Автоматизация технологических процессов и производств

Анализ технологического процесса изготовления детали "втулка". Принципы компоновки гибкого производственного модуля. Описание функциональных подсистем транспортирования заготовок, деталей и инструментов. Алгоритм перемещения материального потока на склад.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 22.11.2010
Размер файла 364,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Задание

1. Анализ исходных данных

1.1 Анализ технологического процесса изготовления детали "втулка"

1.2 Анализ оборудования, используемого в технологическом процессе

1.3. Компоновки ГПМ

2. Определение потребности в техническом оборудовании

2.1 Разработка структуры ГАУ

2.2 Расчет общего уровня автоматизации ГАУ

2.3 Определение количества технологического оборудования

3. Разработка структуры ГАУ

4. Функционирование подсистемы ГАУ транспортирования заготовок, деталей, инструмента и стружки

5. Алгоритм действий по перемещению материального потока подсистемы ГАУ. Деталь с ГПМ №1 на склад

5.1 Циклограмма материального потока. Деталь с ГПМ №1 на склад

5.2 Описание действий по перемещению материального потока подсистемы ГАУ. Деталь с ГПМ №1 на склад

6. Схема управления ГАУ

ЗАДАНИЕ

1. Проанализировать технологический процесс (рис.1 и 2) изготовления детали "втулка". Определить степень автоматизации используемого оборудования и сделать выводы о его готовности работать в составе ГПС. Определить возможные варианты модернизации, дооснащения вспомогательными средствами или замены используемого оборудования.

2. Используя типовые решения, определить структуру ГАУ в соответствии с заданием и произвести расчет уровня автоматизации всех подсистем ГПС, обеспечивающих производственную программу в соответствии с заданной производительностью. Рассчитать степень загрузки оборудования и определить потребность в технологическом оборудовании каждого наименования.

3. Определить состав компонентов и подсистем ГАУ.

4. Описать функциональные подсистемы транспортирования заготовок, деталей и инструмента.

5. Разработать алгоритм действий по перемещению материального потока деталь с ГПМ №1 на склад и циклограмму.

6. Разработать схему управления ГАУ.

Производственная программа 12000 шт.

№ операции

010

015

020

У

Время выполнения, мин

5

7

5

17

1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

1.1 Анализ технологического процесса изготовления детали "втулка"

Деталь "втулка" с габаритными размерами: длина L = 40 мм, максимальный диаметр D = 120 мм относится к классу деталей типа "тела вращения".

"Вал" изготавливается из хромоникелевой стали конструкционной легированной марки 40ХН (ГОСТ 4543-71). Сталь обладает высокой прокаливаемостью, хорошей прочностью и вязкостью. Они применяются для изготовления крупных изделий сложной конфигурации, работающих при динамических и вибрационных нагрузках. Особенности структурных превращений этих сталей позволяют для получения нужных свойств широко использовать не только все виды термической и химико-термических обработок, но так же применять при достаточном легировании термомеханическую обработку, с помощью которой можно достигать весьма высоких механических свойств.

Анализ технологического процесса изготовления детали "втулка".

Основные формообразующие операции выполняются на токарном оборудовании. Станок 16К20Ф3. Для формирования отверстий используется сверлильный станок модели 2Р135РФ2-1.

1.2 Анализ оборудования, используемого в технологическом процессе

Для определения структуры ГАУ необходимо рассмотреть возможности технологического оборудования, используемого в существующем типовом ТП.

На операциях 010 и 015 используется станок 16К20Ф3. Рассчитаем его степень автоматизации.

№ п/п

Наименование функции

Уровень автоматизации

Значение

1

Включение оборудования

Автоматизированное

0,5

2

Установка заготовки на станке

Ручная

0

3

Закрепление заготовки

Автоматизированное

0,5

4

Поиск инструмента

Автоматическое

1

5

Установка нулевой точки инструмента

Автоматизированное

0,5

6

Обработка заготовки

Автоматическая

1

7

Контроль обрабатываемой

Ручной

0

8

Контроль режущего инструмента

Ручной

0

9

Смена инструмента

Автоматизированное

0,5

10

Снятие готовой детали

Автоматизированное

0,5

11

Удаление стружки

Ручной

0

12

Выключение оборудование

Автоматическое

1

Итого

5,5

Прием решения о модернизации.

1. Модель станка 16К20Ф3 может использоваться в составе ГПС после дооснащения его обеспечивающими системами. Одним из типовых решений является комплекс на базе промышленного робота модели М 101162.01 и станка модели 16К20Ф3, который предназначен для токарной обработки заготовок деталей типа валов и фланцев массой до 10 кг. ПР берет заготовку из тактового ствола, загружает станок и затем возвращает обработанную деталь на тактовый стол. Производительность этого комплекса 42500 шт/год.

2. Так же добавим автоматическую систему стружкоудаления, которая обеспечивает стабильное удаления стружки со станка двумя способами:

- дробление стружки непосредственно в зоне резания;

- удаляя стружку из рабочего пространства станка, используя скребковый конвейер.

3. Осуществление прямого, периодического контроля за инструментом, используя индуктивные датчики установленные на столе обрабатывающего центра.

Произведем пересчет коэффициента автоматизации с учетом модернизации.

№ п/п

Наименование функции

Уровень автоматизации

Значение

1

Включение оборудования

автоматизированное

0,5

2

Установка заготовки на станке

автоматическое

1

3

Закрепление заготовки

автоматизированное

1

4

Поиск инструмента

автоматическое

1

5

Установка нулевой точки инструмента

автоматизированное

0,5

6

Обработка заготовки

автоматическое

1

7

Контроль обрабатываемой

ручной

0

8

Контроль режущего инструмента

автоматизированное

1

9

Смена инструмента

автоматизированное

0,5

10

Снятие готовой детали

автоматизированное

1

11

Удаление стружки

автоматическое

1

12

Выключение оборудование

автоматическое

1

Итого

8,5

На операции 020 используется сверлильный станок 2Р135РФ2-1. Рассчитаем уровень автоматизации.

№ п/п

Наименование функции

Уровень автоматизации

Значение

1

Включение оборудования

ручная

0

2

Установка заготовки на станке

ручная

0

3

Закрепление заготовки

ручная

0

4

Поиск инструмента

автоматическое

1

5

Обработка заготовки

автоматическая

1

6

Контроль обрабатываемой

ручной

0

7

Контроль режущего инструмента

ручной

0

8

Смена инструмента

автоматическая

1

9

Снятие готовой детали

автоматическое

0

10

Удаление стружки

автоматическое

1

11

Выключение оборудование

автоматическое

1

Итого

5

Чтобы повысить уровень автоматизации станка 2Р135РФ2-1 дооснастим его:

1. Системой установки заготовок. Промышленный робот модели М 101162.01, берет заготовку с тактового стола, загружает станок и затем возвращает обработанную деталь на тактовый стол.

2. Системой контроля инструмента. Контроль осуществляется прямым, периодическим методом.

Произведем пересчет коэффициента автоматизации с учетом модернизации.

№ п/п

Наименование функции

Уровень автоматизации

Значение

1

Включение оборудования

ручная

0

2

Установка заготовки на станке

автоматическая

1

3

Закрепление заготовки

ручная

0

4

Поиск инструмента

автоматическое

1

5

Обработка заготовки

автоматическая

1

6

Контроль обрабатываемой

ручной

0

7

Контроль режущего инструмента

автоматическая

1

8

Смена инструмента

автоматическая

1

9

Снятие готовой детали

автоматическая

1

10

Удаление стружки

автоматическое

1

11

Выключение оборудование

автоматическое

1

Итого

8

С таким коэффициентом данный станок может использоваться в составе ГПС.

1.3. Компоновки ГПМ

Определение структуры ГПМ №1 для операций 010 и 015 на базе токарного станка 16К20ФЗ.

Комплекс на базе промышленного робота мод. М 101162.01 и станка мод. 16К20ФЗ. Предназначен для токарной обработки заготовок деталей типа валов и фланцев массой до 10 кг. ПР берет заготовку с тактового стола, загружает станок и затем возвращает обработанную деталь на тактовый стол. Размеры обрабатываемой заготовки, мм:

диаметр:вала 120

фланца 150

длина: вала 500

фланца 150

Основные показатели комплекса. Время цикла обработки заготовки, мин….. 5

Производительность, шт/год…....42 500

ГПМ на базе ПР. М10П62.01: 1 - ПР мод. М10П62.01 встроенного типа; 2 - токарный станок мод. 16К20ФЗ; 3 - тактовый стол; 4 - устройства управления ПР; 5 - система управления станка.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТИ В ТЕХНИЧЕСКОМ ОБОРУДОВАНИИ.

2.1 Разработка структуры ГАУ

В систему обеспечения функционирования ГПС входят:

- автоматизированная транспортно-складская система (АТСС);

- автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО);

- система автоматизированного контроля (САК);

- автоматизированная система удаления отходов (АСУО);

- автоматизированная система управления (АСУ).

Исходя из вышеизложенного примем централизованную, линейную компоновку АТСС с боковым обслуживанием и двухадресным циклом работы штабелера. Характер связи между технологическим оборудованием - косвенный. На рис. 3 представлена схема общей компоновки ГАУ обработки детали "втулка".

Произведем расчет уровня автоматизации всех подсистем ГПС, обеспечивающую производственную программу в соответствии с заданной производительностью.

Расчет уровня автоматизации АТСС.

№ п/п

Наименование функции

Уровень автоматизации

Значение

1

Идентификация ячейки стеллажа

автоматическое

1

2

Прием и выдача тары с заготовками, деталями

автоматическая

1

3

Доставка заготовок до станка

автоматическое

1

4

Доставка инструмента до станка

автоматическое

1

5

Транспортирование контейнера со стружкой

автоматическая

1

Итого

5

Расчет уровня автоматизации зоны комплектации инструмента (СИО).

№ п/п

Наименование функции

Уровень автоматизации

Значение

1

Поиск информации по комплектующим инструментам

автоматический

1

2

Комплектация инструмента

автоматизированное

0,5

3

Сборка инструмента

ручная

0

4

Предварительная настройка

автоматизированное

0,5

5

Комплектация инструментальной наладки

ручная

0

6

Отправка инструментальной наладки на рабочую позицию

автоматизированное

0,5

7

Передача информации на верхний уровень ГАУ

автоматическая

1

Итого

3,5

Расчет уровня автоматизации зоны сбора стружки (ЗСС).

№ п/п

Наименование функции

Уровень автоматизации

Значение

1

Вывод стружки в зону брикетирования

автоматизированное

0,5

2

Разгрузка тары со стружкой

автоматическое

1

3

Возврат тары

автоматическое

1

4

Управление прессом

ручная

0

Итого

2,5

Расчет уровня автоматизации установки мойки - сушки деталей (УМС).

№ п/п

Наименование функции

Уровень автоматизации

Значение

1

Подача заготовок на мойку

автоматическое

1

2

Позиционирование деталей

автоматическое

1

3

Мойка заготовки

автоматическое

1

4

Сушка заготовки

автоматическое

1

5

Система контроля

ручная

0

Итого

4

Расчет уровня автоматизации зоны комплектации полет (ЗКП).

№ п/п

Наименование функции

Уровень автоматизации

Значение

1

Доставка полет в ЗКП

автоматизированная

0,5

2

Доставка заготовка в ЗКП

автоматизированная

0,5

3

Комплектация полет заготовками

автоматическая

1

4

Установка полет на позицию выдачи

автоматическая

1

Итого

3

2.2 Расчет общего уровня автоматизации ГАУ

Где n - количество подразделения ГАУ;

- сумма уровней автоматизации технологического оборудования и всех подразделений ГАУ.

2.3 Определение количества технологического оборудования

При разработке структуры автоматического производственного комплекса необходимо знать потребное количество основного и вспомогательного оборудования для обеспечения заданной программы выпуска деталей.

Определить количество основного оборудования, включаемого в автоматический комплекс, можно, среднего тракта выпуска деталей на комплексе.

Средний такт выпуска деталей:

Где Ф0 - номинальный фонд времени работы оборудования при двухсменной работе оборудования Ф0 = 4140 ч.

Где К - коэффициент использования оборудования. Принимаем равным общему уровню автоматизации;

Nг - годовая программа выпуска деталей.

Согласно заданию, время выполнения:

№ операции

010

015

020

?

Время выполнения, мин

5

7

5

17

Определим степень загрузки оборудования:

№ операции

10

15

20

Время выполнения, мин

0,34

0,48

0,34

0,39

Коэффициент загрузки оборудования ГАУ

Исходя из вычислений коэффициентов загрузки, принимаем следующее количество оборудования.

Так как на операциях 010 и 015 используется один и тот же станок и коэффициент загрузки оборудования на этих операциях менее 0,5, то для операций 010 и 015 будем использовать одну единицу оборудования (16К20Ф3). На операции 020 одну единицу оборудования (2Р135РФ2-1).

3. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ ГАУ

Исходя из расчетного количества оборудования, окончательно примем следующие решения для автоматизации технологических операций.

Для операций 010 и 015 используем комплекс на базе ПР модели М 101162.01 (рис.4.-14), станка модели 16К20Ф3 (рис.4.-13) с дооснащением его системой стружкоудаления (рис.4.-17) и системой контроля инструмента. Для операции 020 используется станок 2Р135РФ2-1 (рис.4.-4) с дооснащением его напольным роботом М 20П40.01 (рис.4.-5), системой стружкоудаления (рис.4.-3) и системой контроля инструмента.

Подробная схема участка представлена на рисунке 4 (приложение), на которой нанесены обозначения из следующей таблицы:

№ обозначения

Под номером обозначения

1

Стеллаж АСС

2

Ронгальговый конвейер для перемещения тары и инструмента

3

Ячейка приема и выдачи (инструмента, заготовок и деталей)

4

Накопитель для заготовок и полуфабрикатов

5

Система управления станка 16К20Ф3

6

Одновинтовой конвейер для удаления стружки из рабочего пространства станка

7

Штабилер

8

Напольный промышленный робот 20П40.01

9

Система управления станком 2Р135РФ2-1

10

Станок 16К20Ф3

11

ПР модели М 101162.01

12

Накопитель для инструментов

13

Контейнер под стружку

14

Станок 2Р135РФ2-1

15

Межоперационные накопители заготовок и деталей

16

Тара с заготовками или полуфабрикатами

17

Тара с деталями

4. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ПОДСИСТЕМЫ ГАУ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ЗАГОТОВОК, ДЕТАЛЕЙ, ИНСТРУМЕНТА И СТРУЖКИ

Транспортная система ГАУ включает в себя элементы транспортировки, которыми является робот штабелер и ронгальговый конвейер. Взаимодействие с зонами комплектации инструмента, сбора стружки, комплектации паллет, готовых деталей, а так же мойкой сушкой деталей осуществляется посредством ронгальгового конвейера. Различного рода тары подаются в ячейки приема и выдачи, далее робот штабелер их в соответствии с алгоритмом работы ГАУ.

Перемещение заготовок начинается из зоны комплектации паллет по ронгальговому конвейеру в ячейку выдачи. РШ захватывает паллету и перемещает ее на пристаночный накопитель ГПМ №1. После обработки всех заготовок, паллеты, РШ перемещаются на пристаночный накопитель ГПМ №2. По необходимости они могут быть перемещены в накопительные ячейки склада, а затем на ГПМ №2. После окончания обработки на ГПМ №2, детали транспортируются в модуль мойки и сушки деталей, а после - в зону готовых деталей.

Для транспортировки стружки используется специальная тара, наполняемая стружкой, которую выводят из под станка скребковые конвейеры. При достижении определенного уровня наполняемости, тара подается на позицию приема-выдачи. РШ перемещает тару на ронгальговый конвейер зоны сбора стружки, через ячейку приема-выдачи.

Инструмент перемещается из зоны комплектации инструмента посредством РШ на пристаночные накопители ГПМ №1 и ГПМ №2.

5. АЛГОРИТМ ДЕЙСТВИЙ ПО ПЕРЕМЕЩЕНИЮ МАТЕРИАЛЬНОГО ПОТОКА ПОДСИСТЕМЫ ГАУ. ДЕТАЛЬ С ГПМ №1 НА СКЛАД

5.1 Циклограмма материального потока. Деталь с ГПМ №1 на склад.

5.2 Описание действий по перемещению материального потока подсистемы ГАУ. Деталь с ГПМ №1 на склад

После обработки заготовки на ГПМ №1, ПР перемещает ее из патрона станка в буферное устройство. После чего штабеллер берет заготовку с буфера и перемещает в ячейку склада.

6. СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГАУ


Подобные документы

  • Общая характеристика детали "втулка". Анализ технологичности конструкции, определение служебного назначения детали. Нормоконтроль и метрологическая экспертиза чертежа. Разработка технологического процесса изготовления детали. Расчет режимов резания.

    курсовая работа [380,5 K], добавлен 04.05.2012

  • Сертификация как форма подтверждения соответствия. Метрологическая экспертиза процесса изготовления детали "Втулка". Техническое оснащение производства средствами измерения. Анализ деятельности метрологической службы ФГУП "Комбинат "Электрохимприбор".

    дипломная работа [888,4 K], добавлен 14.11.2014

  • Основные технико-экономические показатели технологического процесса изготовления детали "Подставка". Конструкторский анализ детали. Материал детали и его свойства. Выбор и обоснование методов получения заготовок для основной и перспективной программ.

    курсовая работа [144,9 K], добавлен 29.07.2010

  • Рассмотрение технологического процесса изготовления заготовки. Основные способы механической обработки детали "втулка": точение и шлифование. Физические методы контроля качества металлов. Динамические, статические и циклические испытания образцов.

    курсовая работа [799,7 K], добавлен 18.04.2014

  • Разработка технологического процесса изготовления детали цапфа. Служебное назначение детали. Расчет режимов резания, операционных размеров и норм времени. Анализ применения ЭВМ на стадиях разработки технологического процесса и изготовления деталей.

    курсовая работа [756,6 K], добавлен 20.03.2013

  • Проведение анализа технологичности и разработка технологического процесса изготовления детали "Корпус разъема". Обоснование метода получения заготовки и выбор способов обработки поверхностей детали. Расчет технологического маршрута изготовления детали.

    курсовая работа [260,6 K], добавлен 05.11.2011

  • Конструктивно-технологический анализ детали "Втулка". Выбор и обоснование вида заготовки, способа ее получения. Выбор оборудования и его характеристики. Расчет режима обработки и нормирования токарной операции. Проектирование станочного приспособления.

    курсовая работа [811,1 K], добавлен 21.02.2016

  • Конструктивные особенности детали "втулка", выбор материала заготовки. Анализ типа производства, особенности маршрутной технологии. Расчет промежуточных припусков и размеров заготовки, определение режимов резания, норм времени на технологические операции.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 07.02.2011

  • Разработка и совершенствование технологических процессов механической обработки деталей. Описание конструкции и работы изделия, его служебное назначение. Выбор способа получения заготовки, модели промышленного робота. Разработка системы управления.

    курсовая работа [4,6 M], добавлен 15.08.2010

  • Разработка технологических процессов изготовления деталей с помощью систем автоматизированного проектирования технологических процессов. Описание конструкции, назначения и условий работы детали в узле. Материал детали и его химико-механические свойства.

    курсовая работа [978,3 K], добавлен 20.09.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.