Разработка автоматизированного участка обработки детали "Вал" - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Разработка автоматизированного участка обработки детали "Вал"

Анализ лучших мировых проектов в области автоматизированных токарных комплексов. Составление технологического маршрута обработки. Выбор станка, промышленного робота, транспортной системы и позиции контроля. Расчет механического захватного устройства.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство образования Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Южно-Уральский Государственный Университет
Пояснительная записка к курсовому проекту
по курсу: Автоматизация технологических процессов и производств
Пусть производство деталей происходит партиями, при этом, на каждом токарном станке производится полная токарная обработка.
В начале рабочего цикла робот находится в исходной позиции. В качестве исходной позиции, выбрана позиция, когда робот держит захват над устройством подачи заготовки.
Для правильной работы комплекса необходимо определить последовательность выполняемых действий всего оборудования и согласовать последовательность действий. Для этого необходимо определить время работы каждой единицы оборудования и по этим данным построить циклограмму работы участка.
Автоматизирований комплекс для обработки детали «вал» создан для работы без участия человека. Работа участка начинается с добавления заготовок в бункерное устройство, заготовки располагаются одна на другой. В низу устройства находится окно для подачи заготовок. Заготовки скатываются в это окно так как дно бункера имеет скат в 10 градусов в сторону окна. Далее эти заготовки катятся по лотку и первая по счету попадает на специальный подъемник отсекатель и нажимает на датчик концевого типа.
Взятия заготовки из бункерного устройства происходит на начальной позиции работы робота. Его рука находится над подъемником. Устройство работает автономно за счет датчика установленного на подъемнике. Датчик установленный на подъемнике концевого типа, при попадание на подъемник заготовки происходит его срабатывание он замыкает цепь и напряжение попадает на электропневматический клапан который, срабатывая и подает давление в пневматический цилиндр тот в свою очередь выдвигает шток, и чаша с заготовкой поднимается вверх к руке робота. В чаше имеются технологические прорезы, которые служат для того чтобы захватывающие устройство смогло взять заготовку, остальные заготовки остаются на лотке. Для предотвращения их скатывания к чаще подъемника крепится отсекающая стенка. Помимо этого на загрузочном устройстве установлен еще один датчик концевого типа, который связан с управляющим компьютером, он служит для определения наличия заготовок в бункере устройства, когда заготовок в магазине остается пять в этот момент происходит его срабатывание, и он сигнализирует об этом оператору. Это помогает предотвратить простой оборудования и является обратной связью участка. После того как устройство подняло заготовку к руке робота происходит взятие заготовки из загрузочного устройства захват робота находится в разомкнутом положение, после чего под действием гидроцилиндра пальцы руки начинают смыкаться, зажимая заготовку. Когда заготовка находится в руке робота, срабатывает датчик и подъемник опускается в низ за следующей заготовкой, а каретка робота перемещается по монорельсу к станку 1.
Каретка робота перемещается к программируемой точке, где робот останавливается у станка 1 и вводит манипулятор в его рабочую зону. Когда горизонтальная ось заготовки совпадает с осью трех кулачкового патрона, (компьютер определяет это по за программируемой точке) происходит разжим пневматического цилиндра станка. Манипулятор устанавливает заготовку в патрон станка и пневматический патрона зажимает заготовку. Робот выводит руку из рабочей зоны станка и станок обработку детали по рабочему циклу А, время работы которого было определенно при составление маршрута обработки детали.
После начала рабочего цикла А станка 1 робот возвращается к загрузочному устройству за заготовкой для станка 2.Загрузочное устройство уже находится в режиме ожидания руки с поднятой заготовкой, далее робот берет заготовку и направляется к станку 2. Загрузка станка 2 производится также как и станка 1 после чего робот находится в режиме ожидания команды.
Рабочий цикл А станка 1 подошел к концу, далее по маршруту необходимо сделать переустановку детали, компьютер направляет робота от станка 2 к станку 1 для переустановки обрабатываемой детали. Производит переустановку обрабатываемой детали. Таким образом робот перемещаясь между двух станков выполняет переустановки деталей по заданному маршруту обработки.
После полной обработки детали робот перемещает первую деталь на контрольную машину, а при окончание обработки вторым станком перемещает деталь непосредственно сразу же на конвейер. При последующей обработки десяти деталей будет работать по сценарию без контрольной машины, так как принято, что контролироваться будет каждая десятая деталь, но так как рабочий цикл только начат то первая деталь должна пройти контроль для того что бы можно было определить точность настройки инструмента. При дальнейшем контроле каждой десятой заготовки будет чередоваться номер станка с которого будет взята деталь на контроль. Полный рабочий цикл составляет 9 минут 24 секунды.
Ниже приведена таблица рабочего времени комплекса.
Таблица 2.1 : Время работы автоматизированного комплекса
Взятия заготовки из загрузочного устройства
Перемещения каретки робота к станку 1
Вывод руки из рабочей зоны станка 1
Рабочий цикл А обработки детали станка 1
Перемещение каретки робота от станка 1 к загрузочному устройству
Взятия заготовки из загрузочного устройства
Перемещения каретки робота к станку 2
Вывод руки из рабочей зоны станка 2
Рабочий цикл А обработки детали станка 2
Перемещение каретки робота от станка 2 до станка1
Вывод руки из рабочей зоны станка 1
Рабочий цикл Б обработки детали станка 1
Перемещение каретки робота от станка 1 до станка2
Вывод руки из рабочей зоны станка 2
Рабочий цикл Б обработки детали станка 2
Перемещение каретки робота от станка 2 до станка1
Вывод руки из рабочей зоны станка 1
Рабочий цикл В обработки детали станка 1
Перемещение каретки робота от станка 1 до станка2
Вывод руки из рабочей зоны станка 2
Рабочий цикл В обработки детали станка 2
Перемещение каретки робота от станка 2 до станка1
Перемещение каретки робота к контрольной машине
Установка детали в контрольную детали
Снятие детали из контрольной машины
Перемещение каретки робота к конвейеру
Перемещения каретки робота к станку 2
Вывод руки из рабочей зоны станка 2
Перемещение каретки робота к конвейеру
Перемещение каретки робота от конвейера к загрузочному устройству
2.3 ВЫБОР СТАНКА, ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА, ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ И ПОЗИЦИЯ КОНТРОЛЯ
Выбор станков, планировка автоматизированного участка и конструктивно - технологические особенности комплектующих вспомогательных устройств в большей мере зависит от системы координат основных движений и технических характеристик промышленных роботов.
В разрабатываемом мною комплексе промышленный робот, работает в плоской системе координат или близкой к ней и обеспечивающую загрузку патронного станка с боку.
В автоматизированном комплексе станки располагаются в одну линию.
Производство данной детали в ручном варианте осуществлялось на станке 1к62 с ЧПУ.
Токарный станок мод. 1К62 оснащен шаговой - импульсной системой программного управления. Двух координатная система управления станком обеспечивает автоматический цикл обработки в один или несколько проходов различных деталей, имеющих форму тел вращения, как с прямолинейной, так и с криволинейной образующей. Наряду с обтачиванием наружных поверхностей на станке можно растачивать внутренне и обрабатывать торцевые поверхности.
Ниже в таблице 2.2 приведена техническая характеристика станка:
Таблица 2.2: Техническая характеристика станка
Наибольший диаметр детали, устанавливаемой над станиной
Наибольший диаметр точения при работе по программе
Наибольший диаметр точения при работе с задним резцедержателем
Скорость быстрых перемещений продольных
Скорость быстрых перемещений поперечных
Перемещение на один импульс (шаг) продольное
Перемещение на один импульс (шаг) поперечное
Время работы по программе без смены ленты
Габаритные размеры станка с гидроагрегатом без пульта программного управления
Масса станка гидроагрегатом и пультом программного управления
Выбираем промышленный робот SCARA-Portal Robots предназначенный для группового обслуживания оборудования (преимущественно металлорежущих станков с горизонтальной осью шпинделя или горизонтальным столом). Обеспечивает установку-снятие и межстаночное транспортирование деталей типа тел вращения или корпусных. Грузоподъемность робота 15 кг. Число степеней подвижности 4. Кинематические возможности манипулятора позволяют обслужить 80 моделей станков: токарных, фрезерно-центровальных, вертикально-сверлильных, отделочнорасточных, шлифовальных, зубообрабатывающих и других при линейном их расположении под несущим монорельсом. Максимальная скорость перемещении каретки по монорельсу 1,2 м/с. Робот поставляется заводом изготовителем без устройства захвата так как программируемость и универсальность является основным отличием современного робота.
Номенклатура захватов очень широка, и они часто конструируются заказчиком применительно к конкретной задаче.
Технические данные промышленного робота SCARA-Portal Robots приведены в таблице 2.3
Таблица 2.3 Техническая характеристика робота SCARA-Portal Robots.
Число захватываемых устройств на одной руке
качание звеньев руки в вертикальной плоскости,
поворот кисти руки вокруг продольной оси
2.3.3 Выбор и описание работы загрузочного устройства и конвейера
В качестве загрузочного устройства выбираем устройство бункерного типа, с лотком и пневматическим подъемником.
В качестве конвейера используется конвейер ленточного типа. На ленте имеются поперечные бортики которые отделяют детали друг от друга. Конвейер приводится в движение шаговым двигателем при помощи которого осуществляется необходимое перемещение ленты. Далее детали по конвейеру поступают на следующую операцию.
Для контроля размеров деталей выберем координатно-измерительную машину серии KMZ-S фирмы «Маузерверк» (Германия).
Машина KMZ оснащена большим набором измерительных щупов, что обеспечивает возможность измерения сложных деталей.
В машине предусмотрены три режима работы с ручной, полуавтоматической и автоматической. Вычислительное устройство KMZ обеспечено программами UMESS, разработанных фирмой «Оптон». Вычислительное устройство автоматически распознаёт направления ощупывания, ось и плоскость измерения и может различать внутренние и внешние контуры.
Все измеренные значения адресуются и записываются на диске. В любое время их можно обрабатывать с другими результатами при помощи программной клавиши «обратное отношение», а также использовать для образования новых геометрических элементов. Для измерения зубчатых колёс, кулачковых валов, кривых и изогнутых пространственных поверхностей имеются специальные программы.
Управление при помощи вычислительного устройства позволяет работать в автоматическом режиме с высокой экономичностью. Посредством обучающей программы при измерении первой детали производится программирование, специфическое для данной детали. Программы вызываются аналогично ручному режиму, вместе с требуемой дополнительной информацией о перемещении они записываются на магнитную ленту. Процесс измерения всех последующих деталей проходит автоматически. Записанная в память программа может корректироваться.
В процессе измерения не требуется пере закрепление детали и смена щупов. Измерительное устройство соединено по интерфейсу с единым компьютером и передает на него все данные измерения.
2.4 СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫМ КОМПЛЕКСОМ
Управление автоматизированным комплексом осуществляется от управляющего компьютера управления линией, основной функцией данного компьютера является выдача основных команд работы на вспомогательные устройства управления оборудованием и анализ правильности выполнения работы оборудования, принятий решения по настройке режущего инструмента, точности позиционирования и т.д.
Все сигналы которые поступают на управляющий компьютер гибкой автоматизированной линией от автоматизированного участка, которые приходят от распределительного устройства РПЛ 2. Данное устройство является аналоговым коммутатором всех устройств управления участком, оно принимает сигналы запрашивающие разращения на выполнения задачи и передает ответ запрашиваемому устройству, если ответ приходит положительный, то устройство начинает работать по собственной программе. В состав управляющих устройств входят: устройство числового программного управления станками; устройство программного управления роботом SCARA-Portal Robots. Устройство программного управления роботов серии SCARA-Portal Robots представляет собой микропроцессорную систему, построенную на основе модулей и унифицированных механических узлов и деталей. Система управления является устройством позиционного типа и предназначено для управления перемещениями руки робота. Объем программной памяти устройства позволяет вводить до 99 управляющих программ с длиной до 999 кадров каждая, хранить до 500 точек позиционирования, содержать программные комплексы обеспечения работы 5 палет. При этом общее число кадров программной памяти не должно превышать 1500 кадров. Для расширения объема памяти в устройстве предусмотрена возможность работы с внешним запоминающим устройством (ВЗУ). С помощью одного магнитного диска можно достичь 8-кратного увеличения объема программной памяти.
Управляющее устройство обеспечивает связь с внешним оборудованием посредством 32 релейных выходов и 32 цифровых входов. Эти возможности гарантируют легкую организацию и быструю переналадку управления.
Система управления обеспечивает работу промышленного робота в режимах: обучение и редактирование, воспроизведение, диагностика, работа с ВЗУ; Управляющие устройство координатно-измерительной машины осуществляет управление при помощи вычислительного устройства, позволяет работать в автоматическом режиме с высокой экономичностью. Посредством обучающей программы при измерении первой детали производится программирование, специфическое для данной детали.
Устройство выполнено в виде электрического шкафа 780 ? 910 ?1970 мм.
2.5 ЗАХВАТНЫЕ УСТРОЙСТВА, ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Захватные устройства промышленных роботов и манипуляторов служат для захватывания и удержания в определенном положении объектов манипулирования. Эти объекты могут иметь различные размеры, форму, массу и обладать разнообразными физическими свойствами, поэтому захватные устройства относятся к числу сменных элементов промышленных роботов. К захватным устройствам предъявляются требования общего характера и специальные, связанные с конкретными условиями работы. К числу обязательных требований относятся надежность захватывания и удержания объекта, стабильность базирования, недопустимость повреждений или разрушения объектов. Прочность захватного устройства должна быть высокой при малых габаритных размерах и массе.
2.5.1 Разработка конструкции и расчет механического захватного устройства
Проектирование захватного устройства производят в следующей последовательности:
д) рассчитывают размеры кинематических элементов захватного устройства
а)Определение усилия двух шарнирного клещевого захвата.
Усилие захватывания определяют по формуле :
где m - масса объекта манипулирования;
a - максимальное ускорение центра масс объекта манипулирования, м/с 2
(а=2...3g); K 1 - коэффициент, зависящий от положения заготовки по отношению к губкам ЗУ и направления действия силы тяжести; выбирают по таблице 1.1 , схема закрепления груза 2 поэтому K 1= , , ; K 2 =1,3...2,0 - коэффициент запаса; большие значения K 2 берут для захватных устройств, в которых отсутствует самоторможение. [1]
б) Усилие привода определяют из условия соотношения между силой Р привода, силами F или моментом М (рисунок 2.1).
автоматизированный токарный робот механический
Для рассмотренного на рис.2.1 захвата сила привода может
быть определена также через наибольший момент Mj по формуле :
где: Ї модуль зубчатого сектора; Ї полное число зубьев
Из конструктивных соображений принимаем L=50 мм.
Угол определим исходя из максимального перемещения, максимальное перемещение определим по формуле:
где d 1 =55 мм - максимальный диаметр заготовки; S доп =2 мм - дополнительный ход, необходимый для выхода призмы от поверхности заготовки.
Радиус зубчатого колеса определяется из расчета зубчато - реечной передачи на изгиб:
где z=17- число зубьев; =4,26 - коэффициент формы зуба; - коэффициент ширины венца; - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца;МПа - допустимое напряжение при расчете зубьев на изгибную прочность (сталь 40XH, термообработка поверхностная токами высокой частоты), тогда
Принимаем m=5 мм, тогда усилие привода будет равно:
в) Тип привода ЗУ выбирают исходя из элементной базы, наличия энергоносителя, требований производства. Выбираем гидравлический привод.
Диаметр поршня привода определяют по формуле (мм):
где - усилие ЗУ, H; P - давление энергоносителя: для гидропривода 3...12,5 МПа; ,- К.П.Д. привода и ЗУ: =0,85...0,95, = 0,9...0,95.
Площадь поршня гидроцилиндра (давление масла p=12,5 МПа).
д) расчет размеры кинематических элементов захватного устройства
Определяем ширину губок по контактным напряжениям:
где E пр =МПа - приведенный модуль упругости материала стали( справочные данные); МПа (сталь 45, термообработка - улучшение, ), =55 мм - диаметр заготовки, тогда:
Из конструктивных соображений принимаем =10 мм.
Опасным сечением (h) губок является сечение, сопрягаемое с зубчатым сектором, испытывающим изгиб:
где =250 МПа (сталь 40Х - улучшение), тогда
Ширину рычагов обычно принимают из конструктивных соображений.
Принимаем толщину рычага ЗУ равной 30 мм.
Шарниры ЗУ рассчитывают на срез и смятие:
где -усилие, действующее на шарнир; H; =(0,2...0,3)-допускаемое напряжение смятия, МПа.
Из конструктивных соображений принимаем расстояние между шарнирами С=60 мм. Тогда усилие, действующее на шарниры:
Диаметр шарниров выбираем исходя из расчета на срез =120 МПа - допускаемое напряжение среза для стали 45:
Проверяем шарниры на смятие (=80МПа - допускаемое напряжение смятия для стали 45):
В заключение проекта можно сказать, что загрузка оборудования является, вероятно, одной из самых важных применений роботов. Потому, что освобождает человека от необходимости поднимать тяжести, а также заниматься монотонной работой особенно в условиях крупносерийного производства. С развитием новых компьютерных технологий человечество переходит на новый уровень производства.
Разработанный мною автоматизированный комплекс - это совокупность различных наук связанных в одну единственную автоматизированную систему, способную работать без участия человека, но на благо ему.
Будущее человечества находится за автоматизацией производств и производственных процессов.
1. Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник. - 2-у издание, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1988. -392 с.
2. Лебедовский М.С. Автоматизация в промышленности/Лебедовский М.С., Федотов А.Н.-Л.: издательство, 1976 - с.
3. Механика промышленных роботов/В 3-х книгах. Под ред. К.В.Фролова и Е.И.Воробьева. -М: изд-во 1988. Кн.-3, -380 с.
4. Полищук М.Н. Наладка промышленных роботов и автоматических линий/ Полищук М.Н., Васюков Ю.Г.: Справ. пособие. - К.: Техника, 1987.-231 с.
Разработка схем крепления заготовки в захватном устройстве с рычажным механизмом. Выбор промышленного робота, определение силы привода. Изучение технологического маршрута механической обработки детали, составление эскиза на автоматизируемую операцию. практическая работа [140,4 K], добавлен 30.05.2012
Обоснование типа производства. Выбор метода обработки элементарных поверхностей деталей. Разработка маршрута изготовления детали. Выбор вида заготовки и её конструирование. Общая характеристика станка. Нормирование токарных операций. Расчёт силы зажима. курсовая работа [2,2 M], добавлен 06.04.2016
Технологический маршрут обработки детали. Расчет режимов резания. Выбор вспомогательного оборудования. Описание датчиков и циклограммы. Выбор механизма захватного устройства, принцип его работы. Разработка наладок для станков с программным управлением. курсовая работа [177,9 K], добавлен 23.12.2013
Описание конструкции и назначение детали "Корпус толкателя". Выбор и расчет заготовки. Литье по выплавляемым моделям, в кокиль. Расчет количества оборудования и его загрузки. Разработка технологического процесса, маршрута механической обработки детали. курсовая работа [3,0 M], добавлен 29.04.2012
Расчет массы заготовки и коэффициента использования материала для данной детали. Выбор рациональных режимов резания и определение норм времени на 4 разнохарактерные операции механической обработки. Составление управляющей программы для станка с ЧПУ. дипломная работа [695,1 K], добавлен 14.07.2016
Создание чертежа вала. Выбор марки материала (дюралюминий) и его расшифровка. Разработка технологического процесса обработки детали. Схема расположения оборудования для 1 рабочего места у станка с ЧПУ. Обработка заготовки на станке по программе. курсовая работа [63,7 K], добавлен 05.03.2016
Анализ технологичности конструкции детали "вал". Расчет коэффициента использования материала, унификации элементов конструкции. Выбор технологических баз токарных операций. Разработка и обоснование маршрута изготовления детали. Выбор модели станка. контрольная работа [55,5 K], добавлен 04.05.2013
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Разработка автоматизированного участка обработки детали "Вал" курсовая работа. Производство и технологии.
Напишу Лабораторную Работу
Реферат по теме Коллективный договор в Республике Казахстан
Реферат Про Вич И Спид
Курсовая Внимание Младших Школьников
Курсовая Работа На Тему Монополизм В Экономике, Его Формы И Последствия
Дипломные Работы По Газоснабжению С Чертежами
Дипломная работа: Реструктуризация компании как средство повышения ее рыночной стоимости на примере ЗАО "Жилищный капитал"
Реферат по теме Екологія бактерій
Реферат На Тему Формы Правления
Реферат: Александр II и Екатерина Долгорукая
Курсовая работа по теме Развитие архитектуры Гродно во второй половине XIX века
Курсовая работа: Ценные бумаги как объекты гражданского оборота. Скачать бесплатно и без регистрации
Лак Эсси 13
Курсовая работа: Биология льва
Реферат: Мутации
Передвижение Инфузории Туфельки Лабораторная Работа
Дипломная работа по теме Особенности математических представлений у детей с интеллектуальными нарушениями
Контрольная Работа Кинематика 10 Класс Профильный Уровень
Контрольная работа: Функціональні і структурні схеми систем радіоавтоматики
Сочинение Может Ли Дружба Принести Человеку Разочарование
Языки программирования - Программирование, компьютеры и кибернетика шпаргалка
Взаимозависимое развитие физических и интеллектуальных способностей дошкольников старшей группы - Педагогика дипломная работа
Учет нематериальных активов - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа