ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВТУЛКИ. документа Подпись Дата Лист
 Скачать 4.73 Mb.
|
|
Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 104 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР станок 11. После чего направляется на моечную машину 12. Готовая деталь следует на участок активного контроля 13. И наконец, возвращается на стеллаж 1. Рисунок 50 – Второй вариант размещений станков 1– стеллаж 1; 2 – кран-штабелер; 3 – приемо-раздаточный стол 4 – токарный обрабатывающий центр для 005 операции 5 – промышленный робот – токарный обрабатывающий центр для 010 операции 7 – УИО; 8 – склад режущих инструментов 9 – робокар; 10 – станция зарядки аккумуляторных батарей 11 – шлифовальный станок 12 – моечная машина 13 – УАК; 14 – КИМ; 15 – стеллаж 2. Суммарное перемещение при такой компоновке ГПС – 55,7 м. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 105 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Таблица 17 – Матрица перемещений для второго варианта Оборудование, к которому движется транспортное средство Оборудование, от которого движется транспортное средство 1 4 6 11 12 14 15 Расстояние, пройденное транспортным средством, м 1 9,6 4 10,9 6 4,7 11 10,9 12 10,5 14 5 15 4,1 4.2.7 Определение числа подвижных транспортных механизмов АТСС Робот штабелер, расположенный со стороны станков, должен передавать ящик с заготовками со стеллажа на станок, со станка на станок и со станка на стеллаж. Рассчитаем суммарное время обсл T работы робота со стороны станков ст ст ст ст ст стел ст стел обсл (58) где ст стел – число перемещений между стеллажом и станками ст ст – число перемещений между станками ст стел t – среднее время, затрачиваемое на передачу заготовки со стеллажа на станок и обратно, мин ст ст t – среднее время, затрачиваемое на передачу спутника со станка на станок, мин. Время выполнения штабелером одной передачи спутника равно 2 ст ст ст стел t t t t (59) где 1 t – время отработки кадра "Подойти и взять ящик, мин 2 t – время отработки кадра "Подойти и поставить ящик, мин. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 106 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР св под k 1 t t t t (60) с п под k 2 t t t t (61) где k t – время расчета и передачи кадра команды от ЭВМ в устройство ЧПУ робокара, мин под t – время подхода робокара к заданной точке, мин св t – время работы цикловой автоматики по выполнению команды "Взять ящик, мин с п t – тоже "Поставить ящик, мин. Время k t колеблется в пределах k t = 1,5…10 с время св t = с п t = 0,15…0,25 мин. Время подхода робокара к заданной точке y y x x под (62) где и y L – соответственно длина перемещения штабелера по осями, ми соответственно скорость перемещения штабелера по осями, м/мин. Для расчетов принимаем x V = 60 м/мин; y V = 6 м/мин; L x = 5 мм. Подставляя получим под 60 + 2 6 = 0,42 мин 𝑡 1 = 𝑡 2 = 3 + 0,42 + 0,2 = 3,62 мин; 𝑡 стел−ст = 𝑡 ст−ст = 3,62 + 3,62 = 7,24 мин; 𝑇 обсл = 2 · 7,24 + 0 · 7,24 = мин. Рассчитав суммарное время обслуживания станков, определим число робокаров для выполнения этой работы 60 Ф T K ш обсл 1 шт (63) где ш Ф – фонд работы штабелера, ч. Подставляя получим К шт1 = 1,18 305 · 60 = 0,65 · 10 −4 ≈ 1. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 107 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Для выполнения работы по перемещению заготовок и готовых деталей требуется один робот штабелер. 4.2.8 Определение вспомогательных систем и участков, необходимых для функционирования ГПС Для обеспечения функционирования в малолюдном или безлюдном режиме в структуре ГПС должны быть предусмотрены вспомогательные системы и участки. Вспомогательные системы ГПС служат для подготовки заготовок и полуфабрикатов для последующей обработки, обеспечения основного оборудование режущим инструментом, осуществления входного, промежуточного и окончательного контроля и обеспечения своевременного удаление отходов производства. К наиболее важным вспомогательным участкам относятся автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО); участок подготовки производства (УПП); система автоматизированного контроля (САК автоматизированная система уборки отходов (АСУО). Вспомогательные системы и участки, как и основные участки механической обработки ГПС связываются единой автоматизированной транспортно-складской системой и системой автоматического управления. 4.2.9 Автоматизированная система инструментального обеспечения АСИО служит для организации перемещения, хранения, настройки, сборки инструментов и инструментальных комплектов, восстановления режущих инструментов, очистки инструментов перед их промежуточным хранением, контроля и технической диагностики состояния режущих инструментов. Организационно АСИО может быть включена в состав ГПС или функционировать отдельно в инструментальном цехе. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 108 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Система инструментального обеспечения автоматизированного производства, в данном случае, включает в себя склады-накопители и магазины. 4.2.10 Участок подготовки производства На участке подготовки производства (УПП) осуществляется базирования и закрепления деталей на спутниках (паллетах), установки на детали технологических баз, комплектования, установки, выверки станочных приспособлений на спутниках. В данном производстве нет необходимости использовать спутники (паллеты), следовательно, УПП отсутствует в ГПС. 4.2.11 Система автоматизированного контроля САК служит для проведения входного, промежуточного (межоперационного) и окончательного контроля размерно-геометрических параметров заготовок, полуфабрикатов, деталей, диагностирования процессов и оборудования входе функционирования ГПС. Контроль второго вида проводится входе выполнения технологического процесса обработки детали и предназначен для предотвращения появления брака. Поданным, полученным в процессе измерения детали, вносится команда на смену или коррекцию привязочных размеров режущего инструмента. Контроль третьего вида необходим для окончательного контроля всех размеров и технических требований, предъявляемых к детали, с целью обеспечения гарантии качества изготовления продукции. Контрольные операции вне станка могут проводиться на координатно-измерительных машинах (КИМ) или при помощи других, как автоматических, таки ручных измерительных средств. Оснащенность контрольной операции измерительными средствами определяется исходя из Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 109 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР сложности формы детали, измеряемых параметров и целесообразности применения сложных и дорогостоящих измерительных систем. 4.2.12 Автоматизированная система уборки отходов АСУО служит для сегментирования сливной стружки, удаления ее от основного оборудования и из ГПС. Транспортирование стружки осуществляется конвейерами или вакуумными трубами, установленными ниже уровня пола транспортными тележками, которые перемещают стружку, собранную в конвейеры, до места сортировки, складирования и утилизации. Удаление стружки от станков осуществляется в таре при помощи транспортных механизмов. При этом учитываются форма стружки, материал, объем и масса стружки, сменность работы и другие факторы. Также ГПС оснащаются моечными машинами, которые полностью очищают детали и приспособления-спутники от стружки. 4.3 Выбор оборудования для функционирования автоматизированной системы Вспомогательным оборудованием называют оборудование, которое содействует в процессе производства, ноне влияют на свойства обрабатываемой заготовки. Основные критериями выбора определённой модели контрольно- измерительной машины (КИМ) являются величина рабочей зоны погрешность измерения система координат. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 110 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Исходя из формы детали Втулка более удобно использование КИМ с прямоугольной системой координат. Исходя из габаритных размеров хи точностных параметров детали выберем КИМ. В таблице 18 приведены характеристики трёх наиболее подходящих КИМ. Измерение детали можно произвести наследующих машинах Carl Zeiss CONTURA 7/7/6; LeitzReference Xi; Wenzel LH 65. Таблица 18 – Сравнение основных технических характеристик КИМ КИМ Максимально-допустимый диапазон измерений по осям X/Y/Z, мм Погрешность линейного измерения, мкм Carl Zeiss CONTURA 7/7/6 400/500/350 2,4+L/300 LeitzReference Xi 700/900/500 2,1+L/300 Wenzel LH 65 500/400/400 3,5+L/1000 Исходя изданных тaблицы выбираем КИМ Leitz Reference Xi, так как она имеет оптимальную рабочую зoну и сравнительно небольшое значение предельной погрешности. КИМ Leitz Reference Xi представлена на рисунке 51. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 111 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Рисунок 51 – КИМ Leitz Reference Xi Достоинства КИМ Leitz Reference Xi: – идеaльный КИМ для небольших диапазонов измерения – встрoенное микропроцессорное упрaвление (векторное управление пом осям) с возмoжностью рeгулировки скорости – чрезвычaйно жесткое исполнение трaверсы и пиноли из керамики термически нечувствительной) с пневмaтической компенсацией вeса по оси Z. Высокодинамичные пневмоподшипники, охватывaющие направляющие каждой из осей со всех сторон (в том числе и оси Y). Пассивнoе виброгашение; – компaктный пульт управлeния. Джoйстики с прогрессивной характеристикой для ручного управления измерительной машиной с возможностью переключения на медленный ход. Возможность эксплуатации в ручном режиме путем разъединения перемещений по осям – высокoдинамичные сeрвопривода. Электрoнный контроль привoдов и ограничение усилия по всем осям при столкновении. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 112 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Проведем проверку обеспечения точности измерений при использовании даннoй коoрдинатно-измерительнoй машины для контрoля детали Втулка. Погрешность диаметрального измерения размера 65-0,019: ∆ 1 = ± (2,1 + 𝐿 300 ) (64) ∆ 1 = ± (2,1 + 65 300 ) = ±2,32 мкм Погрешность линейного измерения размера 31 0,2: ∆ 1 = ± (2,1 + 31 300 ) = ±2,2 мкм. Координaтно-измерительная машин считаeтся пригодной для измерения, если погрешность линейного измерения составляет не более 30% от допуска на измeряемый размер. % 4 , 24 % 100 0,019 0,00464 1 1 T , % 1 , 1 % 100 0,4 0,0044 Так как оба отношения не превышают 30%, то можем сделать вывод, что выбранная координатно-измерительная машина Leitz Reference Xi пригодна для контроля детали. Для установки и базирования заготовки на станке подходит робот FANUC AM 100iCe (рис. 52), технические характеристики которого представлены в таблице 19. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 113 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Рисунок 52 – Промышленный робот FANUC AM 100iCe Таблица 19 – Характеристики промышленного робота FANUC AM 100iCe Контролируемые оси 6 Грузоподъемность, кг 10 Радиус действия, мм 1420 Вес механической части, кг 130 Повторяемость, мм 0,08 Для захвата корпуса необходим рабочий орган – схват промышленного робота. Эскиз схвата представлен на рисунке 53. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 114 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Рисунок 53 – Схват промышленного робота 4.4 Определение схем базирования заготовок в промышленных роботах, станках и промежуточных накопителях На рисунке 54 представлены схемы базирования заготовки на промышленных роботах при снятие-установки и на станках, для каждой операции. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 115 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Рисунок 54 – Схема базирования заготовки 4.5 Анализ производительности автоматизированной системы При автоматизации технологического процесса были разработаны две структурные схемы гибкого производственного участка. Отличительной особенностью этих схем является складская система. Впервой схеме централизованная складская система, а во второй схеме – децентрализованная. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 116 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Оптимальной схемой считается та, которая обеспечивает минимальное суммарное перемещение заготовки по всему участку согласно технологическому процессу. Отсюда следует, что приемлемой структурной схемой является вторая. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 117 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР 5 ОРГАНИЗАЦИОННО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ЧАСТЬ Заготовка детали Втулка поступает на межцеховом транспорте из штамповочного цеха на участок механической обработки. В соответствии с технологическим процессом заготовки поступают на 005 операцию на приемо-раздаточный стол – 3. Со стола с помощью промышленного робота, FANUC AM 100iCe – позиция 5, заготовки устанавливают на станок 4 – токарный обрабатывающий центр с ЧПУ, NLX2000SMC/500. После окончания обработки заготовки поступают на 010 операцию на приемо-раздаточный стол – 3. Со стола с помощью робота, FANUC AM 100iCe – позиция 5, заготовки устанавливают на станок 6 – токарный обрабатывающий центр с ЧПУ, NLX2000SMC/500. После механической обработки заготовки перемещают на приемо-раздаточный стол – 3. С помощью кран-штабелера заготовки помещаются на стеллаж – 15. Откуда перемаются в участок слесарной обработки, далее следует в цех термической обработки, затем в гальванический цех. После этих операций заготовки перемещаются обратно на стеллаж – 15. Затем поступают на 030 операцию на приемо-раздаточный стол – 3. Со стола с помощью промышленного робота, FANUC AM 100iCe – позиция 5, заготовки устанавливают на станок – универсальный круглошлифовальный станок с ЧПУ Paragon GUH-3580. После механической обработки заготовки поступают на моечную машину – 12. Затем поступают на координатно- измерительную машину ,Leitz Reference Xi. КИМ обслуживается рабочим. После измерения детали поступают на стеллаж 1. Материальная связь между приемо-раздаточными столами осуществляется с помощью робокаров. При проектировании участка предъявляются требования безопасности жизнедеятельности. На участке есть пожарный стенд, ящик с песком. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 118 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР 6 БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ЦИКЛА ИЗДЕЛИЯ 6.1 Мероприятия и средства по созданию безопасных и безвредных условий труда В работе по созданию безопасных и безвредных условий труда следует использовать передовую технику и технологию, внедрять научную организацию труда, а также мероприятия, не требующие больших материальных затрат. Это – внедрение профотбора, создание и поддержание в коллективах нормального социально-психологического климата, поддержания параметров микроклимата в оптимальных пределах, улучшение обучения и инструктажа работающих, применение средств напоминания и повышения трудовой бдительности, отличительной окраски опасных деталей машин и зон и другие мероприятия. К нормируемым параметрам микроклимата относятся температура воздуха влажность воздуха скорость движения воздуха. Эти параметры микроклимата не должны выходить за пределы нормативных величин установленных СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. 6.2 Мероприятия по электробезопасности Электробезопасность – система организационных мероприятий и технических средств, обеспечивающих защиту людей от опасного и вредного действия электрического тока. Поражение электричеством может иметь место в следующих формах остановка сердца или дыхания при прохождении электрического тока через тело ожог механическая травма из-за сокращения мышц под действием тока Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 119 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР В целях обеспечения безопасности работ в действующих электроустановках принимают следующие организационные меры назначают лиц, ответственных за организацию и производство работ оформляют нарядили распоряжение организуют допуск к проведению работ и надзор за их проведением оформляют перерывы в работе, переводы на другие рабочие места и устанавливают время окончания работ. К средствам коллективной защиты относятся заземляющие устройства, централизаторы (индукционные, высоковольтные, лучевые, аэродинамические, увлажняющие устройства испарительные, распылительные, антиэлектростатические вещества (вводимые в объем, наносимые на поверхность) и экранирующие устройства (козырьки и перегородки. В качестве средств индивидуальной защиты применяются специальные антиэлектростатические одежда и обувь, антиэлектростатические предохранительные приспособления (кольца, браслеты) и средства защиты рук. 6.3 Мероприятия по пожарной безопасности Пожар – это неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб. Опасными факторами пожара являются повышенная температура воздуха и предметов открытый огонь и искры токсичные продукты горения дым взрывы Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 120 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР повреждения и разрушения зданий и сооружения. На участке располагаются следующие первичные средства пожаротушения огнетушитель углекислотный ОУ-5, применяется для тушения электроустановок огнетушитель водно-пенный ОВП-5, применяемый для тушения горящей масляной ветоши и других очагов горения, не находящихся под напряжением ящик с песком ломы топоры и т.д. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 121 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР ЗАКЛЮЧЕНИЕ В выпускной квалификационной работе был проведен анализ действующего технологического процесса для детали Втулка, в котором используются универсальные станки. Что занимает огромное количество времени на обработку и требует высокую квалификацию рабочих. Основываясь на действующем технологическом процессе, был спроектирован проектный вариант технологического процесса с применением современного оборудования, металлорежущего инструмента и измерительных средств. По сравнению с действующим технологическим процессом проектный вариант наиболее производителен. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 122 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Гузеев, В.И. Режимы резания для токарных и сверлильно- фрезерно-расточных станков с числовым программным управлением / В.И. Гузеев, В.А. Батуев, ИВ. Сурков. – Челябинск Машиностроение, 2010. – 480 с. 2. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением – М Экономика, 1990. 3. Кулыгин В.Л. Технология машиностроения / В.Л. Кулыгин, В.И. Гузеев, И.А. Кулыгина. – М Издательский Дом «БАСТЕТ», 2011. – 184 с. 4. Каширин, НА. Оформление технологических карт в курсовых и дипломных проектах / НА. Каширин, В.А. Батуев, ИМ. Морозов. – Челябинск Издательство ЮУрГУ, 2006. – 77 с. 5. Основы автоматизации машиностроительного производства Учеб. для машиностроит. спец. вузов / ЕР. Ковальчук, МГ. Косов, В.Г. Митрофанов и др Под ред. Ю.М. Соломенцева. – е изд, испр. – М Высш. шк, 1999. – 312 с. |