Проектирование автоматизированного участка по изготовлению корпуса червячного редуктора

Подпружиненный щуп, который  может отклоняться на некоторое  расстояние от среднего положения в  радиальном и осевом направлениях, монтируют в корпусе, который заканчивается конической оправкой, идентичной инструментальным оправкам, применяемым на станках с инструментальными магазинами. Хвостовик служит для автоматического закрепления оправки при установке ее в шпиндель станка. Корпус устройства имеет специальный выступ, предназначенный для передачи сигнала в момент, когда щуп датчика входит в контакт с измеряемой поверхностью.

Устройство используется тогда, когда необходимо проверить  правильность выполнения какого-либо перехода или операции (например, расточка отверстия заготовки или проверка положения спутника с обрабатываемой заготовкой на столе станка перед  обработкой). В этом случае устройство по программе устанавливается в  шпиндель станка автоматическим устройством  смены инструментов. Далее по программе щуп устройства касается двух противоположных сторон отверстия. Внутри датчика имеется источник питания и инфракрасный генератор, так что устройство может излучать сигналы. Сигналы посылаются в момент касания щупом измеряемой поверхности в форме инфракрасного излучения в секцию приема, расположенную за торцом шпинделя.

Из секции приема сигнал поступает в устройство поиска сигнала и счетчик, где сравнивается с сигналом устройства обратной связи, контролирующего положение по координатам X, Y и Z стола станка, когда щуп устройства входит в контакт с контролируемой поверхностью. Результирующий сигнал запоминается и поступает в блок контроля размеров, откуда направляется в устройство ЧПУ станка.

Для повышения качества контроля при наличии СОЖ и загрязнений  на измеряемой поверхности в процессе измерения осуществляется обдув, сжатым воздухом наконечника щупа измерительного устройства. С этой целью механизм зажима инструмента в задней части  шпинделя соединяется с воздушной  сетью при зажатом инструменте.

Контролируемый размер расточенного отверстия представляет собой расстояние между двумя положениями щупа плюс диаметр щупа. Система автоматического  контроля производит сравнение измеренного  размера со значением, заданным программой обработки, и по результатам его  подает команду либо на продолжение  обработки, либо на повторную расточку с коррекцией или подает сигнал о  браке.

Автоматический контроль размеров и положения плоских  обработанных поверхностей производится аналогичным образом. Кроме того, подобные системы позволяют контролировать положение базовых поверхностей обрабатываемого полуфабриката  или спутника. В этом случае разность между требуемым и фактическим положениями по соответствующим координатам дает поправку, которую следует ввести в ЧПУ станка перед обработкой.

Поскольку центр щупа датчика  и ось вращения могут не совпадать, контролируемый параметр подсчитывается путем; усреднения результатов измерений, взятых до и после поворота шпинделя на 180°.

Существуют автоматические системы, контролирующие погрешность  базирования спутников в приспособлениях  путем установления наличия контакта в шести опорных точках, к которым подводится сжатый воздух, и давления на них.

Таким образом, при использовании  системы автоматического контроля и управления процессом достижения требуемой точности на технологическом  оборудовании, когда в шпиндель станка помещается измерительное устройство, он превращается в измерительную  машину, точность измерения которой  определяется точностью координатного  перемещения станка, точностью работы измерительной системы и условиями  измерения.

Применение контактных методов  контроля возможно лишь в тех случаях, когда силы при измерении не вызывают смещений и деформирования контролируемых объектов. В противном случае используются бесконтактные методы контроля, например с помощью лазерных устройств,

С целью повышения точности и производительности контрольных  операций в последнее время находят  применение щуповые головки с несколькими сменными наконечниками.

 

 

 

 

3.1 Система доставки заготовки

Снабжение заготовками осуществляется в форме ШТОРМ, которое заключается  в заблаговременной подготовке, комплектовке и доставке на рабочие места заготовок до начала смены без участия основных рабочих и в течение рабочей смены тоже без участия основных рабочих.

Заготовка со склада поступает  в отделение подготовки столов-спутников, где она устанавливается на стол-спутник, после чего её отправляют на склад. По заявке ОМО стол-спутник с заготовкой со склада транспортируют в отделение,где производится обработка базовых поверхностей, затем заготовку отправляют ОПСС, где её переустанавливают и отправляют на склад. По заявке ОАМО, со склада заготовка поступает в отделение, где происходит обработка заготовки. После обработки деталь поступает в контрольное отделение, а затем на склад.

3.2 Поворотные устройства

Использование поворотных устройств  обусловлено необходимостью изменения  направления движения и межоперационного поворота спутников и деталей.

Поворотные устройства различаются  в зависимости от положения оси  поворота в пространстве. В гибких производственных системах, главным  образом, нашли применение поворотные устройства с вертикальной осью вращении, к которым относятся поворотные столы. Кроме того, поворотные столы  используются в ряде автоматизированных систем. Для подачи паллет и отдельных  деталей в рабочую зону станка используется манипулятор.

 

Заполнение поворотных столов выполняется в некоторых случаях  вручную. Условием нормальной работы поворотного устройства является неподвижность деталей или спутника в процессе поворота стола.

В качестве привода поворотного  стола используются; червячный механизм с приводом гидромотора и реечношестеренчатый механизм, оснащенный гидроцилиндром. Работа такого устройства осуществляется в следующем порядке: подъем стола, прием очередной детали, поворот, возврат в первоначальное положение.

3.3 Стеллажные роботы-штаблеры

Дня обслуживания автоматизированной транспортно-складской накопительной  системы АТС-1, представляющей собой  многоярусные стеллажи, используется робот-штабелер. Корпус робота-штабелера представляет жесткую раму, в направляющих которой перемещается каретка с телескопическим столом.

Вдоль стеллажа перемещение  робота осуществляется от электродвигателя через зубчатый механизм, находящийся  в верхней части корпуса. В  нижней части робота расположены  ролики, движущиеся по гладкой направляющей. Другой электродвигатель через шлицевой вал осуществляет перемещение каретки в вертикальном направлении.

Спутник с деталью располагается  на выдвижной платформе телескопического стола. Для ориентации и удержания  спутника на выдвижной платформе  установлены направляющие планки (ложементы). Выдвижение телескопического стола  осуществляется электродвигателем  через систему зубчатых колес  и реек. Перемещении каретки и самого робота-штабелера вдоль стеллажа контролируется преобразователями информации, в качестве которых используются вращающиеся трансформаторы типа BTM-IB, смонтированные на соответствующих механизмах. Получив команду от ЭВМ, приводы робота-штабелера останавливают стол против необходимой ячейки стеллажа. Вслед за выдвижением телескопического стола подается команда на подъем каретки на 50 мм и спутник снимается с ложементов ячейки стеллажа-накопителя. Телескопический стол возвращается в первоначальное положение, робот приступает к транспортировке спутника в адрес, заданный по программе.

Точность позиционирования робота вдоль стеллажа составляет 1 мм, максимально транспортируемая масса - 150 кг.

Роботы-штабелеры используются в станочном модуле АЛП-3 для обработки корпусных деталей. Скорость робота-штабелера достигает 60 м/мин. Возможно применение сразу нескольких роботов-штабелеров в одной системе. Потребное количество роботов-штабелеров для обслуживания стеллажей-накопителей определяется коэффициентом загрузки каждого из них.

3.4 Стеллажи

Стеллажи-накопители позволяют  размещать детали различной номенклатуры и типоразмеров. Они выполняются  секционными, что без труда позволяет изменять их емкость.

Стеллаж представляет собой  рамную конструкцию.

Спутник размещается в  специальных ложементах. Основные требования, предъявляемые к стеллажу при  проектировании, заключаются в обеспечении  необходимой жесткости и прочности  всей конструкции. При передаче спутников  с одной стороны стеллажа на другую (двухсторонняя конструкция) в накопителе предусмотрены сквозные передающие окна с. роликовыми направляющими. Направляющие установлены под наклоном к горизонтальной плоскости, что обеспечивает перекатывание  спутника на противоположную сторону  стеллажа.

Перемещение обслуживающего стеллаж робота-штабелера происходит по направляющей с помощью зубчато-реечного механизма, который находится в верхней части стеллажа.

В нижней части стеллажа располагается роликовая опора, которая перемещается по рельсу. Предусмотрена  возможность обслуживания одним  краном-штабелером двух стеллажей, расположенных друг против друга. При этом существенно возрастает емкость накопителя, но одновременно усложняется схема подачи спутника. Основная характеристика стеллажа - вместимость, которая равна числу одновременно размещаемых на нем приспособлений-спутников. С учетом высокой стоимости производственной системы при проектировании необходимо обеспечить полную загрузку всего технологического оборудования, что определяет необходимое число приспособлений-спутников и, соответственно, вместимость предназначенного для них стеллажа.

В случае потребности лишь одной позиции, на ней совмещаются  операции установки и съема деталей  с приспособлений-спутников. Рядом  по технологической схеме производства располагается позиция контроля готовыхдеталей

3.5 Транспортные тележки

Для доставки приспособлений-спутников  и деталей от центрального стеллажа-накопителя к конвейеру или рабочим позициям автоматов в последнее время  находят применение транспортные тележки. Рельсовые транспортные тележки  выполняют функции межучастковых и межстаночных связей, а также загрузочно-разгрузочных устройств. Для этого тележки оснащены различными подъемными, поворотными и выдвижными столами, автоматическими манипуляторами или промышленными роботами.

Тележка ОМ 9973, выбранная  для участка, предназначена для  передачи столов-спутников с приемно-выдающей секции склада-стеллажа на приемно-передаточные столы станков и обратно. Рельсовый  путь проложен перпендикулярно оси  склада-стеллажа. Приемно-передаточные столы станков установлены с  двух сторон относительно рельсового пути тележки.

Рама тележки является несущей конструкцией, на которую  устанавливаются: мачта питания  с электрошкафом, блоки путевых выключателей, гидростанция, ходовые и приводные колеса, тормоза рельсовые, телескопический выдвижной и подъемный стол, на который устанавливается стол-спутник с изделием.

 

3.6 Процедура замены инструмента и настройки станка

Поскольку станки с ЧПУ  требуют применения инструментов определенных размеров при заданном положении  относительно системы координат  станка, предварительная настройка  всех инструментов на заданные размеры  вне станка играет решающую роль для  повышения эффективности станков  с ЧПУ.

Предварительная настройка  инструмента вне станка обеспечивает значительное сокращение его простоев благодаря совмещению подготовительно-заключительного  времени, затрачиваемого на переналадку  станка, и вспомогательного времени, затрачиваемого на замену и поднастройку инструмента, с временем работы станка. Предварительная настройка инструмента проводится независимо от конкретной программы.

Для этого регламентируются координатные размеры вершин режущей  кромки инструмента. Приборы для  предварительной настройки инструмента  к станкам с ЧПУ по сравнению  со специальными приспособлениями для  настройки инструментов на агрегатных станках и станках-автоматах должны обладать большей универсальностью и гибкостью, т. е. возможностью быстрой переналадки для настройки различных инструментов.

Прибор для размерной  настройки инструмента мод. 2010. Прибор предназначен для предварительной  установки в двух горизонтальных координатах как резцов в инструментальных блоках станков токарной группы, так  и вращающегося инструмента в  оправках и на борштангах станков  сверлильной и расточной группы. Прибор состоит из ступенчатой станины, на плоскости нижней ступени которой  имеются Т-образные пазы для установки  переходников-адаптеров (имитирующих  базирующие поверхности станков  токарной группы для установки инструментальных блоков), или шпиндельной бабки  для установки борштанг. На верхней поверхности станины находятся нижняя и верхняя каретки, перемещающиеся соответственно в продольном и поперечном направлениях. На верхней каретке установлено визирное устройство, выполненное в виде проекционного микроскопа. На поворотном экране проектора имеется штриховое перекрестие.

Для установки инструментальных блоков на поверхности прибора устанавливают  сменные переходники-адаптеры. Установка  адаптера по двум координатам относительно нулевых точек системы отсчета  производится по контрольному шаблону, имитирующему две грани резца  с определенными размерами относительно базовых поверхностей шаблона. Каретки  с проектором устанавливают на координаты, соответствующие размерам контрольного шаблона. Адаптер с шаблоном устанавливается  и закрепляется на станине прибора  таким образом, чтобы грани шаблона  совпали с перекрестием проектора. Затем калибр снимается с адаптера, и проектор настраивается на размер инструмента согласно координатам, указанным в карте наладки. Предварительная  установка проектора на заданные координаты осуществляется перемещением каретки по оптическим шкалам и стеклянных линеек и отсчетным микроскопам. Точная установка проектора осуществляется микрометрическими винтами. После установки проектора на заданные координаты положение кареток фиксируется стопорными винтами.