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 МЛТТема: 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 пічТЕМА: 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.