Автоматизація виробничих процесів

Міністерство освіти РФ.

Московська Державна Академія Приладобудування та Інформатики.

Балашихинський філія.

Курсовий проект.

Автоматизація виробничих процесів.

Студент :_____/ Беззубіков В.В. /

5-й курс група БФ-2

Шифр: 95743

Відмітка про зачете______

Викладач :______/ Албагачіев А.Ю. /

МГАПІ 1999р.

1. Введення.

Автомати можуть працювати у важких, шкідливих і небезпечних для здоров'я людини умовах. Тому автоматизація виробництва повністю виключає або суттєво знижує негативний вплив виробничого процесу на людину, оскільки людина замінюється автоматами різного службового призначення.

Економічні переваги використання автоматичних систем у виробництві випливають з їх технічних переваг. До економічних переваг автоматизації можна віднести: можливість значного підвищення продуктивності праці; більш економічне використання фізичної праці, матеріалів та енергії; більш високу та стабільну якість продукції; скорочення періоду часу від виникнення потреби у виробі до отримання готової продукції; можливість розширення виробництва без збільшення трудових ресурсів .

2. Вихідні дані.

Найменування деталі - корпус.

Деталь відноситься до корпусу запірного клапана. Форма корпусу клапана - прохідний.

Матеріал - Латунь ЛЖМц 59-1-1 ГОСТ 15527-70.

Заготівля - штампування, оброблення, зачищені.

Маса заготівлі - 4.1 кг, маса деталі - 2.1 кг.

Річний обсяг випуску, шт.: N = 2000.

Визначення типу виробництва.

Визначити тип виробництва можна за коефіцієнтом k.

k = t с / tшс

де t з - середній виробничий такт;

tшс - середнє штучний час виготовлення деталі по всіх

операціями (0.86ч = 51.6 хв);

t з = 60 * Fдс / N

де Fдс - дійсний фонд робочого часу (3988.64 ч);

N - річний випуск (2000 шт);

t з = 60 * 3988.64/2000 = 119.75

k = 119.75/51.6 = 2.3

Оскільки k> 1 це буде великосерійне виробництво.

5. Вибір операції для работотізаціі.

Підготовка баз на оброблюваній деталі проводиться поза РТК. Деталь повністю обробляється в умовах РТК за одну операцію, що значно підвищує точність обробки, тому що не відбувається зміна баз. Тому вибираю операцію № 115 - комбіновану.

6. Схеми базування і установки.

Схема базування та встановлення на тактовом столі (см.Ріс.6.1.)

Базування по чорній зовнішньої циліндричної поверхні. Для реалізації прийнятої схеми базування прийняв три нерухомих настановних елемента - дві призми і пластина. Дана схема краща тим, що пристосування базування і установки, встановлені на платформах тактового столу, не вимагають переналагодження при груповій обробці.

Схема базування в захопно пристрої (см.Ріс.6.2.).

Базування по чорній зовнішньої циліндричної поверхні. Для реалізації прийнятої схеми базування прийняв захоплення, у якого конфігурація однієї губки у вигляді призми, а друга у вигляді штиря.

Схема базування та встановлення на верстаті (см.Ріс.6.3.).

Базування по чорній зовнішньої циліндричної поверхні. Для реалізації прийнятої схеми базування прийняв три нерухомих настановних елемента - три призми. Дотриманий принцип сталості баз, тому що дана схема базування дозволяє обробляти заготовки з трьох сторін. Сила закріплення діє зверху на технологічний буртик.

7. Вибір технологічного обладнання.

Заготівля обробляється в режимі "з кадрів"

на верстаті - 2206ВМФ4; УЧПУ - 2С42 - багатоцільовий (свердлильно-фрезерно-розточний) горизонтальний верстат високої точності з інструментальним магазином і з комбінованою системою ЧПУ.

Технічна характеристика верстата 2206ВМФ4.

Розміри робочої поверхні столу: 630 '800

Найбільша маса оброблюваної заготовки, кг: 800

Найбільші переміщення столу, мм:

поздовжнє: 800

поперечне: 630

головки шпінделя (бабки) вертикальне: 630

Відстань від осі шпинделя до робочої поверхні столу: 95-725

Відстань від торця шпинделя до центру столу: 165-795

Конус отвору шпинделя (за ГОСТ 15945-82): 50

Місткість інструментального магазина, шт.: 30

Число ступенів обертання шпинделя, об / хв: 19

Частота обертання шпинделя, об / хв: 31.5-2500

Число робочих подач: 31

Робочі подачі (поздовжня, поперечна, вертикальна), мм / об: 1-4000

Найбільша сила подачі столу, МН: 10

Швидкість швидкого переміщення (столу і бабки), мм / хв: 10000

Потужність двигуна приводу головного руху, кВт: 11

Габаритні розміри, мм:

довжина: 5480

ширина: 5115

висота: 3130

Маса, кг: 15000

Число керованих координат одночасно: 3

8. Вибір промислового робота.

Для обслуговування верстата вибираю промисловий робот моделі М20П.40.01, тому що його технічна характеристика задовольняє за всіма параметрами.

Технічна характеристика робота М20П.40.01.

Вантажопідйомність, сумарна / на одне захватне пристрій, кг:

20/10

Число ступенів рухливості (без загарбного пристрою): 5

Число рук / захватних пристроїв на руку: 1 / 2

Тип приводу: електропневматичний

Управління: позиційне

Число програмованих координат: 5

Спосіб програмування переміщення: навчання

Місткість пам'яті системи, кількість точок: 300

Похибка позиціонування, мм: ± 1.0

Найбільший виліт руки, мм: 800

Маса, кг: 570

Габаритні розміри, мм:

висота: 2359

max довжина: 2385

Максимальний кут повороту: 300 °

9. Розрахунок контактних напружень.

Для розрахунку контактної напруги використовую формулу:

Q * l 1 - W * (l 1 + l 2) = 0

де:

Q = 1.3 * P * (W 1 / g +1) * (0.63 * b / a +1.5 * a 1 * b / (b 1 +0.1 * d) * a) * k

P = m * g = 4.1 * 9.8 = 40.18 Н

де а, b - розміри захоплень

d - діаметр заготовки

a 1 - відстань від краю затискних губок до центру

тяжкості заготовки

b 1 - ширина зіва захоплення

W 1 - прискорення, що виникає при русі захоплення

k - коефіцієнт запасу k = 1.2 ¸ 2

а = 0.03 м; b = 0.045 м

a 1 = 0.035 м; b 1 = 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

Напруга на контактному ланці:

де l 1 = 1.044 м

l 2 = 0.8 м

725.96 * 1.044 - W * (1.044 +0.8) = 0

W = 411 H

10. Вибір завантажувального пристрою.

Завантажувальний пристрій виконаний у вигляді тактового столу типу СТ220, на платформи якого встановлюються в орієнтованому вигляді заготівлі та оброблені деталі.

Технічні характеристики тактового столу СТ220.

Габаритні розміри, мм:

довжина: 3000

ширина: 650

Швидкість пересування: 0.25 м / с.

Спосіб установки заготовки і готової деталі на платформі тактового столу див. Рис. 10.1.

11. Схема компонування РТК.

Роботизований комплекс на базі промислового робота моделі М20П.40.01, верстата моделі 2206ВМФ4, УЧПУ - 2С42 і тактового столу СТ220.

Промисловий робот бере заготівлю з тактового столу, завантажує деталь і потім повертає оброблену деталь на тактовий стіл.

12. Послідовність переходу виконання на РТК.

13. Складання циклограми.

Опис циклограми представленої на листі 1 креслення 4.

Промисловий робот.

Початок циклу.

Висуваючи руки до тактовому столу. Час - 1 с.

Затиск заготівки. Час - 1 с.

Рух руки вгору разом із заготівлею. Час - 1 с.

Поворот руки від тактового столу до верстата на 90 °. Час - 2 с.

Рух руки вниз до місця обробки. Час - 1 с.

Разжим заготовки. Час - 1 с.

Всуваючи руки. Час - 1с.

Верстат.

Затиск заготовки на верстаті затискним пристроєм. Час - 1с.

Обробка деталі. Час - 3096 с (51.6 хв).

Разжим обробленої деталі. Час - 1 с.

Промисловий робот.

Висуваючи руки. Час - 1с.

Затиск деталі. Час - 1 с.

Рух руки вгору разом з деталлю. Час -1 з.

Поворот руки від верстата до тактовому столу на 90 °. Час - 1с.

Рух руки вниз до тактовому столу. Час - 1 с.

Разжим деталі. Час - 1 с.

Всуваючи руки. Час - 1 с.

Тактовий стіл.

Поворот тактового столу зі швидкістю 0.25 м / с на одну позицію. Час - 2 с.

Кінець циклу.

Загальний час циклу - 3121 с (52.017 хв).

______