Файл: Учебное пособие Учебное пособие разработано в Омском государственном тех ническом университете.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.11.2023

Просмотров: 427

Скачиваний: 21

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
14.4. Требования к технологическому оборудованию, используемому
в РТК
Основным критерием, определяющим возможность включения станков в состав РТК, является степень их автоматизации, позволяющая без серьезных конструктивных изменений перевести их на работу в автоматическом режиме совместно с ПР и возможность быстрой переналадки станка. Этим требовани- ям отвечают станки с полностью автоматизированным циклом работы: пере- ключение скоростей и подач, зажим изделий, смена инструмента, выполнение контрольных операций, отвод и подвод заграждений, вывод стружки и т. п.
Обычно для существующего оборудования перед включением его в РТК необходима его модернизация с целью автоматизации указанных операций, если на станке это нe предусмотрено. Кроме того, необходимо автоматизиро- вать:

для станков с горизонтальными столами и для вертикальных токарных
– очистку базовых поверхностей, установочных поверхностей приспособле- ний и стола станков;

для токарных станков с горизонтальной осью шпинделя – поджим за- готовки к торцу патрона;

для станков фрезерно-сверлильной группы – поджим заготовки к опорной поверхности установочного приспособления;

для станков токарной группы – оснащение станков устройством для дробления стружки;

для круглошлифовальных станков – самодействующими поводковыми патронами.
Кроме того, необходима модернизация электросхемы станков для обес- печения их связи с другим оборудованием РТК.
В РТК рекомендуется включать, прежде всего, серийно выпускаемое TO.
Выбор TO производится из следующих предпосылок:

150

возможность реализации заданного техпроцесса обработки типоразмерных рядов изделий;

распространенности и перспективности данного типа ТО;

приспособленности TO к совместной работе с освоенной номенклату- рой ПР;

технико-экономической целесообразности автоматизации данного TO посредством ПР.
При выборе TO необходимо учитывать, что большинство TO выпускалось для условий обслуживания человеком, что предопределяет их модернизацию при обслживании ПР в составе РТК. Работа TO совместно с
ПP создает дополнительную опасность возникновения аварийных ситуа- ций, что приводит к необходимости разработки мероприятий пo обеспече- нию техники безопасности, учитывающих специфику РТК.
Обычно РТК создаются на базе станков средней размерной группы, пред- назначенных для обработки изделий массой до 500кг, такие, как:

центровые (токарные, круглошлифовальные, центровально-фрезерные и др.) с диаметром обрабатываемого изделия до 320 мм и расстоянием между центрами до 2000 мм;

токарные патронные, лобовые, внутришлифовальные, зубообрабатывающие с диаметром до 630 мм;

фрезерно – сверлильно – расточные и плоскошлифовальные с пpямоугольными сторонами размером до 630x600 мм
2
;

станки с круглыми столами диаметром до 2000 мм.
В состав РТК в первую очередь включаются станки с ЧПУ и станки – полуавтоматы.
При выборе ТО, включаемого в РТК, необходимо учитывать особенности зон загрузки станков.
Под зоной загрузки станков понимается пространство рабочей зоны стан- ков, в которое поступает извне заготовка перед загрузкой ее в зажимное при- способление станка и где происходит ее закрепление.


151
При включении станка в состав РТК его зона загрузки имеет большое значение, предопределяющее выбор типа ПР. Именно в зону загрузки станка должна войти рука ПР и переместиться вместе с заготовкой (деталью) к зажимному устройству (либо совершить движение в обратной последователь- ности).
Имеющиеся зоны загрузки станков можно классифицировать на 12 групп (табл. 14.1):
Принадлежность к той или иной группе определяют направления подачи заготовок в зону загрузки станка (сверху, сбоку, спереди, сза- ди) и схему манипуляционных перемещений схвата ПР.
Для осущствления схемы загрузки имеют значения только форма и взаимное расположение ограничительных поверхностей, образующих зо- ну загрузки.
С увеличением номера схемы зоны загрузки возможность входа в зо- ну все более ограничивается.
Зона загрузки в самом общем случае рассматривается как куб, име- ющий возможность входа в него с пяти сторон no трем осям координат (х, у, z), точка пересечения которых должна быть привязана к оси симметрии установочного приспособления станка, а ось х условно направлена перпендикулярно к передней стороне станка (по ходу руки робота).
Первая зона (индекс 10) имеет неограниченный подход пo осям со всех сторон, что характерно для отдельных столов, на которые уста- навливаются спутники.
По мере появления в зоне загрузки ограничительных плоскостей, пересекающих одну из осей, количество возможностей входа в зону со- кращается сначала по одной, а потом и пo двум осям, в результате на по- следних схемах (тип 100 и 120) вход в зону возможен только пo одной из осей с одной стороны.

152
Таблица 14.1
Группы зон загрузки станков

153
Наибольшее количество станков (до 30%) имеют зоку загрузки типа
“60” с возможностью загрузки спереди и сверху, 25% - зону загрузки типа
“30” с возможностью загрузки сверху, спереди и с боков.
Процесс загрузки станков ПР можно разделить на три типа переме- щений:

транспортирование заготовки от места хранения к станку (за- висит от компоновки комплекса и конструкции ПР;

перемещение заготовки в рабочую зону (зону загрузки) станка (за- висит от формы и взаимного расположения ограничительных плоскостей зоны);

перемещение (ввод) заготовки в базирующее (установочное) при- способление станка (зависит от расположения приспособления на од- ной из ограничительных плоскостей зоны и принципа действия сам о- го приспособления).
Первые два типа перемещения реализуются переносными степенями подвижности ПР, а третий – ориентирующими.
1
14.5. Требования к промышленным роботам, включаемым в состав
РТК
ПР должны обеспечить выполнение вспомогательных функций: уста- новку заранее ориентированных заготовок в приспособление станка, снятие детали со станка и раскладку их в тару или укладку в магазин
(транспортер), кантование деталей на 90
о
, 180
о
, выдачу технологических команд, межстаночное транспортирование.
ПР как средства автоматизации должны иметь:

конструктивно-технологические параметры, соответствующие техническим параметрам ТО: грузоподъемность, скорость перемещения, точность позиционирования, размеры рабочей зоны, тип системы программного управления;


154

возможность улучшать технико-экономические показатели ТО: производительность не менее, чем на 20%, повышать коэффициент за- грузки TO в 2-2,5 раза и т.д.;

минимальное число степеней подвижности при условии обеспечения требуемых перемещений;

достаточную степень универсальности для обеспечения возможности перехода оборудования с выпуска одного изделия на другое с минимальными затратами времени;

высокую надежность, жесткость, виброустойчивость всех рабочих ор- ганов;

зону, обеспечивающую возможность наблюдения за процессом обработки и вмешательства в процесс в случае аварийной ситуации с со- блюдением при этом условий безопасности обслуживающего персонала.
Роботы, вкодящие в состав РТК, должны дополнитеиьно обеспечивать:
1. Совместную работу всех устройств, входящих в РТК, на основе меха- нических и электрических связей (ЧПУ, ОТО, средств оснащения, устройств управления ПР и микропроцессоров исполнительных механизмов), согласова- ние взаимных команд, а также автоматизированное или автоматическое пере- программирование);
2. Свободный доступ в зону установки и снятия деталей со станка, в зону перемещения захватного устройства, технологического оснащения и дру- гих систем, а также возможность манипулирования предметами труда между машинами и механизмами РТК;
3. Автоматизированную или автоматическую смену инструмента, оснаст- ки и рабочих органов ПР.
Применение ПР как средств автоматизации металлорежущих станков может осуществляться в двух направлениях:
1. Создание однопозиционных РТК, где робот обслуживает один станок.
При этом ПР может быть автономным либо встроенным в станок. Автономные
ПР более универсальны и могут обслуживать гамму станков со схожими зо-

155 нами загрузки. Встроенные ПР создаются, как правило, для определенной модели TO и крепятся к какой-либо части корпуса TO (на передней бабке токарных станков – “Электроника НЦ-ТМ-01”, сзади рабочей зоны станка
ТПК-125В – робот РП-901 и накопитель на 20 позиций).
2. Создание многопозиционных и групповых технологических комплек- сов на основе ПР, обслуживающих группу станков (от 2 до 6). В таких РТК
ПP, кроме операций загрузки TO выполняет межстаночное транспортирование деталей, их переориентацию, а также функции управления (согласование последовательности работы) станками. Групповые комплексы создаются на основе ПР с ЧПУ, обладающими большим объемом памяти и способных обслуживать разнотипные станки, имеющих, однако, подобные схемы загруз- ки и характеристики обрабатываемых деталей.
14.6.
Требования
к
вспомогательному
и
транспортно-
накопительному оборудованию, включаемому в РТК
Вспомогательное и транспортно-накопительное оборудование должно обеспечить непрерывное действие РТК в автоматическом режиме в течение заданного времени.
Функции транспортно-накопительного оборудования (ТНО):

накопление ориентированных заготовок на входной позиции РТК;

поштучная выдача заготовок (деталей) в определенную точку для взя- тия их схватом ПР;

транспортирование изделий внутри РТК с сохранением ориентации, передачи их на последующие участки;

переориентация изделий между станками РТК;

хранение межоперационного задела и задела между РТК.
Требования к вспомогательному оборудованию определяются:

типом РТК;


156

типом, формой, материалом и размером деталей;

составом станков;

серийностью производства и штучным временем обработки на станках.
Тип РТК и состав станков определяют:

функции, которые должны выполняться вспомогательным оборудова- нием (ВО): хранение, непрерывное транспортирование, шаговая подача и т.п.;

положение оси изделия при хранении и транспортировке;

конструктивное исполнение вспомогательного оборудования: магазин, тактовый транспортер и др.
Тип и размеры деталей определяют форму и размеры ложемента (призмы, стол, штыри, отверстия и т.д.).
Серийность и штучное время определяют емкость ВО, то есть количественный запас деталей, который должен быть обеспечен в единицу времени.
ВО должно быть быстропереналаживаемым и иметь широкую гамму унифицированных элементов.
При выборе и разработке ТНО для РТК требуется:

сопряжение ТНО с общезаводскими и цеховыми средствами транспортирования;

выбор способа ориентации и комплектации заготовок на первона- чальной позиции РТК;

выбор типа и емкости накопительных устройств.
В качестве накопительных устройств в РТК могут использоваться лотки
(скаты, склизы), шаговые транспортеры (реечные, пильчатые, с управляемыми собачками), цепные транспортеры (горизонтальные, вертикальные), круговые накопительные устройства, тупиковые накопительные устройства, транспор- теры роликовые, тактовые столы и многоместная тара.
При разработке ТНО требуется предварительно решить вопрос транспор- тировки изделия – поштучно либо в таре.

157
При жесткой связи между TO в РТК транспортирование может осу- ществляться поштучно проходным шаговым транепортером или тактовым столом.
При гибкой связи между TO в РТК транспортирование может осу- ществляться либо поштучно самим ПР, либо специальными транспорти- рующими устройствами, либо автоматизированной транспортной тележкой
(робокар, трансробот).
Вспомогательное оборудование, входящее в состав РТК, не имеет между собой, как правило, ни конструктивных, ни информационных свя- зей, получая все команды от TO или ПР и давая им ответные сигналы.
Требования к станочной оснастке:
При создании PTK выбор станочной оснастки осуществляется исходя из следующих положений:

ПP сам пo себе не обеспечивает окончательную точность базирова- ния детали в приспособлении. Требования к ПР ограничиваются возможностью ввода заготовки в зону базирующего приспособления стан- ка с зазором, гарантированном допусками нa сопрягаемые поверхности ба- зирующего приспособления и детали;

технологическая оснастка должна обеспечивать возможность уста- новки детали заданной моделью ПР, требуемую точность базирования и надежность закрепления и удержания детали в процессе обработки;

в целях гарантии правильности положения детали в приспосоолении станка в PTK желательно предусмотреть систему кон- трольных датчиков, фиксирующих положение детали перед обработкой.
Датчики могут находиться как на схвате ПР, так и нa самом ПР.
Для применения в составе PTK без дополнительных доработок можно рекомендовать:

для токарных станков: центра, поводковые патроны с плавающим центром, торцевые поводковые и caмоцентрирующиеся 3-х кулачковые па- троны;


158

для фрезерно-сверлильно-центровальных и протяжных станков: самозажимные тиски, приспособления с угловой фиксацией детали.
14.7. Требования к РТК в целом
Можно выделить следующие основные требования, обязательные для
РТК:

планировка PTK должна обеспечивать свободный, удобный и без- опасный доступ обслуживающего персонала к основному и вспомогатель- ному оборудованию и органам управления PTK;

планировка PTK должна исключать пересечение трасс следования
ПР и оператора в процессе работы ПP пo программе;

РТК должен быть обеспечен средствами защиты от возможного несанкционированного проникновения человека в зону действия ПР
(светозащита, ограждения, звуковая сигнализация, защитные сетки, настил с датчиками).Должно быть применено параллельно 2-3 автономно дей- ствующие защитные системы;

размещение средств защиты не должно ограничивать технологиче- ские возможности основного TO, ПР и удобства их обслуживания, а также препятствовать визуальному наблюдению оператора за ходом техпроцесса;

размещение средств управления РТК должно обеспечивать сво- бодный и быстрый доступ к органам аварийного отключения ПР и безопасность при управлении ПР в наладочном режиме.
Стойки систем управления ПP, TO и РТК в целом рекомендуется располагать вне их рабочей зоны.
Выше сформулированы требования к основным компонентам РТК применительно к механообработке, однако некоторые требования, например к ПP и РТК можно рассматривать шире.

159
14.8. Обшие характеристики и особенности РТК механообработки
Механообработка является завершающим этапом производственного процесса перед сборкой. Механическую обработку проходят практически все детали машиностроительного производства. Механообработке подвергаются заготовки и полуфабрикаты, полученные прокатом, штам- повкой, литьем, сварные детали и т.д. Механообработка имеет ряд при- сущих именно этому виду обработки характеристик и особенностей.
1. Многономенклатурность и преобладание мелкосерийного и се- рийного производств; широкие возможности, универсальность ТО, высо- кие качество и точность обработки; относительная простота переналадки.
Это способствует закреплению за единицей TO большого числа типоразмеров деталей серийного и мелкосерийного производств и требу- ет при построении РТК использовать ПР и ВО, способные работать с до- статочно большой группой однотипных деталей при обеспечении быстрой переналадки на новую деталь данного типоразмера.
2. Наличие сложной и точной оснастки. Наиболее перспективно ис- пользование самоцентрирующих автоматических устройств для зажима деталей, так как это позволяет применять ПР со сравнительно низкой точностью позиционирования (±0,3...0,5 мм). При разработке оснастки следует учитывать ее совместную работу с ПР и обеспечивать по возмож- ности простоту обслуживания TO и ВО промышленным роботом.
3. Быстрое изнашивание инструмента, являющееся одний из причин обеспечения постоянного контроля за процессом обработки и подналадки. Контроль может производиться либо на измерительных ма- шинах, либо с помощью ПР.
4.
Большое количество разнотипной стружки, так как процесс реза- ния сопровождается, как правило, интенсивным стружкообразованием.
Стружка может быть сливной или стружкой скалывания. В РТК должен