В ступ

Аналіз тенденції автоматизації машинобудівного виробництва показує, шо основним напрямом сучасного виробництва є застосування верстатів з числовим програмним управлінням (ЧПУ), завантажувальних, транспортних і складських роботів, керованих від ЕОМ, тобто створення гнучких інтегрованих виробничих систем (ГВС) машино- та приладобудування.

ГВС, згідно термінології ГОСТ 26228-88, представляє сукупність в різних поєднаннях устаткування з ЧПУ, роботизованих технологічних комплектів (РІК), гнучких виробничих модулей (ГВМ), окремих одиниць технологічного устаткування і систем забезпечення їх функціонування в автоматичному режимі протягом заданого інтервалу часу. В ГВС передбачено автоматизоване переналагодження при виготовленні виробів довільної номенклатури у| встановлених межах значень їх характеристик[1 ].

До складу системи забезпечення функціонування ГПС входять автоматизована транспортно-складська система (АТСС), автоматизована система інструментального забезпечення, автоматизована контрольно-вимірювальна система (АКВС), автоматизована система видалення відходів виробництва, автоматизована система технологічної підготовки виробництва (АСТПВ) автоматизована система управління.

Завданням курсового проекту є розрахунок, проектування і компонування РТК складання деталей типу тіл обертання.

Робототехнічний комплекс - сукупність основних технологічних машин промислових роботів, що працюють в єдиному виробничому циклі по обробці (виготовленню) деталей і здатних швидко налагоджуватись на новий вид продукції. В ряді випадків робото технічні комплекси керуються від ЕОМ З'єднання декількох робототехнічних комплексів в складну розвинуту систему з управлінням від автономної чи централізованої ЕОМ призводить до створення роботизованої технологічної лінії. В багатьох випадках в склад таких ліній входять станки з ЧПУ, що позволяе створити автоматичні лінії з зв'язком, які знадобляться для експлуатації в умовах єдиного і малосерійного виробництва. Розробка курсового проекту РТК здійснюється на основі техпроцесу складання і містить три основні етапи:

складання технічного завдання;

підготовка технічної пропозиції;

• розробка ескізного проекту.

Технічне завдання на проектування РТК є вихідним документом дляйогостворення. Технічна пропозиція на створення РТК розробляється за результатами аналізу номенклатури виробів на технологічність відповідно до попередньо прийнятого техпроцесу складання. На цьому етапі виконуються всі роботи з технологічної підготовки виробництва до впровадження промислових роботів, це основна частина курсового проекту. На етапі ескізного проектування слід вибрати автоматизовану-транспортно складську систему, виконати компонування робототехнічного комплексу складання тіл обертання великих розмірів.

1 Технічне завдання

Технічне завдання (ТЗ) – вихідний документ для проектування споруди або промислового комплексу, конструювання технічного пристрою (приладу, машини, системи управління і т. д.) або проведення науково-дослідних робіт (НДР). ТЗ містить техніко-економічне обґрунтування розробки, основні технічні вимоги, що пред'являються до споруди або виробу, і вихідні дані для розробки; у ТЗ вказуються призначення об'єкту сфера його застосування, стадії розробки конструкторської документації, її склад, терміни виконання і т. д., а також особливі вимоги, обумовлені специфікою самого об'єкту або умовами його експлуатації. Як правило, ТЗ складають на основі аналізу результатів попередніх досліджень, розрахунків і моделювання .

1.1 Аналіз технічного завдання для розробки технологічного процесу роботизованого складання.

1.1.1 Завданням курсового проекту є розрахувати, спроектувати і здійснити компонування РТК складання деталей типу тіл обертання. Формалізована узагальнена схема номенклатури деталей для складання призводить до отримання номенклатури складанних одиниць, що містять деталі типу суцільного валу, порожнинного валу, втулки, диску тощо.

1.1.2 Згідно варіанту виконуємо ескізи валу і втулки (рисунок 1.1).

1.1.3 В графічній системі KOMPAS-3D методом тривимірного моделювання виконуємо аксонометричне зображення та робочі кресленики деталей для складання (додаток А, Б). В конструкції деталей передбачаємо наявність фасок.

1.1.4 Вказуємо матеріал, з якого виготовлена деталь і визначаємо центр-масові характеристики деталей (рисунок 1.2).

1 .1.5 Виконуємо складанний кресленик складанної одиниці (Додаток в), оформляємо специфікацію. Наносимо необхідні розміри дотримуючись вимог скд.

1 Рисунок 1.1 – Ескіз складанної одиниці. .2 Технічні вимоги.

Матеріал виробу хромо-нікелевий сплав Х20Н80

Посадка спряжених деталей – H7/r6

Степінь точності допусків співвісності – 8

Д одаткові умови складання – теплова дія при вводі деталей у спряження

Задана продуктивність бункерного живильного пристрою 20 штук/хв. Час безперервної роботи БЖП без довантаження 60 хв.

Рисунок 1.2 – Центр-масові характеристики.

2 Технічна пропозиція

Технічна пропозиція — стадія проектування (ГОСТ 2.103-68) і сукупність конструкторських документів, що розробляються на цій стадії, які повинні містити уточнені технічні і техніко-економічні обґрунтування доцільності розробки документації на виріб на основі:

- аналізу технічного завдання замовника і різних варіантів можливих конструктивних рішень;

- порівняльної оцінки рішень з урахуванням конструктивних і експлуатаційних особливостей виробу, що розробляється та існуючих конструкцій та ін. (ГОСТ 2.118-73).

Перелік робіт, що виконуються на стадії технічної пропозиції, встановлюється на основі технічного завдання і визначається розробником залежно від характеру і призначення виробу.

2.1 Аналіз технологічності конструкції роботизованого складання виробів.

2.1.1 Оцінка форми деталей.

Основою уніфікації об’єктів роботизації і деталей і стандартизації об’єктів механоскладального виробництва є чітка класифікація, яка полегшує вибір транспортно-навантажувальних засобів для подавання і орієнтування деталей, дозволяє оптимізувати параметри цих пристроїв, полегшити розробку технологічного процесу складання.

Скдаданна одиниця, зображена у додатку В, складається з двох тіл обертання; гладкої втулки і з наскрізним отвором та ступінчастого валика 2 з наскрізним отвором. Обидві деталі мають форму тіла обертання, виконані з сірого чавуну СЧ10, що широко застосовується в машинобудуванні. До чавунів відносяться сплави заліза з вуглецем, вміст якого перевищує 2,14%. У цих сплавах присутній танок кремній і деякі кількості марганцю, сірки, фосфору. Сірий чавун, у якому вуглець у значній мірі або цілком знаходиться у вільному стані у формі пластинчастого графіту. Пластинчаста форма графіту погіршує властивості чавуна, тому розроблені методи плавки або наступної обробки, при якій змінюється форма графіту і поліпшуються властивості.

Вироби, виготовлені з нього, мають досить високу міцність і зносостійкість при роботі на тертя і характеризуються меншою, ніж сталь, чутливістю до концентраторів напруг. Поряд з перерахованими перевагами вироби із сірого ливарного чавуну добре обробляються різальним інструментом.

Спряження деталей здійснюється по циліндричній поверхні діаметром 60 мм, при виготовленні деталей слід забезпечити посадку Н8/Н6. Допуск співвісності передбачено за одинадцятим степенем.

2.1.2 Характеристика складності процесу складання.

Технологічність – це властивість конструкції машин, вузлів і деталей, при якому забезпечуються їх високі технічні та експлуатаційні характеристики з мінімальними затратами на їх виготовлення.

При відпрацюванні на технологічність конструкції втулки і вала необхідно враховувати наступне:

деталі мають оптимальне співвідношення розмірів точності і шорсткості поверхні і фізико-механічних властивостей, оскільки вони виготовлені з матеріалу Х20Н80, форми деталей є достатньо простими, без гострих кромок і великих виступів. Ця вимога забезпечить умови для простого й надійного орієнтування різнотипних деталей. Деталі мають безліч площин симетрії, вал має одну вісь симетрії, а втулка – 2. Як вал, так і втулка мають по 2 стійкі положення. Валик можна орієнтувати за рахунок того, що він має яскраво виражену асиметрію. Затискний пристрій може зручно взяти валик за сходинку діаметром 160. На складанну позицію деталі повинні бути орієнтовані за допомогою бункерних живильних пристроїв. Складанна одиниця складається з 2-х простих деталей, типи з’єднань прості і легкі у виконанні, а оскільки деталі для складання є типові, типу тіл обертання, то можна використовувати групові технологічні процеси. Конструкція складанної одиниці передбачає можливість використання мінімальної кількості одночасно працюючих маніпуляторів і максимальну доступність до деталей складанної одиниці. Обов’язковою вимогою для складанних одиниць є дотримання принципу послідовності складання, тобто відсутність проміжного розбирання та інших додаткових робіт. На першому етапі відпрацьовуються загальні вимоги, пов’язані з вибором матеріалу і фізико-механічних властивостей поверхні, на наступних – вимога до зовнішньої форми деталей, базуючи і орієнтуючих елементів, а також схем орієнтації.

2.1.3 Попередня орієнтовна побудова послідовності складання.

Складання – процес, результатом якого є отримання кінцевого виробу шляхом з’єднання менш складних деталей. При цьому внутрішні зв'язки між різними частинами зібраного виробу мають від 0 до 6 степенів вільності.

2.1.4 Відображення складанного процесу як часової послідовності контактної взаємодії об’єктів складання ([4], с.415-417).

Поділимо процес з’єднання деталей за характерними контактними ситуаціями, які визначаються відносним розташуванням центруючих і з’єднуваних елементів твірних поверхонь об’єктів складання та відображають у своїй сукупності основні етапи складанного процесу.

Перший етап (торцевої взаємодії) характеризується контакту­ванням приєднуваних деталей торцями. Цей етап одночасно визна­чає складанну ситуацію 1.

Другий етап (центрування) характеризується контактуванням приєднуваних деталей фасками. Охоплює він такі чотири складан­ні ситуації:

1) ситуацію 2 – ковзання кромки фаски приєднуваної деталі та її торцевої площини по твірній поверхні фаски базової деталі (рис. 2.1, а);

2) ситуацію 3 – ковзання твірної поверхні фаски приєднува­ної деталі по кромці фаски отвору базової деталі та її торцевій по­верхні (рис. 2.1, б);

3) ситуацію 4 – ковзання твірної поверхні фаски приєднува­ної деталі по кромці фаски отвору базової деталі та її поверхні з’єд­нання (рис. 2.1, в);

4) ситуацію 5 – ковзання кромки фаски приєднуваної деталі та її поверхні з’єднання по твірній поверхні фаски базової деталі (рис. 2.1, г).

Третій етап (посадка) характеризується контактуванням при­єднуваних деталей поверхнями спряження. Охоплює він такі чоти­ри складанні ситуації;

1) ситуацію 6 – ковзання по поверхні з’єднання приєднуваної деталі (рис. 2.2, а);

2) ситуацію 7 – ковзання по поверхні з'єднання базової дета­лі (рис. 2.2, б);

3) ситуацію 8 – ковзання по поверхнях центрування та з’єд­нання приєднуваної деталі (рис. 2.2, в);

4) ситуацію 9 – ковзання по поверхнях з'єднання обох з'єдну­ваних деталей (рис. 2.2, г).

Визначивши динамічні моделі кожної з характерних ситуацій, далі при дослідженні складанного процесу досить розглянути по­слідовність, що виникає в кожному конкретному випадку.

а б

в г

Рисунок 2.1 – Схема контактування фасками приєднуваних деталей на етапі центрування.

а б

в г

Рисунок 2.2 – Схема контактування поверхнями спряження приєднуваних деталей на етапі посадки.