Файл: Гпс, работающие по схеме складстанок.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.11.2023

Просмотров: 52

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ГПС для обработки деталей типа тел вращения
ГПС, работающие по схеме склад-станок, как правило, строятся по секционному принципу на основе применения единой модели станков одинакового технологического назначения и типового транспортного и вспомогательного оборудования. Агрегатно-секционный (модульный) принцип построения участков позволяет компоновать их из отдельных унифицированных секций,
обеспечивающих самостоятельное выполнение заданных производственных функций, а также комплектовать участки станками различного назначения, число которых зависит от номенклатуры обрабатываемых деталей и их годового выпуска. Типовые решения позволяют учитывать любые особенности производственных помещений, что также увеличивает гибкость системы.
Секционное построение на основе типового транспортного и вспомогательного оборудования также сокращает объем проектноконструкторских работ и уменьшает сроки освоения производственных мощностей, а также текущей модернизации существующих производств.
Гибкие автоматизированные участки типа АСВ предназначены для обработки деталей типа тел вращения с размерами, соответствующими возможностям станков, объединенных в систему общей
ТСН, управлением и организационно-техническим обеспечением. За 1972—1992 гг. в России разработаны и опробованы на практике различные ГАУ типа АСВ (см. табл. 6.1), в которых использовались от 4 до 16 станков с ЧПУ. В зависимости от моделей и числа встраиваемых станков длина различных участков может составлять 35—60 м при общей ширине 14 м. Участки могут состоять из токарных станков с ЧПУ одного или разных типоразмеров, а также включать сверлильнофрезерные, шлифовальные, зубообрабатывающие и другие станки с ЧПУ. На сверлильно-фрезерных станках можно обрабатывать также детали плоской формы: планки,
рычаги, кронштейны, мелкие корпуса. Количество наименований обрабатываемых деталей практически не ограничено, а объем неповторяющихся деталей может составлять 40% общего объема.
На рисунке 6.8 показан один из вариантов компоновки участка из 12 станков (10 токарных и 2
сверлильно-фрезерных). Общий транспортер, несущий тару, обслуживает перемещающиеся
(поперек) автоматические транспортные тележки, которые доставляют к станкам спутники с концевым инструментом для сверлильно-фрезерных станков, поддоны с заготовками, палеты с комплектами оснастки и использованной оснасткой и секции поперечных транспортеров для удаления емкостей со стружкой от станков. Транспортер представляет собой адресную транспортно-накопительную систему со свободным ритмом перемещений, осуществляющую все грузопотоки и обеспечивающую независимую и совмещенную по времени работу на всех позициях участка. Этот же транспортер обслуживает отделения: наладки и комплектации режущего инструмента и оснастки, приема-сдачи готовых деталей, сбора стружки и ОТК. Имеется также планово-диспетчерское отделение с управляющим вычислительным комплексом на базе
ЭВМ типа М6000, СМ1 или СМ4 для оперативно-производственного планирования.
Рис. 6.8. Вариант компоновки участка типа АСВ:

1 — токарные автоматы или полуавтоматы; 2 — сверлильно-фрезерные станки с ЧПУ; 3
отделение наладки и комплектации, инструмента; 4 и 5 — поворотные стеллажи соответственно для инструмента и элементов оснастки; 6 — оптический прибор для настройки режущего инструмента; 7— секции автоматических транспортных тележек; 8
конвейер с тележками и ящиками с палетами: концевых инструментов (а), для заготовок и деталей (б), для комплектов оснастки (в), емкостями для стружки (г); 9 — отделение сбора стружки;

10— манипулятор-кантователь емкостей стружки; 11 — отделение приемки готовых деталей и ОТК; 12 — секции удаления стружки с гидроукладчиком
Оперативное планирование производства осуществляется с помощью ЭВМ, что обеспечивает планомерную и максимальную загрузку станков, учет и диспетчирование, сокращает время на

подготовку производства. Эксплуатация участков типа АСВ показала высокую производительность и малую трудоемкость применяемой системы технологической подготовки.
Суммарное время технологической подготовки токарных операций для деталей одной партии составляет около 60 мин (ознакомление с чертежом детали и технологическим маршрутом ее обработки — 10 мин, заполнение карты исходных данных — 15 мин, расчет на ЭВМ — 10 мин,
просмотр результатов расчетов и комплектация документов — 15 мин и другие операции).
Управляющий вычислительный комплекс обеспечивает взаимосвязь работы автоматизированного участка с другими подразделениями предприятия, что повышает уровень организации производства во всех звеньях предприятия.
Включением в систему станков одинакового технологического назначения и одной модели достигается технологическая взаимозаменяемость станков в пределах их назначения, крепежной и инструментальной оснастки, управляющих программ, упрощается содержание и обслуживание станков, обеспечивается более полная их загрузка по времени, динамичность производственного графика, т.е. достигается еще более высокая степень гибкости.
Транспортно-накопительная система является распределительной, универсальной и адресной системой высокой гибкости, которая осуществляет кратчайшую транспортную связь между всеми рабочими местами. Секционное построение позволяет в зависимости от производственных требований и условий без дополнительных специальных решений увеличивать или уменьшать длину транспортера. Это позволяет встраивать дополнительное число станков при росте объема выпуска. Транспортная система обеспечивает встраивание практически любых станков и их легкую замену при обновлении или необходимости ремонта. Автоматические транспортные тележки способствуют переходу от ручной загрузки станков к загрузке роботами, причем любой конструкции (следующий этап автоматизации).
ГПС, оснащенные ТНС и РТК станокробот, применяют при создании ГАУ (мелкосерийное и серийное производство) и АЛ (крупносерийное и массовое производство).
Участки типа АСВ могут оснащаться и различными моделями промышленных роботов. В
последнем случае целесообразно использовать подъемно-транспортные и манипуляционные роботы, что предусмотрено общим планировочным решением участков.
Для участков типа АС В разработаны конструктивные решения РТК с применением роботов моделей: Robot Fanuc Model 0 и Model 1 (Япония), РВ-50, РВ-50Ф2, СМ40Ц.48.11, СМ80Ц.48.11,
СМ80Ц.25.01.А (Россия) [21, 22, 26] (рис. 6.9).
ГАУ«Ротор-1» (рис. 6.10), установленный на Оптико-мехническом объединении (г. Санкт-
Петербург), обрабатывает более 360 наименований деталей типа тел вращения диаметром 12—40
мм, длиной 20— 350 мм (масса заготовок до 3 кг). Партия запуска деталей составляет 20—150 шт.
Десять ГПМ установлены в ряд вдоль стеллажа склада и состоят из модернизированных токарно- винторезных станков модели 16Б16Т1 с ЧПУ НЦ-31, обслуживаемых монорельсовыми двурукими роботами модели М-21, и лотковыми подкатными загрузочными устройствами для ориентированной штучной выдачи заготовок на позицию захвата робота. Каждый модуль оснащен измерительным датчиком модели БВ-4271 для контроля режущей кромки резца.
Стеллажный модульный склад, обслуживаемый роботом- штабелером модели РСК-250, работает в следующих режимах:

? загрузка складских ячеек тарой с заготовками от устройства загрузки-выгрузки,
оснащенного терминалом для ввода информации в систему;

? перемещение тары с изделиями из ячеек на то же устройство и терминал;

? внутрискладские перемещения тары с заготовками (деталями);

? перемещение тары с заготовками из ячеек склада на подкатные столы — загрузочные устройства технологических модулей;

? перемещение тары с изделиями с подкатных столов загрузочных устройств в ячейку склада или на устройство загрузки-выгрузки.
Использование складского робота-штабелера в качестве транспортного средства между складом и технологическими модулями автоматической транспортно-накопительной системы (АТНС)
позволяет отказаться от роботов-перекладчиков, сократить число объектов управления и упростить дисциплину управления АТНС, сократить протяженность материальных потоков и рациональнее использовать производственные площади. Средняя периодичность поступления запросов на транспортное обслуживание технологических модулей (с учетом среднего цикла изготовления деталей и емкости тары) составляет 18 мин. Продолжительность цикла работы АТНС (от получения запроса до возврата в исходное положение после исполнения) 0,5—2,5 мин.


Рис. 6.9. Пример автоматизации загрузки токарных станков мод. 1720ПФ30 на участке типа АСВ
роботами моделей Fanuc Model 0 и Fanuc Model 1 (а); роботом модели РВ-50 (б); роботом модели
РВ-50Ф2 (в):

1 — транспортер; 2 — транспортная тележка с автоматическим адресованием; 3 — робот модели Fanuc Model 0;

4 — УЧПУ робота Fanuc Model 0; 5 — приемные столы для деталей (заготовок); 6, 11
тактовые столы; 7и 12 — емкости для стружки; 8— СПУ робота модели Fanuc Model 1; 9
робот модели Fanuc Model 1; 10— приемные столы для деталей (заготовок); 13
токарный станок; 14 — СПУ станка; 15— робот модели РВ-50; 16— СПУ робота модели
РВ-50; 17— тара с упорядоченным расположением заготовок; 18— базирующие салазки; 19
крестовый двухкоординатный программный стол; 20— колесное основание; 21
рейка; 22 — фиксирующий механизм;

23 — рельсовый путь; 24— автоматизированный склад заготовок, деталей, инструментов и приспособлений; 25 — СПУ робота модели РВ-50Ф2; 26 — робот модели РВ-50Ф2;27—
рука робота;^—ось качания руки робота; 29— захватное устройство робота; 30
пристаночный накопитель заготовок; 31 — двухпозиционная автоматическая тележка

Рис. 6.10. Схема ГАУ «Ротор-1» для обработки деталей типа тел вращения:

1 - СПУ ПР; 2— ПР модели М-21; 3 — ЧПУ НЦ-31; 4 - датчик контроля износа инструмента модели БВ-4271; 5 — станок модели 16Б16Т1; 6 — электрошкаф станка; 7 — датчик контроля наличия заготовки на позиции захватывания роботом; 8 — подкатное загрузочное устройство; 9 — робот-штабелер модели РСК-250; 10— стеллажный склад;

11 загрузочное устройство склада; 12 — стол приема-выдачи заготовок и деталей; 13
тара с заготовками; 14 — пульт ввода информации;

15 — вычислительный центр; 16 — микро-ЭВМ «Электроника-60»;

17— АРМ2-01; 18— мини-ЭВМ СМ4; 19
дисплей; 20 — графопостроитель; 21 — полуавтомат кодирования графической информации ПКГИО;

22 — световое и звуковое табло; 23 — диспетчерский пульт
Унифицированная тара кассетного типа выполнена в виде двухъярусного контейнера. Нижний ярус служит для размещения заготовок в один, два или три ряда (в зависимости от длины заготовок), верхний ярус используется для приема деталей. Вместимость одного контейнера достаточна для обеспечения технологического модуля заготовками в течение двух и более часов.
ПР модели М-21 имеет программируемые продольные перемещения каретки по монорельсу параллельно оси шпинделя станка, цикловые перемещения установленных на каретке вертикальной и наклонной рук, ротацию вертикальной руки на 180° и непереналаживаемые самоцентрирующие ЗУ с диапазоном диаметров деталей 10—60 мм.
Для достижения необходимой гибкости ГПМ применен инерционный поводковый патрон,
обеспечивающий крепление заготовок диаметром от 12 до 40 мм без переналадки, и использована унифицированная групповая инструментальная наладка. Полная взаимозаменяемость ГПМ в пределах типоразмерного ряда допускает перевод деталей с одного модуля на другой без переналадки. Каждый модуль обрабатывает деталь с двух сторон, благодаря применению ротации и переустановке заготовки с помощью ПР.
Станки, входящие в ГПМ, дополнительно оснащены системами контроля состояния режущего инструмента, обеспечивающими необходимую технологическую точность за счет автоматической коррекции управляющей программы. Программируемое прерывание продольной подачи позволяет получать стружку необходимой длины.
Применение автоматизированных систем проектирования и расчета не гарантирует в каждом конкретном случае получения оптимальной управляющей программы (УП). Поэтому процесс получения УП должен включать процесс ее отладки на технологическом оборудовании. В ГПС
предусмотрен следующий порядок отладки УП. По директиве диспетчера один из ГПМ
переводится в наладочный режим. Из АСУ ГПС в УЧПУ ГПМ передается УП, подлежащая отладке. Технолог ведет отладку с использованием локального терминала редакционного комплекса на базе микро- ЭВМ «Электроника-60». Отлаженная программа автоматически

извлекается из оперативной памяти УЧПУ и через локальную информационную сеть поступает в архив УП. В архиве каждая УП имеет не менее трех версий: 001-УП получена посредством САПР,
002-УП — в состоянии незаконченной отладки, 003-УП — окончательная. Собственно, УП
третьей версии и составляет фонд работоспособных УП. Такая дисциплина технологической подготовки УП соответствует концепции ГПС и создает необходимую обратную связь в системе
АСТПП — ГПС.
Автоматизированный участок СМ-РСД.01 (рис. 6.11), созданный в Болгарии, предназначен для обработки деталей типа тел вращения при среднесерийном производстве. Детали изготовляют из поковок и резаного проката с подготовленными технологическими базами. Диаметр деталей центровых 20—100 мм, патронных — 36—220 мм; наибольшая длина центровых деталей 750 мм.
Рис. 6.11. Автоматизированный участок СМ-РСД.01 (Болгария) для обработки деталей типа тел вращения: а — планировка; б — расположение роботизированных технологических комплексов
В состав участка входят; патронно-центровой токарный станок 11 с ЧПУ, два патронных токарных станка 12 с ЧПУ, два токарноревольверных станка 10, сверлильно-фрезерный станок 9, моечная машина 8. Основные технологические операции; чистовая токарная обработка; сверление и фрезерные операции (нарезание шпоночных канавок, резьбы, обработка отверстий и т.п.); очистка и мойка деталей.
Подсистема потока деталей включает в себя; четырехъярусный стеллаж 2 (в каждом ярусе 24
трехпозиционные ячейки), трансманипулятор 1, перемещающий палеты 6 с деталями и инструментом на рабочие позиции около станков, три тактовые подпалетные станции 3, установленные рядом со станками с ЧПУ, шесть подпалетных подставок 5, три консольных манипулятора 4 мод. «Пирин», смонтированных на станках с ЧПУ, тельферный загрузчик 13 с ручным управлением, обеспечивающий ввод и вывод палет при обслуживании стеллажа, а также стеллаж 14 регулировки палет.
Участок управляется с центрального диспетчерского пульта 15, укомплектованного двумя мини-
ЭВМ (одна управляет станками, вторая — транспортированием деталей и инструмента, а также выдает информацию диспетчеру).
Участок обслуживают: диспетчер, наладчик станков с ЧПУ, операторы на токарно-револьверных станках и сверлильно-фрезерном станке, рабочий на приемосдаточной позиции и на участке /
комплектации инструментальных плат, контролер.
РТК станокробот, объединенные конвейерным транспортом, с автономными подвесными монорельсовыми роботами, имеющими каретку с одной рукой или более, перемещающуюся в одной плоскости с осью центров станка по монорельсу, закрепленному на двух опорах, широко применяются для комплектации автоматических линий.
Автоматические технологические линии типа АТЛ (Болгария) строятся как многономенклатурные переналаживаемые несинхронные линии со свободным тактом и предназначены для обработки деталей типа тел вращения с массой до 160 кг в условиях массового и крупносерийного производства при объемах партий от тысячи до нескольких десятков тысяч штук. Обрабатываемые детали проходят последовательно все операции. Установку-снятие деталей при обслуживании станков осуществляют автономные портальные манипуляторы «Пирин» двух типов:
непереналаживаемые (автооператоры) — для линий массового производства и роботы — для линий крупно- и среднесерийного производства. В одну позицию, обслуживаемую манипулятором
«Пирин», может быть установлено до четырех станков. Транспортирование деталей между

позициями производит конвейер. Технические данные приведены в табл. П2 приложения.
На рисунке 6.12, а показан элемент компоновки РТК станок — робот — конвейер — контрольно- измерительное устройство автоматической технологической линии. На рисунке
6.12, бив представлены компоновки автоматических линий АТЛ-06 и АТЛ-07. Особенность линий
АТЛ заключается в том, что при обработке ступенчатых валов последние при укладке в ложементы общего конвейера перекашиваются, так как при большом различии диаметров ступеней невозможно выдержать постоянное положение оси детали при наличии нерегулируемых ложементов. Поэтому в ряде случаев общий конвейер прерывают, разбивая его на несколько независимых участков, конструкция ложементов которых обеспечивает минимальный перекос оси деталей в данном диапазоне перепада диаметров (см. рис. 6.12, в).
Рис. 6.12. Применение портальных манипуляторов «Пирин» для комплектации автоматических линий: а — элемент компоновки автоматической линии станок — робот — конвейер —
контрольно-измерительное устройство; б — компоновка автоматической линии АТЛ-06; в
компоновка автоматической линии АТЛ-
07; 1 — портал; 2 — манипулятор «Пирин»; 3 — контрольно-измерительное устройство; 4
конвейер; 5 — станок; 6 — круглошлифовальный станок; 7 — шлицефрезерный станок; 8
гидрокопировальный станок; 9, 10 — фрезерно-центровальные станки; 11,12 — токарные станки; 13 — агрегатный станок для обработки шпоночных канавок и отверстий в торце вала; 14 — ограничительные консоли конвейера
АТЛ-06 (рис. 6.12, б) введена в эксплуатацию в 1973 г. на заводе ЗЕМ-ЛОМ (Болгария) и предназначена для механической обработки полувалов двигателей моста электрокар (полувалы с фланцами на одном конце и шлицами — на другом). Линия обеспечивает обработку (с переналадкой) около 20 типоразмеров валов длиной 350—750 мм, диаметром шейки 28—45 мм и размерами фланцев от 102 до 155 мм. В зависимости от типоразмера масса детали составляет 2—
10 кг, материал — сталь 40Х.
АТЛ-07 (см. рис. 6.12, в) предназначена для обработки валов двигателя постоянного тока на заводе им. Георгия Костова в Софии. Производительность линии — 150 тыс. деталей в год, такт выпуска
— 1 мин 20 с. Диапазон типоразмеров валов: длина 220—1000 мм, диаметр шейки 20—80 мм.
Заготовки — резаный прокат.
Линию обслуживают два человека: оператор, наблюдающий за работой оборудования, и подсобный рабочий, устанавливающий в ориентированном положении заготовки на начальную позицию конвейера и снимающий с него на конечной позиции обработанные детали.
Перенастройка линии для обработки нового типоразмера деталей осуществляется двумя операторами за 4 ч. Перенастройку можно осуществлять последовательно с первой операции без остановки всего оборудования.
Маршрут обработки деталей на линии: подготовка технологических баз (подрезка торцов и обработка центровых отверстий); обточка ступеней вала с двух сторон; сверление и нарезание отверстий в торцах с одновременным фрезерованием шпоночных канавок; последовательное шлифование первой, второй и третьей шеек.
Межоперационное транспортирование осуществляется конвейерами и портальными манипуляторами «Пирин». На загрузочной (первой) позиции конвейера заготовки вручную укладываются в ложементы, проходят соответствующую обработку на станках, показанных на позициях 10—13 (см. рис. 6.12, в), затем с помощью манипулятора переносятся в ложементы второго конвейера (для обеспечения лучшего центрирования деталей в связи с появлением ступеней). Полностью обработанные детали снимаются подсобным рабочим с ложементов второго конвейера на конечной позиции линии и укладываются в тару.
Групповое обслуживание станков напольными роботами (стационарными или передвижными)
применяют при достаточно длительных циклах обработки на станках и необходимости взаимоувязанной работы трех и более (до двенадцати) единиц обрабатывающего оборудования.
При этом лимитирующую по времени обработки операцию выполняют, например, на двух