Лекція №18 1. Використання ПР для обслуговування машин лиття під тиском

Лекція №18

Тема: Застосування ПР. Використання ПР і автоматизованих ліній в ливарному виробництві.

План.

1. Використання ПР для обслуговування машин лиття під тиском.

2. РТК на базі машини лиття під тиском.

3. Автоматизація транспортних процесів.

 

1. Лиття сталі становить 23 % від усього лиття чавуну 73 %, 4%- з кольорових металів та їх сплавів.

Лиття – важкий трудомісткий процес, шкідливий для здоров’я. Тому є необхідність автоматизованих і механізованих ліній. Використовують їх в автомобіле- а приладобудуванні.

ПР і маніпулятори використовуються для автоматизації таких операцій:

· Заливання рідкого металу в камеру пресування;

· Видалення відливки з робочої зони форми і машини;

· Переносу відливки в установку для охолодження;

· Транспортування відливки в робочу зону обрубного пресу;

· Укладання заготовки в тару чи на конвеєр.

Способи лиття :

1) виливання в пісчано - глинястій формі (80%)

Форма з суміші піску і глини пресується автоматичними гідравлічними машинами, покривають кам’яно - вугільним пилом або графітом

2) виплавлення у металічній формі використовуються у масовому виробництві.

Переваги такого способу: багаторазове використання, висока точність.

Недолік такого способу: велика вартість виготовлення форми.

Робочі поверхні покривають вогнестійким матеріалом і перед кожним заливанням фарбують після процесу заливання очищають форми струменем повітря.

Недолік: Неможливість одержати тонкої стінки

3) відцентрове лиття – для циліндричних тонкостінних деталей.

4) за виплавленими моделями, виготовленими із парафіну, воску або синтетичних матеріалів, занурюють у вогнетривкі суміші і висушують, заповнюють ємність піском, заливають металом у форму.

5) лиття під тиском

Автоматизація заливки металу для лиття під тиском

Рис. 18.1 Машина для лиття під тиском

 

Рис.18.2 Маніпулятор для заливання металу

 

1- кронштейн з маніпулятором, що кріпиться до МЛТ2

3- отвір для заливання металу;

4- жолобок довкола отвору;

5- чаша

6- датчик, що реагує на дотик з розплавленим металом;

7- важіль робота;

8- регулювальний гвинт;

9- механізм повороту

10- ємність з розплавленим металом;

 

Вимоги до маніпулятора:

- кількість металу не залежить від рівня металу в ємкості;

- заливка металу проводиться прямо у вікно без додаткових жолобків;

- металу у ковші повинен бути чистим, без шлакових плівок

Перевага: точність дозування, висока продуктивність і стабільність роботи;

- проста конструкція і умови експлуатації;

- низька вартість засобів автоматизації;

Недоліки:

- збовтування металів при опусканні ковша;

- забруднення сплаву оксидами;

- необхідність переналадки або заміни ковша при зміні дози металу;

- знос;

РТК на базі машини лиття під тиском

До складу ОТО входить: роздаткова електропіч, установка для охолодження відливок, МЛТ, прес для обробки ливарної системи. Технологічний процес: 1.Змащення прес-форми і прес поршня МЛТ

Тема: Використання ПР для автоматизації процесів нагрівання і термообробки.

План.

1. ПР для операцій навантажування-розвантажування заготовок.

2. РТК термообробки

ПР для операцій навантажування – розвантажування.

1) дозовану і ритмічну подачу заготовок з тари ( де вони орієнтовані або насипом) в нагрівальну установку; 2) витримка заготовок в робочому просторі установки чи їх переміщення через… 3) видача заготовок з нагрівальної установки передача на наступну операцію;

Нагрівальні печі.

За характером розподілу температури в робочому просторі бувають: якщо t=const – це камерні печі; при t=const – змінний від місця навантаження до… а) камерна піч

ТЕМА: АВТОМАТИЗАЦІЯ КУВАННЯ ТА ШТАМПУВАННЯ.

План.

1. РТК в ковальсько-штамповочному виробництві.

2. РТК об’ємної штамповки.

3. Особливості використання ПР для холодної листової штамповки

РТК в ковальсько - штампувальному виробництві.

Технологічний процес кування.

Технічний процес кування – це деформування нагрітої заготовки між бойками маси або преса.

Основні операції кування

1) розділювальні

2) формозмінюванні

Переваги:

Одночасно покращуються фізичні властивості металу.

Універсальність устаткування.

Можливість обробки заготовок великої маси і розміру.

Використовуються для валів і турбо турбін, у суднобудуванні.

Недоліки:

Низька продуктивність праці, висока трудомісткість, мала точність форми і розмірів.

Основне обладнання:

1) кувальні молоти ( маса падаючих частин 150 – 1000 кг),

2) кувальні преси ( величина зусилля 80 МН).

Допоміжне обладнання – нагрівальні пристрої, є нагрівання в розплаві скла і під вакуумом.

 

Особливості автоматизованого комплексу кування.

Автоматичні кувальні комплекси (АКК) забезпечують виготовлення великих деталей в умовах мало серійного і одиничного виробництва великих машин. Якщо АКК призначений для виготовлення деталей широкої номенклатури, що… По вантажопідйомності маніпулятор рекомендується вибирати, виходячи з його завантаження (%) при роботі з виробами…

РТК об’ємного гарячого штампування.

Закрите штампування. Переваги: більша точність розмірів і форм, відповідно вищий коефіцієнт… Недоліки: використання в масовому виробництві.

РТК холодного листового штампування.

3.1 Холодне листове шматування – застосовується для металів і неметалів із листа чи стрічки, товщиною від 0.02 до 30 мм. Цим способами виготовляють деталі для автомобілебудування (60%) , приладобудування ( 75%).

- простота – дешеве виготовлення ;

- можливість автоматизації – висока продуктивність праці;

- відсутність відходів ( коефіцієнт використання матеріалів високий).

- використання в масовому крупносерійному виробництві;

- потрібно використовувати матеріали з високого пластичністю.

 

Особливі вимоги до обладнання, що входять до РТК.

- автоматизоване видалення залишків металу ( транспортери під підлогою); - штампи повинні мати трафарети, опори, пристрої для утримання, датчики… ПР використовуються тут перш за все для операцій завантаження-розвантаження: завантаження пресу листовим матеріалом…

Вимоги до обладнання що входять в РТК.

Необхідно врахувати степінь автоматизації допоміжних операцій ( контроль деталей, вивід стружки). Для стикування станків існуючих моделей з ПР необхідно: · Автоматизація затиску-розтиску виробів на станку, модернізація електросхеми станка, що забезпечує зв'язок між…

ТЕМА: ВИКОРИСТАННЯ ПРОМИСЛОВИХ РОБОТІВ НА ОСНОВНИХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ОПЕРАЦІЯХ

План.

1. Автоматизація процесів зварювання на основі РТК.

2. Автоматизація складальних операцій за допомогою ПР.

3. РТК для нанесення покриття.

4. Використання ПР в електро і радіомонтажних роботах на виробництві мікросхем.

 

 

1. Автоматизація процесів зварювання на основі РТК.

При автоматизації зварювання ПР можуть використовуватися як допоміжне обладнання (навантажують деталі у зварювальну машину і забирають її); ПР повинні мати змінні ЗП (і їх автоматичну заміну); основне технологічне обладнання безпосередньо здійснює зварювання.

З багатьох видів зварювання ПР в основному використовуються при контактному точковому зварюванні, дуговому, а також на електронно-променевому зварюванні. Контактне точкове зварювання здійснюється шляхом нагрівання імпульсним електричним струмом. Робочими органами ПР для виконання такої операції є зварні кліщі. Існують зварні ПР, у яких маніпулятор закінчується одним електродом, а іншим електродом служить сам виріб, що зварюється ПР для контактного точкового зварювання мають спеціальну конструкцію, яка передбачає розміщення трансформатора для зварювання і струмопровідного кабелю, що під’єднується до зварних кліщів. Трансформатор розміщений на маніпуляторі ПР, а також безпосередньо в його робочому органі. Вантажопідйомність таких роботів складає 20-30 кг. Керування ПР, що використовуються для токового зварювання – дискретне позиційне. Пристрій керування розрахований на роботу в умовах сильних електромагнітних перешкод, що створюються імпульсами зварного струму. Найбільш широко таке зварювання використовується в автомобілебудуванні (зварювання кузова), суднобудуванні і вагонобудуванні.

Дугове зварювання – більш складний технологічний процес, чим точкове зварювання. Воно потребує здійснювати неперервне переміщення зварного електроду з визначеною швидкістю по складній траєкторії вздовж зварного шва з одночасним поперечним його переміщенням. Електрод при цьому повинен зберігати визначену орієнтацію по відношенні до площини шва. Вантажопідйомність таких роботів складає 5-8 кг. ПР для дугового зварювання часто комплектуються столом з декількома кутовими степенями рухливості для розміщення на ньому виробів, що зварюються і маніпулювання ними перед ПР. у функції пристрою керування ПР для дугового зварювання крім керування рухом входить ще регулювання параметрів режиму зварювання (струму, напруги дуги, притоку газу). Керування при цьому повинно бути адаптивним. Основні задачі адаптації – пошук початку шва, слідкування за краями деталей, що зварюються і орієнтація електроду. Для контролю положення електродів відносно країв деталей, що зварюються використовуються контактні і магнітні здавачі, ультразвукові і оптичні дальноміри, телевізійні системи.

Автомати для дугового зварювання :

- призначені для довгих прямолінійних та кільцевих швів зверху чи знизу заготовки;

- не використовуються для швів складної просторової конфігурації;

- доцільні у масовому виробництві.

Електронно-променеве зварювання здійснюється у вакуумі шляхом переміщення електронного пучка, що створюється електронною гарматою, по лінії шва. Тут маніпулювання проводиться електронним променем з допомогою відклоняю чого магнітного чи електричного полів. Керування рухом променя по шву здійснюється в простіших випадках за складною програмою, а для складніших траєкторій стику – з використанням адаптивного керування і зворотного зв’язку через телевізійну систему і СТЗ.

 

2. Автоматизація складальних операцій за допомогою ПР.

Цей тип РТК за призначенням є найбільш важливим. збиральні операції в машинобудуванні складають до 40% собівартості виробів, а в приладобудуванні ще більше – до 50-60%. Разом з цим степінь автоматизації збиральних робіт дуже низька у зв’язку з обмеженими можливостями, які мають тут традиційні засоби автоматизації у вигляді спеціальних збиральних автоматів.

До збиральних операцій відноситься механічна зборка, електричний монтаж, мікроелектронна зборка. Процес збирання складається з таких послідовних взаємозв’язаних операцій:

· Завантаження деталей, що збираються в завантажувальні і транспортні пристрої;

· Переміщення деталей до місця збирання;

· Фіксація в строго визначеній позиції, з орієнтуванням деталей на позиції збирання;

· Сама операція збирання, тобто спряження деталей, включаючи часто закріплення;

· Контрольно-вимірювальні операції по ходу збирання;

· Видалення зібраного вузла із позиції збирання для переміщення на наступну позицію, якщо збирання повністю не закінчено.

Кожна з цих операцій може бути виконана ПР, але не завжди це потрібно. Роль ПР в РТК збирання може бути різною. Вона залежить від конкретних потреб до гнучкості комплексу, що визначається серійністю продукції, що випускається.

Роль ПР в комплексах збирання, які можна класифікувати таким чином в залежності від об’єму продукції, що випускається, починаючи з масового виробництва і закінчуючи одиничним.

· Спеціальні збиральні автомати для масового і крупносерійного виробництва з можливим використанням простих автоматичних маніпуляторів на допоміжних і окремих основних операціях збирання.

· Робототехнічні комплекси збирання для крупносерійного і серійного виробництва, в яких операції збирання виконують спеціальні ПР з цикловим керуванням.

· Робототехнічні комплекси збирання для крупносерійного і серійного виробництва на базі універсальних і спеціалізованих ПР, кожен з яких може здійснювати будь-які операції збирання за рахунок зміни інструмента.

· Робототехнічні комплекси збирання для серійного виробництва, в яких весь процес збирання виконується одним універсальним ПР.

· Робототехнічні комплекси збирання для крупносерійного і серійного виробництва з участю людини в керуванні ПР чи виконанні окремих операцій вручну.

Використання людини безпосередньо в технологічний процес збирання може бути або економічно вигідно, або технічно неможливо автоматизувати окремі складні операції (наприклад, деякі регулювальні і налаштувальні дії), або необхідністю оперативного підключення людини в аварійних ситуаціях, коли автомат по якійсь причині не справляється з завданням, або тимчасово на етапі освоєння збирання нового виробу.

Прикладом спеціальних збиральних автоматів є автомати для монтажу плат і зборочці роторні лінії, що використовуються в масовому і крупносерійному виробництві. Засоби робототехніки використовуються тут обмежено, в основному для обслуговування (операції завантаження-розвантаження).

 

3. РТК для нанесення покриття.

ПР використовують на операціях нанесення різного покриття: лакофарбових, захисних, герметизуючи та ін. Ці операції для людини не тільки фізично важкі але й шкідливі. В більшості випадків нанесення покриття пов’язано використанням вибухо- і пожежонебезпечних речовин. Тому ПР, що використовуються на цих операціях повинні мати вибухобезпечну конструкцію. Для нанесення покриття широко використовують пульверизатори. Є роботи у яких у якості робочого органу пульверизатор. Керування такими ПР – неперервне (контурне) з програмуванням методом навчання. Вимоги до точності ПР для нанесення покриття нижчі, а до швидкодії вищі. Використовується в таких ПР і адаптивне керування з використанням СТЗ для визначення габаритів наступного виробу, для нанесення покриття. За одержаними даними автоматично вибирається і коректується керуюча програма для ПР.

Іншим варіантом технології нанесення покриття є використання для цього електростатичного поля. Цей спосіб забезпечує вищу якість і економічні ший. Але висока напруга (десятки кіловольт) створює додаткову вибухонебезпеку, що обмежує область використання ПР з таким розпилювачем.

Широко розповсюджені засоби робототехніки для нанесення гальванічного покриття. Основна маніпуляцій на операція в цьому випадку – занурення в ванни деталей чи кошиків з деталями і переміщення їх від одної ванни до іншої. Операція ця виконується з допомогою простих одно програмних автооператорів.

 

4 Використання ПР в електро і радіомонтажних роботах на виробництві мікросхем.

ПР для мініатюрних виробів використовуються в виробництві годинників приладобудуванні радіотехнічній і електронній промисловості

Особливості: 1) мала матеріально-енергоємкість;

2)висока точність позиціонування;

3) високі вимоги до чистоти приміщення температури, іноді до вакуумної гігієни виробництва.

 

Таблиця 21.1 Класифікація ПР для мініатюрних виробів

Площа S1 м2	Об’єм V1 м3	Маса m,кг	Похибка позиціонування	Призначення
5*10-3	2,5*10-5	< 1 кг	20-200 мкм	Друковані плати, деталі трансформаторів, електродвигунів, комутаційні, кріплюючі елементи
1*10-4	1*10-6	<2,5*10-2	10-100 мкм	Радіодеталей, елементів електронної апаратури
Працезійні 5*10-6	5*10-9	долі. грам	0,1-10 мкм	Виготовлення кристалів інтегральних схем, деталі наручних годинників
Ультра працезійні			до 0,03 мкм	Використовується на процесах літографії

 

ПР мікроелектроніки.

За вимогами до навколишнього середовища поділяються:

1)звичайні (немає особливих вимог до герметичності газо-пиловідділень);

2)для роботи в чистих кімнатах;

3)для роботи у вакуумі.

Вимоги до таких ПР:

1) спеціальний привід з мінімальним числом пар зовнішнього тертя;

2) мінімальне виділення продуктів зносу і парів маси;

3) відсутність кишень, що сприяють накопиченню пилу.

Маніпулятори ПР, що використовуються у виробництві мікросхем.

1. Маніпулятор на основі гнучких герметичних трубчатих елементів.

2. Маніпулятор з використанням еластичних ланок, деформація яких визначається подачею тиску в нутрі порожнини.