Гибкие автоматические линии

Гибкие автоматизированные участки

Гибкий автоматизированный участок (ГАУ) состоит из нескольких ГПМ, объединенных общей автоматизированной системой управления. При этом технологический маршрут обработки деталей предусматривает изменение последовательности использования оборудования.

На рис. 16.4 представлена структурная схема ГАУ для обработки деталей типа тел вращения.

Управляющий вычислительный комплекс (УВК) и производственный комплекс связаны между собой через ЭВМ (например, при прямом управлении станками в режиме ЭВМ-УЧПУ) или посредством соответствующей документации (например, при планировании и учете).

Производственный комплекс ГАУ включает в себя ГПМ, связанные между собой транспортно-накопительной системой, режущий и вспомогательный инструмент, приспособления и оснастку.

Рис. 16.4. Структурная схема ГАУ

ГАУ бывают двух типов – АСК (для обработки корпусных деталей) и АСВ (для обработки деталей типа вращения).

Планировка ГАУ типа АСК приведена на рис. 16.5. Для обработки (с четырех сторон за одну установку) корпусных деталей применяют сверлильно-фрезерно-расточные станки 1 с ЧПУ, оснащенные устройствами автоматической смены инструмента и устройствами автоматической смены ПС с закрепленными на них деталями. Станки связаны между собой транспортной системой 6.

Базовые поверхности заготовок обрабатывают на специальных станках 2 с ЧПУ, а доделочные операции выполняют на станках 3 и 4.

Помимо указанных станков в состав ГАУ в ряде случаев входят координатно-разметочная машина 5 (для контроля и разметки литья) и контрольно-измерительная машина 7 (для окончательного контроля обработанных деталей).

На участке предусмотрены отделения 9 (для хранения ПС, элементов универсально-сборной переналаживаемой оснастки и сборки приспособлений) и 8 (для хранения, сборки и настройки инструментов).

Отделение 9 оснащено механизированными стеллажами для хранения элементов оснастки и монтажными столами для их сборки.

Отделение 8 оборудовано стеллажами для хранения режущего и вспомогательного инструмента и рабочими верстаками; для размерной настройки инструмента используют оптические приборы.

    Рис. 16.5. Планировка ГАУ типа АСК

Применение ГАУ тип АСК обеспечивает повышение производительности обработки в среднем в 3 раза при стабильном качестве.

ГАЛ – совокупность не менее двух единиц оборудования или ГПМ, объединенных посредством автоматизированной системы управления (АСУ), автоматизированной транспортно-складской системой (АТСС) для полуфабрикатов, заготовок, инструментов, оснастки, отходов, переналаживаемая на обработку заготовок заданной номенклатуры в пределах технической возможности оборудования. Технологическое оборудование расположено в принятой последовательности технологических операций.

На рис. 16.6 показана ГАЛ комплексной обработки деталей типа валов и валов-роторов электродвигателей. ГАЛ включает в себя следующее технологическое оборудование, расположенное в соответствии с процессом обработки: два токарных станка 4 для одновременной обработки вала с двух сторон; два шпоночно-фрезерных станка 6 для одновременного фрезерования канавок под призматические шпонки на концах двух валов; круглошлифовальный станок 7 для шлифования шейки вала под место посадки крыльчатки вентилятора; сборочная установка 8 для горячей запрессовки крыльчатки вентилятора на вал (для этого крыльчатки нагреваются в печи 9 и устанавливаются на холодные валы); участок 10, где вал с крыльчаткой вылеживается на транспортере до охлаждения; два круглошлифовальных станка 7 для шлифования обоих концов вала; два одношпиндельных токарных станка 11 для обработки наружного диаметра ротора; автоматизированная моечная установка 12 с цепным транспортером 13 и сушилкой 14; три балансировочных станка 15 с ручным управлением.

  Рис. 16.6. ГАЛ для обработки валов    

16.5. Автоматизированные транспортно-складские
системы ГПС (АТСС)

Нормальное функционирование ГПС во многом определяется наличием необходимого количества заготовок, режущего и вспомогательного инструмента и технологической оснастки, транспортирование и складирование которых осуществляется АТСС. К техническим средствам АТСС относятся: краны-штабелеры, стеллажи для хранения грузов, производственная тара, устройства, обеспечивающие перегрузку деталей, контейнеры, транспортные работы (электроробокары), средства доставки СОТС и удаления стружки, промышленные роботы.

Транспортная система функционально связана с основным и вспомогательным оборудованием ГПС и обеспечивает перемещения заготовок, изделий, оснастки. Изделия могут перемещаться на спутниках (паллетах, кассетах и др.) или без них (по лоткам, склизам и т. п.) В состав АТСС включаются различные конвейеры, рольганги, лотки, электроробокары и т. п. Типовая схема компоновок АТСС приведена на рис. 16.7. При линейном расположении оборудования АТСС работает следующим образом: (см. рис. 16.7, а): заготовки, готовые детали и технологическая оснастка укладывается в тару вне АТСС. Затем тара проходит контрольное устройство и поступает на загрузочный цепной конвейер к крану-штабелеру, который устанавливает ее в свободную ячейку стеллажа.

Система управления отыскивает нужную ячейку стеллажа с тарой, кран-штабелер забирает эту тару у станка и устанавливает на приемное устройство рабочего места у станка.

Далее кран-штабелер забирает тару с обработанными деталями с приемного устройства рабочего места и устанавливает ее либо в свободную ячейку стеллажа, либо отправляет по другому адресу.

На технологическое оборудование детали и тара подаются роботами, манипуляторами или вручную, если оборудование для подачи деталей из тары не входит в состав АТСС.

Работа АТСС многорядного типа (рис. 16.7, б) отличается тем, что грузовые единицы распределяются по приемным устройствам электроробокарами.

В АТСС кольцевого типа (рис. 16.7, в) межоперационное накопление и транспортирование грузовых единиц осуществляются на кольцевом конвейере, по периферии которого расположены приемные устройства станков.

В АТСС многорядного типа рис. (16.7, г) грузовые единицы распределяются в приемные устройства рабочих мест станков с помощью подвесного транспорта (подвесной грузонесущий или толкающий конвейеры, монорельсовая дорога). Такие системы АТСС характеризуются высокой интенсивностью грузопотоков и небольшим числом номенклатуры заготовок.

В АТСС кольцевого типа (рис. 16, 7, д) межоперационное накопление грузовых единиц может осуществляться и в кольцевых подвесных конвейерных линиях, которые, как правило, перемещают штучные грузы.

Широкое распространение в АТСС получили самоходные транспортные тележки (электроробокары), которые имеют различные маршруты и транспортируют различные детали и заготовки.

    Рис. 16.7. Типовая схема компоновок автоматизированных транспортно-складских систем ГПС

Складские системы предназначены для хранения у станков или на участке необходимого количества заготовок, инструмента, оснастки, сменных узлов и других компонентов материального потока. Хранение может быть централизованным, когда имеется общий склад для всей ГПС, децентрализованным, когда материалы хранятся у станков, и комбинированным, сочетающим особенности того и другого складирования.

В качестве средств автоматизации загрузочно-разгрузочных операций получили применение промышленные роботы (ПР). В механообрабатывающих ГПС используются портальные и напольные промышленные роботы (рис. 16.8 и 16.9).

Рис. 16.8. Портальный промышленный робот

Одним из главных условий применения ПР является расположение производственного оборудования таким образом, чтобы переносимые предметы в процессе выполнения технологических операций были удобно расположены для обслуживания.

Промышленные роботы могут обеспечивать замену приспособлений, режущего и мерительного инструмента и других средств технологической оснастки.

С целью получения продукции гарантированного качества в ГПС используются системы контроля. Различают три вида автоматического контроля обрабатываемых деталей: до начала, во время и после обработки.

Рис. 16.9. Напольный промышленный робот

Контроль первого вида направлен, прежде всего, на создание условий для бесперебойной работы оборудования, так как детали с повышенным припуском могут вызывать поломку инструментов.

Контроль второго вида (наиболее важный) проводится в процессе работы и предназначен для предотвращения брака. По данным измерения непосредственно в процессе обработки выдаются команды на корректировку управляющей программы.

Контроль третьего вида предусмотрен главным образом для гарантии качества изготовления продукции. Контрольно-измерительные операции могут выполняться как непосредственно на станках, так и вне станка. На станках с ЧПУ, работающих в автономном режиме, первоначальные размерные настройки и текущая подналадка, наблюдение за износом режущих инструментов, своевременная смена инструментов и введение размерной настройки после такой замены выполняются оператором. На станках, работающих в составе ГПС, все эти функции проводятся автоматически комплексом аппаратных и программных средств, являющихся элементами системы автоматического контроля (САК) ГПС. Измерительные устройства выполняют прямой контроль деталей, если они определяют их размеры, и косвенный контроль, если они определяют поломку инструментов и их износ.

Контрольно-измерительные операции вне станка проводятся на специальных координатно-измерительных машинах (КИМ). Они отличаются более высокой производительностью и точностью измерений по сравнению с контролем, реализуемым непосредственно на металлорежущем станке. Результаты измерений могут быть переданы в этом случае на обрабатывающее оборудование с целью его автоматической поднастройки, а также использованы при приемке готовой продукции.

Исполнительным органом КИМ являются щуповые измерительные головки высокой чувствительности, которые могу быть механическими, оптическими и электронными.

СПИСОК литературЫ

1. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. – Т. 2. – 5-е изд., перераб и доп. – М.: Машиностроение, 1979. – 559 с.

2. Ансеров М. А. Приспособление для металлорежущих станков. – Л.: Машиностроение, 1975. – 654 с.

3. Гуртяков А. М., Мойзес Б. Б. Металлорежущие станки. Типовые механизмы и системы металлорежущих станков: учебное пособие / Том. политехн. Ун-т. – Томск, 2006. – 103 с.

4. Гуртяков А. М. Расчет и проектирование металлорежущих станков: учебно-методическое пособие / Том. политехн. Ун-т. – Томск, 2003. – 100 с.

5. Детали и механизмы металлорежущих станков / под ред.
Д. Н. Решетова. В 2-х. т. – М.: Машиностроение, 1972. – Т. 1. – 664 с.; Т. 2. – 520 с.

6. Еремин А. Н. Методические основы курсового проектирования металлорежущих станков: учебное пособие / Том. государ. ун-т. – Томск, 1973. – 250 с.

7. Кузнецов Ю. И., Маслов А. Р., Байков А. Н. Оснастка для станков с ЧПУ: справочник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1990. – 512 с.

8. Металлорежущие станки: учебник для машиностроительных вузов / под ред. В. Э. Пуша. – М. Машиностроение, 1986. – 576 с.

9. Металлорежущие станки / под ред. В. К. Тепинкичиева. – М.: Машиностроение, 1973. – 472 с.

10.Маталин А. А., Френкель Б. И., Панов Ф. С. Проектирование технологических процессов деталей на станках с числовым программным управлением. – Л.: Изд-во ЛГУ, 1977. – 240 с.

11.Проектирование металлорежущих станков и станочных систем. Справочник-учебник. В 3-х т. – Т. 2. Расчет и конструирование узлов и элементов станков / А. С. Проников, Е. И. Борисов, В. В. Бушуев и др. / под общ. ред. А. С. Проникова. – М.: Изд-во МГТУ им Н. Э. Баумана: Машиностроение, 1995. – 320 с.: ил.

12.Решетов Д. Н. Детали машин. – Машиностроение, 1989. – 496 с.

13.Станочное оборудование автоматизированного производства. Т.1 / под ред. В. В. Бушуева. – М.: Станкин, 1993. – 584 с.

14.Станочное оборудование автоматизированного производства. Т. 2 / под ред. В. В. Бушуева. – М.: Станкин, 1993. – 656 с.

15.Схиртладзе А. Г. и др. Технологическое оборудование машиностроительных производств: учебное пособие для машиностроительных спец. вузов / под ред. Ю. М. Соломенцева. – 2-е изд., перераб и доп. – М.: Высш. шк., 2002. – 407 с.: ил.

16.Трофимов А. М. Металлорежущие станки. Альбом с приложением. – М.: Машиностроение, 1979. – 78 с.

17.Централизованные смазочные системы, применяемые в металлорежущих станках. – М.: ЭНИМС, 1978. – 110 с.

18.Чернов Н. Н. Металлорежущие станки. – М.: Машиностроение, 1987. – 416 с.

19.Энтелис С. Г., Берлинер Э. М. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием: справочник. – М.: Машиностроение, 1986. – 352 с.

оглавление

ВВЕДЕНИЕ.. 3

1. общие сведения о металлорежущих станках.. 5

1.1. Классификация металлорежущих станков. 5

1.2. Обозначение станков. 6

1.3. Технико-экономические показатели станков. 6

1.4. Классификация движений. 7

1.5. Назначение и типы приводов. Передачи, применяемые в приводах, и их передаточные отношения. 9

1.6. Наладка металлорежущих станков. 11

2. Типовые механизмы и системы металлорежущих станков.. 13

2.1. Механизмы прямолинейного движения. 13

2.1.1. Способы осуществления прямолинейного движения в станках. 13

2.1.2. Зубчатое колесо и рейка. 13

2.1.3. Червяк и рейка. 16

2.1.4. Ходовой винт и гайка. 17

2.1.5. Кривошипно-кулисные механизмы.. 25

2.1.6. Кулачковые механизмы.. 26

2.2. Механизмы для осуществления периодических (прерывистых) движений. 28

2.2.1. Периодические движения в станках и устройства для их осуществления 28

2.2.2. Храповые механизмы.. 29

2.2.3. Мальтийские механизмы.. 31

2.3. Реверсирующие устройства. 33

2.3.1. Требования к реверсирующим устройствам.. 33

2.3.2. Конструкции реверсирующих устройств. 35

2.4. Механизмы для ступенчатого регулирования скоростей. 37

2.4.1. Коробки скоростей. 37

2.4.2. Коробки подач. 43

2.5. Механизмы переключения скоростей. 48

2.6. Механизмы для бесступенчатого регулирования скоростей. 50

2.7. Муфты.. 54

2.8. Тормозные устройства. 61

2.9. Суммирующие механизмы.. 64

2.10. Системы предохранительных устройств. 65

2.10.1. Блокировочные устройства. 66

2.10.2. Ограничители хода. 67

2.10.3. Предохранительные устройства от перегрузки станков. 69

2.11. Зажимные устройства. 72

2.11.1. Классификация зажимных устройств. 72

2.11.2. Устройства для установки и закрепления заготовок на шпинделе станка 73

2.11.3. Механизмы зажима инструмента в шпинделе станка. 78

2.12. Устройства автоматической смены инструмента (АСИ). 79

2.13. Системы смазывания и охлаждения. 87

2.13.1. Смазочные материалы.. 87

2.13.2. Режимы смазывания. 91

2.13.3. Расход смазочного материала. 95

2.13.4. Системы и устройства для смазывания. 97

2.13.5. Смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС). 99

2.14. Устройства для отвода стружки. 102

3. ТОКАРНые станки.. 110

3.1. Токарно-винторезные станки. 110

3.2. Карусельные станки. 119

3.3. Токарно-револьверные станки. 123

3.4. Токарные полуавтоматы и автоматы.. 129

4. сверлильно-расточнЫЕ станки.. 144

4.1. Сверлильные станки. 144

4.2. Расточные станки. 152

5. фрезерные станки.. 161

6. резьбообрабатывающие станки.. 172

6.1. Методы изготовления резьб. 172

6.2. Резьбофрезерный полуавтомат 5Б63. 174

6.3. Резьбошлифовальные станки. 177

7. строгАльно-протяжные станки.. 178

7.1. Общие сведения. 178

7.2. Поперечно-строгальный станок 7Е35. 180

7.3. Двухстоечный продольно-строгальный станок 7212. 183

7.4. Долбежный станок 7Д430. 187

7.5. Горизонтально-протяжной станок 7Б55. 190

8. шлифовально-притирочные станки.. 192

8.1. Общие сведения. 192

8.2. Круглошлифовальный станок 3М151. 194

8.3. Бесцентрово-шлифовальные станки. 197

8.4. Внутришлифовальные станки. 201

8.5. Плоскошлифовальные станки. 203

9. агрегатные станки.. 208

9.1. Общие сведения. 208

9.2. Силовые головки и столы.. 210

10. затыловочные станки.. 215

10.1. Общие сведения. 215

10.2. Токарно-затыловочный станок 1Е811. 219

11. Зубообрабатывающие станки.. 225

11.1. Общие сведения. 225

11.2. Зубодолбежные станки. 228

11.3. Зубофрезерные станки. 232

11.4. Станки для обработки конических колес с прямым зубом.. 240

11.5. Нарезание конических колес с криволинейными зубьями. 249

11.6. Зубоотделочные станки. 250

12. заточные станки.. 253

12.1. Общие сведения. 253

12.2. Универсально-заточные станки. 254

13. отрезные станки.. 257

14. станки для электрофизических и электрохимических методов обработки.. 262

14.1. Станки для электроэрозионной обработки. 262

14.2. Ультразвуковые станки. 269

14.3. Электронно-лучевая и лазерная обработка. 272

15. СТАНКИ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ... 276

15.1. Общие сведения. 276

15.2. Классификация систем числового программного управления. 282

15.3. Классификация и конструктивные особенности станков с ЧПУ.. 284

15.4. Токарные станки с ЧПУ.. 290

15.5. Сверлильно-расточные станки с ЧПУ.. 295

15.6. Фрезерные станки с ЧПУ.. 306

15.7. Многоцелевые станки. 314

16. ГИБКИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ (ГПС). 332

16.1. Области применения и классификация. 332

16.2. Гибкие производственные модули. 333

16.3. Гибкие автоматизированные участки. 336

16.4. Гибкие автоматические линии. 338

16.5. Автоматизированные транспортно-складские системы ГПС (АТСС). 339

СПИСОК литературЫ... 345

Дата добавления: 2014-12-29