8 Атк машиностроения
План лекции
1. Характеристика технологических комплексов
2. Автоматизированный робототехнический комплекс
3. Автоматизированный участок металлообработки
4. Системы ЧПУ
8.1 Характеристика технологических комплексов
В машиностроении в качестве средств автоматизации процессов изготовления деталей и сборки используют оборудование с числовым программным управлением (ЧПУ), автоматизированные линии (АЛ), роботизированные технологические комплексы (РТК), гибкие производственные системы (ГПС). Выбор средств определяется программой выпуска, номенклатурой и конструктивными особенностями деталей.
Основным оборудованием для механической обработки различных по назначению деталей и сборки являются AЛ или состоящие из них системы. В условиях крупносерийного и массового производства AЛ выполняют от одной до десяти различных деталей.
Необходимым элементом перехода от локальной автоматизации к ГПС являются РТК. Организационно РТК могут функционировать отдельно как самостоятельный вид оборудования или быть объединены в роботизированные технологические линии (PTЛ) и роботизированные технологические участки (РТУ).
Состав РТК определяется характером выполняемого технологического процесса и формируется на основе следующих данных: числа изготовляемых деталей; заданной годовой программы выпуска; состава технологического оборудования; организации потока материалов (транспортирование, промежуточное хранение деталей и заготовок); числа подразделений обслуживания оборудования. Конструктивные, технологические, планировочные, информационные и другие связи внутри РТК и между ними определяют характер выполняемого процесса.
Рекомендуется специализация РТК по двум группам выполняемых операций: для черновых и получистовых операций; для заключительных операций, на которых достигается требуемая точность.
8.2 Автоматизированный робототехнический комплекс
Рассмотрим применение промышленных роботов (ПР) в РТК механообработки. В зависимости от компоновки все модели металлорежущих станков могут быть разделены на две группы. К первой группе относятся станки с горизонтальной осью шпинделя типа токарных, шлифовальных, лоботокарных и других центровых и патронных станков.
На рисунке 8.1 показан один из видов РТК этой группы на базе токарного станка с ПР напольного исполнения для механической обработки деталей типа тел вращения диаметром 25...70 мм и длиной 60... 75 мм.
Рисунок 8.1. РТК на базе токарного станка
В РТК входит станок первой группы — токарный полуавтомат 1 и ПР напольного типа 6. Особенностью комплекса является наличие 24-позиционного поворотного устройства 4. На этом устройстве смонтированы накопители и механизмы поштучной выдачи заготовок. Оператор укладывает заготовки в кассеты поворотного устройства 4, ПР 6 захватным устройством извлекает заготовки из накопителя, загружает токарный полуавтомат 1 и включает обработку детали по программе. По окончании процесса обработки ПР снимает готовую деталь со станка и помещает в тару, которая находится на тележке 7. Заготовки поочередно подаются в кассеты пневмоцилиндром 5, и накопитель поворачивается по программе от устройства управления 3.
Манипулятор робота, перемещаясь вверх, извлекает заготовку из кассеты. Когда в кассете не остается деталей, поступает команда на поворот устройства накопителя от датчиков, установленных на тяге пневмоцилиндра. Все механизмы расположены внутри ограждения 2.
Особенностью комплексов, создаваемых на базе станков первой группы, является то, что заготовка при подаче в рабочую зону (на линию центров этих станков) должна в процессе установки в патрон или центр выполнять дополнительное движение в продольном направлении. Это следует учитывать в конструкции манипулятора и захватного устройства ПР.
Ко второй группе относятся станки с горизонтальным столом и вертикальным расположением оси шпинделя: типа вертикально-фрезерных, горизонтально-фрезерных, вертикально-сверлильных, токарных вертикальных и др. Наиболее широко в промышленности применяют фрезерные и сверлильные станки этой группы, на базе которых преимущественно создаются РТК.