстии 15 tр=0,187 мин.

4 СТАНОК – Агрегатный. tр=0,187 мин.

1 позиция – сверлить и зенковать 2 комбинированных отверстия

13 совместно tр=0,231 мин.

2 позиция – нарезать резьбу в отверстии 13. tр=0,325 мин.

 

Таблица2.3 – Расчет потерь по оборудованию второго варианта

Наименование позиции	Наименование механизмов	Время простоев на 100 мин. работы , мин.	Время работы j– го нормализованного узла , мин.	Простои конкретных механизмов , мин.
1	2	3	4	5
1. Токарная	1.Узел подачи и загрузки заготовки 2.Шпиндельный блок с механизмом  фиксации и приводом вращения 3.Узел поперечных суппортов 4.Узел продольных суппортов 5.Гидравлическое оборудование 6.Электрооборудование 7.Система охлаждения 8.Транспортер стружки	0,55   0,18     0,07 0,06 0,17 0,65 0,08 0,24	0,79   0,79     0,39 0,4 0,79 0,79 0,79 0,79	0,0043   0,0014     0,0003 0,0002 0,0013 0,0051 0,0006 0,0019 =0,0151
2. Токарная	1.Узел подачи и загрузки заготовки 2.Шпиндельный блок с механизмом  фиксации и приводом вращения 3.Узел поперечных суппортов 4.Узел продольных суппортов 5.Гидравлическое оборудование 6.Электрооборудование 7.Система охлаждения 8.Транспортер стружки	0,55   0,18     0,07 0,06 0,17 0,65 0,08 0,24	0,2   0,2     0,18 0,02 0,2 0,2 0,2 0,2	0,0011   0,0004     0,0001 0,00001 0,0003 0,0013 0,0002 0,0005 =0,00391
3. Агрегатная	1.Узел подачи и загрузки заготовки 2.Механизмы фиксации 3.Гидравлическое оборудование 4.Электрооборудование 5.Система охлаждения 6.Транспортер стружки 7.Силовой стол с гидроприводом 8.Поворотный стол 9.Силовая головка	3,3   0,18 0,65 3,43 0,72 0,24 1,2 0,1 0,18	0,476   0,476 0,476 0,476 0,476 0,476 0,476 0,476 0,476	0,0157   0,0009 0,0031 0,0163 0,0034 0,0011 0,0057 0,0005 0,0009 =0,0476
4. Агрегатная	1.Узел подачи и загрузки заготовки 2.Механизмы фиксации 3.Гидравлическое оборудование 4.Электрооборудование 5.Система охлаждения 6.Транспортер стружки 7.Силовой стол с гидроприводом 8.Поворотный стол 9.Силовая головка	3,3   0,18 0,65 3,43 0,72 0,24 1,2 0,1 0,18	0,187   0,187 0,187 0,187 0,187 0,187 0,187 0,187 0,187	0,0062   0,0003 0,0012 0,0064 0,0013 0,0004 0,0022 0,0002 0,0003 =0,0185
= =0,0851

 

Таким образом:

 

 мин.

 

Производительность данного варианта:

 

деталей/смену.

 

 

3. Роботизированные комплексы

 

При обслуживании металлорежущих станков  промышленные роботы (ПР) выполняют  следующие вспомогательные операции: установку заготовок в рабочей  зоне станка и снятие обработанной детали с укладкой ее на конвейер, в ориентирующий магазин и т. п.; контроль размеров заготовок и обработанных деталей; очистку базовых поверхностей деталей, заготовок и фиксирующих приспособлений станка от грязи и стружки; проверку правильности базирования и фиксации заготовок в зажимных приспособлениях станка; смену захватов, а также режущего и вспомогательного инструмента. ПР может осуществлять поиск, опознавание детали и перебазирование ее в процессе обработки. При обслуживании группы станков ПР обеспечивает межстаночное транспортирование деталей.

Типовым примером одностаночного РТК  с встроенным ПР являются комплексы  на базе ПР мод. M10П.62.01 и его модификаций. Достоинством таких РТК является их компактность, так как робот  закрепляется непосредственно на станке, не занимая дополнительной площади. ПР может быть закреплен в различных положениях в зависимости от схемы загрузки станка и оснащен двухместным захватом.

Как правило, указанные РТК содержат тактовые накопители, предназначенные  для транспортирования деталей в зону работы ПР. Заготовки могут располагаться либо непосредственно на накопителе, либо на спутниках, закрепленных на накопителе. Возможна также работа ПР и со стационарной многопозиционной тарой.

Планировка РТК с ПР мод. М10П.62.01, закрепляемым на передней стенке станины станка, показана на рис. 3.1.РТК укомплектован тактовым столом 5, на котором устанавливается запас заготовок, достаточный для двух- восьмичасовой работы комплекса. В состав РТК входит также система 3 управления станком.

Тактовый стол подает заготовку на фиксированную позицию, : которой ее снимает рука ПР 4 н устанавливает в рабочую зону станка 2. После обработки готовая деталь снимается и устанавливается роботом в ту же позицию тактового стола. Затем система 7 управления роботом формирует сигнал для перемещения тактового стола на один шаг: готовая деталь перемещается на другую позицию, а на ее место поступает новая заготовка.

 

Рисунок 3.1 – Планировка РТК со встроенным в станок ПР

 

Роботизированный комплекс для  связи двух агрегатных станков (рис. 3.2) выполнен на базе однорукого или двурукого ПР мод. КМ10Ц4201 грузоподъемностью 10 или 5x2 кг и двух агрегатных станков мод. 3X4242 и 3X4243. Комплекс предназначен для выполнения различных технологических операций, включающих переходы сверления, нарезании резьб, обточки и фрезерования деталей типа корпусов, фланцев массой до 10 кг в условиях мелкосерийного производства.

Автоматический манипулятор в  составе комплекса выполняет  загрузку станка заготовками из магазина и передачу заготовок со станка на станок.

 

Рисунок 3.2 – РТК для связи агрегатных станков: 1,2 – агрегатные станки, 3 – механизм разгрузки станка на конечной операции обработки, 4 – системы управления комплексом, 5 – магазин, 6 – заготовки, 6 – ПР

 

 

4. Транспортные системы загрузочных устройств для промышленных роботов

 

Транспортные системы являются одним из основных элементов автоматизированного  производства в любой отрасли  промышленности. Кроме основных функций  — перемещения изделий и материалов, транспортные системы могут изменять ориентацию, производить накопление и адресование изделий, осуществлять обработку изделий и материалов в процессе перемещения. Наиболее полно возможности транспортных систем реалзованы в автоматических линиях, нашедших широкое применение в массовом производстве. В автоматических линиях полностью решены вопросы загрузки и выгрузки ТМ, передачи изделий с одного участка на другой. В этих линиях обычно применяются специальные или специализированные транспортеры, предназначенные для перемещения одного или нескольких видов изделий. Необходимость частой переналадки технологического оборудования на другой тип изделий, характерна для большинства современных быстросменных и многономенклатурных производств, сопряжена с большими материальными и временными затратами, исключающими применение традиционных автоматических линий.

Широкое использование ПР в качестве универсальных питателей позволило  расширить возможности и области  эксплуатации автоматических линий. В  роботизированных автоматических линиях — объем использования транспортных систем существенно уменьшается, так как ПР наряду с загрузкой выгрузкойодновременно выполняет операцию перемещения изделий от одной ТМ к другой. Основная задача транспортеров в РТК состоит в загрузке-разгрузке ПР изделиями и материалами, поступающими, например, из магазинов, складов, соседних ПР, расположенных за их рабочей зоной.

Несмотря на принципиальные сходства конвейеров, выполняющих загрузку ПР или ТМ, следует отметить отличия  конвейеров ПР от конвейеров ТМ, которые  заключаются в более высокой степени универсальности, меньшем числе дополнительных устройств изменения ориентации, высокой мобильности, лучших условиях наладки и обслуживания.

Из всего многообразия транспортных средств наибольшее применение для  загрузки ПР нашли конвейеры (транспортеры), которые классифицируются по следующим признакам: природе сил, перемещающих изделия; виду движения; положению несущего органа в пространстве; характеру связи между изделием и несущим органом; назначению.