Деталь "Кронштейн" и технологический процесс ее изготовления

Электрооборудование: Питающая электросеть - род тока переменный трехфазный, частота- Гц 50 напряжение - В 380

Устройство числового программного управления: Тип Размер 2М1300-84, 2С42, "Фанук 6М-Е".

Количество управляемых координат - всего 8.

Ввод информации С перфоленты и вручную.

Система кодирования ISO.

Инднкация Буквенно-цифровая и знаковая

Вид интерполяции Линейная круговая.

Расчет коэффициента автоматизации станка модели 2204ВМФ4

Таблица 4

Ка = ?Аi/ n= 6,5 /13= 0,5

Несмотря на невысокий уровень автоматизации, оборудование может использоваться в составе ГПС после дооснащения его обеспечивающими системами:

· подачи заготовок;

· контроля режущего инструмента;

· контроля обрабатываемой поверхности;

· удаления отходов;

На операцию 020 сверлильную используется станок 2Н135.

Вертикально-сверлильный станок 2Н135 ипользуется на предприятиях с единичным и мелкосерийным выпуском продукции и предназначен для сверления, рассверливания, зенкования, зенкерования,развертывания и подрезки торцев ножами. Наличие на станке механической подачи шпинделя, при ручном управлении циклами работы, допускает обработку деталей в широком диапазоне размеров из различных материалов с использованием инструмента из высокоуглеродистых и быстрорежущих сталей и твердых сплавов. Установленное на станке электрическое устройство реверсирования двигателя главного движения, позволяет производить нарезание резьбы машинными метчиками при ручной подаче шпинделя.

Таблица 5

Расчет коэффициента автоматизации станка модели 2Н135

Таблица 6

Учитывая низкий уровень автоматизации и то что станок не автоматизирован его не возможно использовать в составе ГПС без глубокой модернизации.

Произведем замену используемого оборудование на его аналог 6Р13РФ3. Станок вертикальный консольно-фрезерный с ЧПУ и револьверной головкой

Станки предназначены для многооперационной обработки деталей сложной конфигурации из стали, чугуна, цветных и легких металлов, а также других материалов. Наряду с фрезерными операциями на станках можно производить точное сверление, растачивание, зенкерование и развертывание отверстий.

Таблица 7. Технические характеристики станка 6Р13РФ3

Рассчитаем коэффициент автоматизации для 6Р13Ф3

Таблица 8. Расчет коэффициента автоматизации станка модели 6Р13РФ3

Ка = ?Аi/ n= 3,5 / 10 = 0,35

Данное оборудовании, не смотря на ограниченные инструментальные возможности может использоваться в составе ГПС после дооснащения его обеспечивающими системами:

§ подачи заготовок

§ контроля изделий и инструмента

§ удаления отходов.

2.4 Определение потребности в технологическом оборудовании

Определение уровня автоматизации ТП

Рассчитаем уровень автоматизации технологической подсистемы до модернизации и после модернизации.

Расчет уровня автоматизации станочной подсистемы до модернизации

1 - 2254ВМФ4

2 - 2204ВМФ4

3 - 2Н135

Ка( ГАУ) = ? Ка / N = 1,31 / 3 = 0,43

где - количество подразделения ГАУ;

- сумма уровней автоматизации технологического оборудования и всех подразделений ГАУ.

Рис. 3. Уровень автоматизации станочной подсистемы до модернизации

Расчет уровня автоматизации станочной подсистемы после модернизации

Рис. 4. Уровень автоматизации станочной подсистемы после модернизации

1 - 2254ВМФ4

2 - 2204ВМФ4

3 - 6Р13Ф3

Ка( ГАУ) = ? Ка / N = 2,4 / 3 = 0,8

Принимаем общий уровень автоматизации 0,8.

Определение количества основного 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, исходя из среднего такта выпуска деталей на комплексе.

Средний такт выпуска деталей

где Ф_о - номинальный фонд времени работы оборудования,

при односменной работе оборудования Ф_о=2070 ч.;

при двухсменной работе Ф_о=4140 ч.;

при трехсменной работе Ф_о=6210 ч.

Примем двухсменный режим работы

К - коэффициент использования оборудования принимаем равным общему уровню автоматизации;

N_г - годовая программа выпуска деталей.

Таблица 9. Согласно заданию время выполнения

Определим степень загрузки оборудования

Таблица 10

Рис. 5. Коэффициент загрузки оборудования ГАУ

Исходя из коэффициентов загрузки принимаем следующее количество оборудования.

Таблица 10

3. Разработка компоновок ГПМ

3.1 Определение структуры ГПМ для операций 010. На базе станка модели 2254ВМФ4 и промышленного робота Kuka KR6-2

Для функционирования процесса 010 в полностью автоматическом режиме станок нужно дооснастить обеспечивающими средствами

Установка заготовки на станке

Контроль обрабатываемой поверхности

Контроль режущего инструмента

Удаление стружки

Для подачи заготовок и снятия деталей в ГПМ используется промышленный робот Kuka KR6-2 (Рис. 6)

Рис. 6

KR 6-2 образует кулакообразную рабочую зону и идеально подходит для экономичных системных решений, занимающих минимальную площадь.

Таблица 11

Комплекс выполняет следующие операции:

ПР берёт заготовку с конвейера, устанавливает её в патрон станка. После обработки ПР вынимает заготовку и перемещает обратно на конвейер.

Рассчитаем степень автоматизации для станка 2254ВМФ4

Таблица 12

3.2 Определение структуры ГПМ для операций 015. На базе станка модели 2204ВМФ4 и промышленного робота MOTOMAN-HP20-6

MOTOMAN-HP20-6 робот общего назначения (Рис. 7). Используется для обслуживания станков, таких как: гибочные прессы, токарно-фрезерные станки и многих других.

Рис. 7

Таблица 13

Рис. 8. Компоновка ГПМ на базе Сверлильно-фрезерного станка 2204ВМФ4 и промышленного робота MOTOMAN-HP20-6: 1 - ПР MOTOMAN-HP20-6, 2 - станок 2254ВМФ4,3 - устройство приема-выдачи заготовок - деталей, 4 - контейнер для стружки.

Комплекс выполняет следующие операции:

ПР берёт заготовку с конвейера, устанавливает её в патрон станка. После обработки ПР вынимает заготовку и перемещает обратно на конвейер.

Рассчитаем степень автоматизации для станка 2204ВМФ4

Таблица 14.

3.3 Определение структуры ГПМ для операции 020. На базе станка модели 6Р13РФ3 и промышленного робота Kuka KR 5 ARC (рис. 9)

Рис. 9

Таблица 15

Рис. 10. Компоновка ГПМ на базе фрезерного станка 6Р13РФ2 и промышленного робота Kuka KR 5 ARC:

1 - ПР Kuka KR 5 ARC, 2 - 6Р13РФ2.

Комплекс выполняет следующие операции:

ПР берёт заготовку с конвейера, устанавливает её в патрон станка. После обработки ПР вынимает заготовку и перемещает обратно на конвейер.

Таблица 16

В связи с малым объемом стружки система автоматизированного удаления стружки для данного ГПМ не предусмотрена.

4. 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).

Рисунок 11

Спецификация к рис. 11

1. Станок модели 2254ВМФ4

2. Робот манипулятор модели Kuka KR6-2

3. Устройство приема-выдачи заготовок-деталей

4. Станок модели 2204ВМФ4

5. Станок модели 6Р13Ф3

6. Робот манипулятор MOTOMAN HP20-6

7. Робот-манипулятор Kuka KR 5 ARC

8. Рольганговый конвейер для подачи паллет с заготовками.

9. Цепной конвейер для подачи и выгрузки контейнера под стружку

10. Штабелер

11. Контейнер для стружки

12. устройство приема - выдачи инструментальных комплектов

5. Функционирование подсистемы поддержания работоспособности

Система поддержания работоспособности занимает особое место в управлении ГПМ. Задача системы состоит в устранении помех, препятствующих нормальному продолжению рабочего процесса. Поддержание работоспособности включает: сбор информации; оценку информации и выявление отклонений от нормы, установленной исходными данными; определение причины отклонения, принятие решения и выработку корректирующего воздействия, ликвидирующего обнаруженные отклонения; ввод корректирующих воздействий.

В качестве примеров событий, требующих вмешательства системы поддержания работоспособности: затупление инструмента, предельное изнашивание инструмента, поломку инструмента, увеличение припуска или твёрдости заготовки и др.

Прежде всего, возникает проблема идентификации поступившей заготовки, которая должна быть абсолютно надёжной. С этой целью кодируют спутники и палеты с помощью кодовых планок; используют фотоэлектрические системы распознавания образов;

6. Система управления ГАУ

Рис. 12. Схема управления ГПМ

7. Алгоритм действий и циклограмма по перемещению материального потока подсистем ГАУ

Размещено на Allbest.ru