Дипломная работа: Разработка АСУ процессом производства конической шестерни среднего и заднего моста 6520-2402017

 (5)

где Тшт - штучное время на соответствующей операции.

Фактическое количество станков расчетное количество станков округляется в большую сторону.

Загруженность станков по времени их использования:

Коэффициент загрузки оборудования вычисляется по формуле:

 (6)

Всего количество оборудования: nпр = 7 штук.

При разработке планировки участка необходимо учитывать следующие требования:

Компактность при расстановки оборудования.

Выполнение техпроцесса.

Оптимальное количество вспомогательного оборудования.

Размеры участка должны вписываться в сетку колонн корпуса.

Связывание с транспортными системами.

Состав производственных отделений и участков механических цехов определяется типом производства, технологическим процессом на изготовление детали и типом оборудования. В условиях массового и крупносерийного производства оборудование на участке расставляется по мере следования технологических операций. При укрупненном проектировании участка вначале необходимо определить общую производственную площадь участка по формуле:

 (7)

где -удельная производственная площадь занимаемая оборудованием;

nпр - принятое количество оборудования.

Sуд=25м2; nпр=10; Sоб=250 м2

Участок, разработанный для выполнения технологического процесса по изготовлению конической шестерни ведущего среднего и заднего моста, представлен на чертеже ДП 0.220301.65.17.10.45.00.00 ВО.

Каждому типу станка соответствует условное графическое изображение. При разработке планировки необходимо, чтобы участок был замкнутым, т.е. начало и конец технологического процесса были расположены на одной оси. В этом случае конфигурация расположения оборудования образует "овал", внутри которого следует расположить три группы станков и три промышленных робота для перемещения заготовки от станка к станку. Первая группа станков "привязывается" к следующей группе станков. Далее располагается следующая группа станков для выполнения последующих операций. На каждой группы станков необходимо предусмотреть рабочее место для робота манипулятора, радиус рабочей зоны станков от 800 до 1400 мм. В начале и конце технологического маршрута необходимо поставить тару под заготовки и детали.

Переналадка автоматической лини по выпуску деталей конической шестерни среднего и заднего моста осуществляется переводом операции зубонарезного станка позиции 7 на позицию 8 путем установки позиции загрузки и выгрузки робота манипулятора на соответствующий станок.

В устройство ориентации заготовки выгружает погрузчик, после того как заготовка выходит уже ориентированной, робот манипулятор 1 помещает в позицию 1, после того как цикл станка закончиться, робот манипулятор 1 перемещает в позицию 2, после окончании обработки на позиции 2, робот кладет заготовку на склиз-скат, под своей гравитацией заготовка скатывается к следующей группе станков. Такой цикл повторяется до тех пор пока не закончатся заготовки в ориентирующем устройстве. Далее заготовка скатившиеся по склизу скапливается на его конце, а робот манипулятор 2 при появлении заготовки в зоне загрузке на позиции 5, перемещает заготовку в позицию 6, после того как обработка заготовки закончится, робот 2 перемещает в позицию 7 или 8 (в зависимости от конструкции детали), когда обработка закончиться, робот 2 перемещает заготовку в позицию 9, робот манипулятор начинает заполнять тару. Такой цикл повторяется до тех пор пока не закончатся заготовки в склизе. После заполнения, заготовки отправляются на термическую обработку. После термической обработки заготовка помещается в вибробункер 2, после того как заготовка выйдет в ориентированном виде, робот манипулятор 3 берет заготовку и перемещает в позицию 11, после окончания обработки на станке, робот манипулятор перемещает в позицию 12, после обработки на этой позиции, робот манипулятор перемещает в позицию 13, и после обработки на этой позиции, робот манипулятор перемещает готовую деталь в позицию 14, где заполняет тару. Такой цикл повторяется как и в первой группе станков.

Устройство числового программного управления линией и электрошкафы расположены за ограждениями.

Вспомогательное оборудование необходимо для выполнения работ не связанных с обработкой детали. К таким работам относятся перемещение заготовки от одного станка к другому, к конвейеру, межоперационного накопления заготовок, деталей, транспортировка заготовок и готовых деталей.

К вспомогательному оборудованию данной автоматической линии относятся:

Устройство ориентации (вибробункер)

Транспортная система (склиз-скат)

Промышленный робот манипулятор.

С развитием вычислительной техники и повышением надежности средств автоматизации стало возможным и экономически выгодным автоматизировать различные вспомогательные операции.

Конструкция устройства ориентации показана в приложении Б.

Механизм ориентации и захвата, выполняется виде бункера-воронки. В которой бункер имеет форму конуса, направленной вершиной вниз, так как отвод ориентированных деталей производиться вниз по наклонному двухрельсовому лотку. В самом низу лотка вырезано отверстие Т - образного типа под ориентацию детали. За прорезью бункера закреплен траверс. Бункер крепиться на 4-ех стойках с направляющими, по 2 с каждой стороны. Для обеспечения подвижности бункер подпружинен. На дне, с внешней стороны бункера крепиться электромагнит. Электромагниты ЭМ 34 переменного тока, однофазные, предназначенные для применения в качестве комплектующих изделий для дистанционного управления исполнительными механизмами различного промышленного назначения для эксплуатации в стационарном состоянии. Электромагниты рассчитаны для включения в сеть переменного тока частоты 50 и 60 Гц на номинальное рабочее напряжение до 660 В. Чертеж представлен в приложении В.

Технические характеристики электромагнита представлены в таблице 2.

Таблица 2

Принцип работы устройства ориентации:

Детали насыпанные навалом в бункер устремляются вниз под действием сил тяжести. И по инерции возникающим в результате направленного колебательного движения, в которое от электромагнитного вибратора приводиться бункер вместе с массой деталей. От вибрации детали ориентируются и выходят вниз из “Т” - образного разреза в бункере на траверс. Вдоль траверса ставиться оптический датчик, для распознавания роботом манипулятором наличие детали.

Чертеж гравитационного транспорта показана в приложении В.

Гравитационный транспорт содержит наклонный желоб. Желоб может иметь наклон от 40 до 70. Желоб состоит из каркаса выполненного из уголков различных размеров и трех прутков для увеличения износостойкости, прутки держаться на двух стойках, на конце желоба имеется траверс для накопления детали и захвата робота манипулятора.

Принцип работы гравитационного транспорта:

По наклонному желобу движется деталь вниз, под своим весом.

На каждую пару станков предлагается установить по одному роботу-манипулятору. Робот производил бы обслуживание двух станков последовательно. В качестве оборудования для обслуживания станков предлагается напольный робот Fanuc-2 L-2400.

Основное назначение - для установки заготовок на металлорежущие станки и снятие готовых деталей; штабелирование грузов, обслуживание конвейеров и другие операции. Характеристика промышленного робота

Fanuc-2 L-2400 приведены в таблице 3.

Таблица 3

При выборе основного технологического оборудования следует руководствоваться конструктивно-технологическими особенностями обрабатываемого изделия, режимами резания. Так как в данной работе идёт проектирование гибкого автоматизированного участка, то выбираемое оборудование должно быть с ЧПУ предназначенное для работы в условиях автоматизированного производства. На данном автоматизированном участке может идти обработка не только конической шестерни среднего и заднего моста, но и других аналогичных деталей, поэтому производство должно быть быстропереналаживаемым в случае перехода на изготовление другой аналогичной детали.

Выбор станка осуществляем по следующим признакам:

частота вращения шпинделя;

размеры рабочей поверхности стола;

мощность электропривода главного движения;

скорость быстрого перемещения стола;

подача стола;

наибольшее перемещение стола.

Для обработки деталей конической шестерни среднего и заднего моста предлагается использовать следующие станки с ЧПУ:

-  вертикально-фрезерный станок FANUC XD-40,токарно-патронный станок 16К20РФ3,зубошлицефрезерный станок 5Б352ПФ2,Зуборезный станок 5А270ВФ3,шлицешлифовальный станок ОШ-628Ф3,зубошлифовальный станок 5А868Ф,

-  круглошлифовального станка ЗМ151Ф2.

Вертикально-фрезерный станок разработанный с использованием последних мировых технологий представляет новое поколение вертикально-фрезерных станков с ЧПУ которые идеальны для крупносерийного и массовых производств средних и малоразмерных деталей.

Такие характеристики станка, как 3-х осевое параллельное управление, высокоуровневое программирование (макрокоды), графический дисплей, гарантируют превосходную точность исполнения команд и позволяет оператору быстро добиться желаемого результата.

Сервопривод постоянного тока с цифровым управлением обеспечивает точные и быстрые перемещения по всем 3 - м осям. Большое количество операций, таких как фрезерование, растачивание, сверление, нарезание резьбы и т.п., можно осуществить за одну установку детали.

Стол и суппорт станка отливается из специального высокопрочного чугуна, они компактны, имеют большую область загрузки, высокую жесткость и отличные антивибрационные характеристики, способные обеспечить самую высокую точность обработки на станках подобного класса.

Конструкция включает в себя мощный высокомоментный шпиндель и встроенную систему подачи СОЖ в зону резания, что обеспечивает высокоскоростные режимы резания. Как дополнительное оборудование может быть заказан поворотный стол (4ая-ось), управляемый центральной системой ЧПУ станка. С помощью него возможна 4х-осевая обработка контуров любой сложности. Технические характеристики вертикально фрезерного консольного станка Fanuc XD40 представлены в таблице 4.

Таблица 4

Токарно-патронный станок 16К20РФ3 предназначены для выполнения разнообразных токарных работ: обтачивания и растачивания цилиндрических и конических поверхностей, нарезания наружных и внутренних метрических, дюймовых, модульных и питчевых резьб, а также сверления, зенкерования, развертывания, и т.п. Отклонение от цилиндричности 7 мк, конусности 20 мк на длине 300 мм, отклонение от прямолинейности торцевой поверхности на диаметре 300 мм - 16 мк.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13