Введение

В промышленности развитых стран, все чаще приходят к выводу об эффективности введения робото-технологических комплексов. Разработка и компоновка РТК является актуальной задачей в промышленности. Так как РТК применяют в серийном производстве, то в основу системы входит станок с ЧПУ. Загрузка и разгрузка его проводится с помощью промышленного робота или автоматизированного загрузочного устройства (АЗУ). Смена инструмента осуществляется из магазина инструментов или револьверной головки. РТК обладает способностью подсоединения к центральной транспортно – складской системе, системе инструментального обеспечения и управляющим устройствам высшего ранга.

Основные характеристики РТК: способность работать ограниченное время без непосредственного участия оператора; автоматическое выполнение операций, легкость наладки, устранение простоев и введения изменений в управление; легкость встраивания в существующие производства и в РТК более высокого уровня; экономическая эффективность.

Основными требованиями ко всем элементам РТК являются высокая надежность и автоматизация всех основных вспомогательных и рабочих ходов. Даже РТК должен иметь в своем составе транспортно – накопительную систему, контрольно – измерительную и диагностическую систему, систему удаления стружки.

Технологический процесс и оборудование

Заготовка обрабатывается на токарном станке. Поверхность 1 в основном обрабатывается проходным резцом. Поверхности 2, 3 и частично 1 обрабатываются отрезным резцом. Для обработки детали используем установку в патрон, при этом обрабатываемая заготовка должна быть небольшой длинны, это условие для данной детали выполняется (200 мм). Для обработки всех требуемых поверхностей деталь придется перевернуть. Для обработки указанных поверхностей выбираем резец упорный подрезной.

Выбор станка с ЧПУ

Так как все операции над обработкой нашей детали сводятся к точению, то выбираем токарный станок.

Станки токарные патронно-центровые модели 16Б16Т1 (SAMAT 135 NC). На станках обеспечивается выполнение всего объема работ, производимого на универсальных станках, без дополнительных приспособлений и наладок, в автоматическом цикле. Оснащен 8/6-позиционной инструментальной головкой. Система ЧПУ обеспечивает ввод программ обработки как с пульта оператора, так и с внешнего электронного носителя. Класс точности-П.

Проектирование компоновки РТК

Спроектируем компоновку РТК для выполнения технологических операций по обработке заданной детали, на основе выбранного станка.

В состав данного РТК входит:

1. Станок с ЧПУ.

2. Промышленный робот.

3. Автоматизированное загрузочное устройство.

4. Стол для готовых деталей.

5. Стол исходных заготовок.

Промышленный робот

Промышленный робот - автоматическая машина, представляющая собой совокупность манипулятора и программируемого устройства управления, для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций, заменяющих аналогичные функции человека при перемещении предметов производства и технологической оснастки.

Выбираем следующий промышленный робот: портальный робот LP 10 фирмы Либхерр. Он имеет следующие технические характеристики:

Вес обрабатываемой детали [кг] ………………..0,5 – 10

Длина балки Х [м] …………………………………..50

Длина перемещения Y [м] …………………………-

Ход Z [мм] ……………………………………………1 500

Скорость передвижения Х [м/сек] ………………..4

Скорость передвижения Y [м/сек]………………... –

Скорость передвижения Z [м/сек] ………………...3

Угловая скорость CDE [°/сек] ……………………..120

Повторяемость / ось [мм]………………………….. ± 0,1

Рис. Компоновка РТК.

1. ЧПУ станка.

2. Токарный станок.

3. Робот промышленный, портальный.

4. Лоток для готовых деталей.

5. ЗНУ модульного типа в виде тактового стола.

6. Электрошкаф.

Анализ временной структуры

Время обработки детали для металлорежущих станков:

Тон=t_обр+ t_зпд+ t_рпд+ t_пер+ t_под+ t _{ус. д}+ t_чч+ t_о+ t_прост

Учитывая особенности операций, выполняемых на станках сЧПУ:

Т_шт = t_о +t_в+t _обс+t_п,

Где t_о =t_oj - основное время на операцию, мин;

t_oj - основное время на выполнение j - го перехода обработки элементарной поверхности;

t_в = t_в.у. + t_м.в. - вспомогательное время, включающие время = t_в.у на установку и вспомогательное время t_м.в., связанное с выполнением вспомогательных ходов и перемещений при обработке поверхности, мин.

Анализ временной структуры рассчитывается по времени на обработку детали, ее транспортировки и т.д., и предназначен для четкого определения затрат времени работы РТК на определенную операцию, с целью дальнейшего улучшения характеристик РТК.

Так как способы установки и закрепления заготовки при обработке на станках с ЧПУ принципиально не отличаются от способов, применяемых на станках с ручным управлением, то t в.у. определяют по имеющимся нормативам для станков с ручным управлением.

В целях упрощения расчетов времени работы РТК в течении цикла, примем:

Тон= t _уст.д.+ t _снят.д+ t _обр.+ t _пер.

Где t _уст.д - время установки детали;

t _снят.д - время снятия детали;

t _обр - время обработки детали;

t _пер - время перемещения робота

Контролируемые параметры

Х1 - станок включен

Х2 - станок выключен

Х3 - заготовка в позиции захвата

Х4 - деталь зажата в патроне

Х5 - деталь зажата в ЗУ ПР

Х6 - рука робота в т.1

Х7 - рука робота в т.2

Х8 - рука робота в т.3

Х9 - рука робота в т.4

Х10 - рука робота в т.5

Х11 - рука робота в т.6

Х12 - рука робота в т.6

Х13 - конец управляющей команды

Х14 - деталь разжата в патроне

Х15 - разжатие ЗУ ПР

Х16 - рука втянута

Х17 - рука вытянута

Рис. Точки положения руки ПР

Таблица приводов