Министерство образования РФ. Московская Государственная Академия Приборостроения и Информатики. Балашихинский филиал. Курсовой проект. Автоматизация производственных процессов. Студент: /Беззубиков В.В./ 5-й курс группа БФ-2 Шифр: 95743 Отметка о зачёте Преподаватель: /Албагачиев А.Ю./ МГАПИ 1999г. 1. Введение. Автоматы могут работать в тяжёлых, вредных и опасных для здоровья человека условиях.Поэтому автоматизация производства полностью исключает или существенно снижает отрицательное воздействие производственного процесса на человека, поскольку человек заменяется автоматами различного служебного назначения.
Экономические преимущества использования автоматических систем в производстве вытекают из их технических преимуществ.К экономическим преимуществам автоматизации можно отнести: возможность значительного повышения производительности труда; более экономичное использование физического труда, материалов и энергии; более высокое и стабильное качество продукции; сокращение периода времени от возникновения потребности в изделии до получения готовой продукции; возможность расширения производства без увеличения трудовых ресурсов. 2. Исходные данные. Наименование детали – корпус.
Деталь относится к корпусу запорного клапана. Форма корпуса клапана – проходной.Материал – Латунь ЛЖМц 59-1-1 ГОСТ 15527-70. Заготовка – штамповка, обрубленная, зачищенная. Масса заготовки – 4.1 кг, масса детали – 2.1 кг. Годовой объём выпуска, шт.: N = 2000 . Определение типа производства.
Определить тип производства можно по коэффициенту k. k = tс / tшс где tс - средний производственный такт; tшс - среднее штучное время изготовления детали по всем операциям (0.86ч = 51.6 мин); tс = 60*Fдс / N где Fдс - действительный фонд рабочего времени (3988.64 ч); N - годовой выпуск (2000 шт); tс = 60*3988.64/2000= 119.75 k =119.75/51.6= 2.3 Т.к. k > 1 это будет крупносерийное производство. 5. Выбор операции для работотизации. Подготовка баз на обрабатываемой детали производится вне РТК. Деталь полностью обрабатывается в условиях РТК за одну операцию, что значительно повышает точность обработки, т.к. не происходит смена баз. Поэтому выбираю операцию №115 – комбинированную. 6. Схемы базирования и установки. Схема базирования и установки на тактовом столе (см.Рис.6.1.) Базирование по черной наружной цилиндрической поверхности.
Для реализации принятой схемы базирования принял три неподвижных установочных элемента - две призмы и пластина.
Данная схема предпочтительна тем, что приспособления базирования и установки, установленные на платформах тактового стола, не требуют переналадки при групповой обработке. Схема базирования в захватном устройстве (см.Рис.6.2.). Базирование по черной наружной цилиндрической поверхности.Для реализации принятой схемы базирования принял захват, у которого конфигурация одной губки в виде призмы, а вторая в виде штыря.
Схема базирования и установки на станке (см.Рис.6.3.). Базирование по черной наружной цилиндрической поверхности. Для реализации принятой схемы базирования принял три неподвижных установочных элемента - три призмы. Соблюдён принцип постоянства баз, т.к. данная схема базирования позволяет обрабатывать заготовку с трёх сторон.Сила закрепления действует сверху на технологический буртик. 7. Выбор технологического оборудования. Заготовка обрабатывается в режиме “по кадрам” на станке – 2206ВМФ4; УЧПУ – 2С42 – многоцелевой (сверлильно-фрезерно-расточной) горизонтальный станок высокой точности с инструментальным магазином и с комбинированной системой ЧПУ. Техническая характеристика станка 2206ВМФ4. Размеры рабочей поверхности стола: 630´800 Наибольшая масса обрабатываемой заготовки, кг: 800 Наибольшие перемещения стола, мм: продольное: 800 поперечное: 630 шпиндельной головки (бабки) вертикальное: 630 Расстояние от оси шпинделя до рабочей поверхности стола: 95-725 Расстояние от торца шпинделя до центра стола: 165-795 Конус отверстия шпинделя (по ГОСТ 15945-82): 50 Вместимость инструментального магазина, шт.: 30 Число ступеней вращения шпинделя, об/мин: 19 Частота вращения шпинделя, об/мин: 31.5-2500 Число рабочих подач: 31 Рабочие подачи (продольная, поперечная, вертикальная), мм/об: 1-4000 Наибольшая сила подачи стола, МН: 10 Скорость быстрого перемещения (стола и бабки), мм/мин: 10000 Мощность двигателя привода главного движения, кВТ: 11 Габаритные размеры, мм: длина: 5480 ширина: 5115 высота: 3130 Масса, кг: 15000 Число управляемых координат одновременно: 8. Выбор промышленного робота. Для обслуживания станка выбираю промышленный робот модели М20П.40.01, т.к. его техническая характеристика удовлетворяет по всем параметрам.
Техническая характеристика робота М20П.01. Грузоподъёмность, суммарная/на одно захватное устройство, кг: 20/10 Число ступеней подвижности (без захватного устройства): 5 Число рук/захватных устройств на руку: 1/2 Тип привода: электропневматический Управление: позиционное Число программируемых координат: 5 Способ программирования перемещения: обучение Вместимость памяти системы, число точек: 300 Погрешность позиционирования, мм: ±1.0 Наибольший вылет руки, мм: 800 Масса, кг: 570 Габаритные размеры, мм: высота: 2359 max длина: 2385 Максимальный угол поворота: 300° 9. Расчёт контактных напряжений. Для расчёта контактного напряжения использую формулу: Q* l1 – W*( l1 + l2) = 0 где: Q = 1.3*P*(W1/g+1)*(0.63*b/a+1.5*a1*b/(b1+0. 1*d)*a)*k P = m*g = 4.1*9.8= 40.18 Н где а,b – размеры захватов d – диаметр заготовки a1 – расстояние от края зажимных губок до центра тяжести заготовки b1 – ширина зева захвата W1 – ускорение, возникающее при движении захвата k – коэффициент запаса k = 1.2¸2 а = 0.03 м; b = 0.045 м a1 = 0.035 м; b1 = 0.03 м d = 0.05 м k = 1.5 Q = 1.3*40.18*(1.9+1)*(0.63*0.045/0.03 + 1.5*0.035*0.045/ / (0.03+0.1*0.05)*0.03)*1.5 = 725.96 Н Напряжение на контактном звене: где l1 = 1.044 м l2 = 0.8 м 725.96*1.044 – W*(1.044+0.8) = 0 W = 411 H 10. Выбор загрузочного устройства.
Загрузочное устройство выполнено в виде тактового стола типа СТ220, на платформы которого устанавливаются в ориентированном виде заготовки и обработанные детали.
Технические характеристики тактового стола СТ220. Габаритные размеры, мм: длина: 3000 ширина: 650 Скорость перемещения: 0.25 м/с. Способ установки заготовки и готовой детали на платформе тактового стола см. Рис. 10.1. 11. Схема компоновки РТК. Роботизированный комплекс на базе промышленного робота модели М20П.40.01, станка модели 2206ВМФ4, УЧПУ – 2С42 и тактового стола СТ220. Промышленный робот берёт заготовку с тактового стола, загружает деталь и затем возвращает обработанную деталь на тактовый стол. 12. Последовательность перехода выполнения на РТК. 13. Составление циклограммы.
Описание циклограммы представленной на листе 1 чертеж 4. Промышленный робот.
Начало цикла.
Выдвиг руки к тактовому столу.
Время – 1 с. Зажим заготовки.
Время – 1 с. Движение руки вверх вместе с заготовкой.
Время – 1 с. Поворот руки от тактового стола к станку на 90°. Время – 2 с. Движение руки вниз к месту обработки. Время – 1 с. Разжим заготовки. Время – 1 с. Вдвиг руки. Время – 1с. Станок. Зажим заготовки на станке зажимным устройством. Время – 1с. Обработка детали. Время – 3096 с (51.6 мин). Разжим обработанной детали. Время – 1 с. Промышленный робот.Выдвиг руки. Время – 1с. Зажим детали.
Время – 1 с. Движение руки вверх вместе с деталью. Время –1 с. Поворот руки от станка к тактовому столу на 90°.Время – 1с. Движение руки вниз к тактовому столу. Время – 1 с. Разжим детали. Время – 1 с. Вдвиг руки. Время – 1 с. Тактовый стол. Поворот тактового стола со скоростью 0.25 м/с на одну позицию. Время – 2 с. Конец цикла. Общее время цикла – 3121 с (52.017 мин).