Робототехнічних комплексів (РТК) заготівельного виробництва
Розглянемо гнучку виробничу систему (ГПС) лиття під тиском і холодного штампування на рівні їх реалізації у вигляді РТК і гнучкої виробничої лінії (ГПЛ).
Для всіх РТК заготівельного виробництва (на відміну від всіх інших видів виробництв) характерною особливістю є той факт, що кожен промисловий робот (ПР) обслуговує тільки одну технологічну машину.
РТК лиття під тиском
Особливості та основні чинники, що визначають типову компоновку РТК лиття під тиском (і його можливі модифікації) обумовлюються серійністю і номенклатурою виливків, технологічним циклом і параметрами отримання виливків на машинах лиття під тиском (МЛД), видів застосовуваних ПР для заливки металу, мастила прес-форм та прес-камер, способів зняття виливків після лиття і обрубки. У залежності від складу і прийнятих рішень по розвантаженню МЛД типові РТК лиття під тиском поділяються на наступні виконання: із застосуванням горизонтальних або вертикальних пресів; зі скиданням виливків у тару або на транспортер; з транспортерами-наймачами, забезпеченими заливальним стрижнями. Наприклад, для автоматизації процесу виготовлення виливків з кольорових металів і сплавів типовим комплексом лиття під тиском є модель 2 Л.
Технічні характеристики РТК лиття під тиском
- Продуктивність, заготовок / год - 80
- Маса відливки, кг-1,0 - 7,0
- Площа проекції виливки, см 3 - 400 - 600
- Площа, займана РТК, м 2 - 25
Склад і структура зазначеного РТК, побудованого на розвантаженні МЛД ПР і укладанні виливків у тару, наведено на рис. 1.
Основними чинниками і особливостями, що визначають склад і структуру ГПМ холодної штампування, є: операційної деталей; безперервність або уривчастість ТП, тобто наявність допоміжних технологічних операцій, що вимагають видалення деталі з позиції обробки на інші виробничі дільниці (відпал, очищення, промивання); серійність; програма випуску деталей; кількість запуску деталей у визначений період; зміни форми заготовок у процесі обробки. ГПМ холодного штампування включає до свого складу різні типи; ПР: "Ритм-01", "Циклон 5.01", "Універсал-15.06" та ін Наприклад, РТК холодного штампування на основі ПР "РФ-202" компонується в поєднанні з пресами відкритого типу з зусиллям від 61 до 245 кН. Він служить для одноопераційних штампування деталей масою до 0,5 кг. Модулі оснащуються подаючими пристроями (наприклад, шиберними), що забезпечують його безперервну роботу.
ГПЛ холодного штампування
Типовим РТК холодного штампування є модель із застосуванням ПР "Ритм-01", призначена для автоматизації процесу холодного штампування деталей зі штучних плоских заготовок (рис. 2).
Розглянемо існуючі у практиці приладобудівних підприємств ДПС холодного штампування (листовий, об'ємної), найчастіше реалізовані у вигляді ГПЛ холодної штампування.
Коротка конструкторсько-технологічна характеристика деталей, що виготовляються холодним штампуванням. У приладобудуванні багато заготовки і деталі отримують холодним штампуванням з листового, смугового або стрічкового матеріалів: сталі, латуні, томпаку, нейзильберу, гетинаксу, органічного скла і ін Холодне штампування - один з найбільш прогресивних методів отримання деталей і заготовок. Вона дозволяє отримувати деталі (рис. 3) і заготівлі складної конструкції і форми 7-8-го квалітету, шорсткістю Rz 10 - Rz l6, товщиною 0,1-3,0 мм з високим коефіцієнтом використання матеріалу і низькою собівартістю завдяки високій продуктивності штампувальних операцій.
Операції холодного штампування поділяються на три основні групи:
розділові операції (деформації з місцевим руйнуванням матеріалу: відрізка, вирізка, пробивка, підрізка, розрізання, обрізка, зачистка, просічка);
формоізменяющіе операції (пластичні деформації матеріалу), коли плоскі або просторові заготівлі перетворюються в необхідну деталь, до числа яких входять: згинання, витяжка, формування, об'ємна штампування та ін;
штампо-складальні операції, при яких декілька деталей з'єднуються в складальні одиниці на пресах або на спеціальних верстатах у пристосуваннях.
Укрупненная типова схема технологічного маршруту отримання штампованої деталі включає до свого складу такі операції:
- Подача листа для різання на прес-позиціях, складування смуг після різання в стопи або касети;
- Транспортування стоп (касет) до пресів; завантаження - розвантаження штампа;
- Виконання операції штампування;
- Міжопераційні і межштамповие переміщення штамповок;
- Межстаночние переміщення штамповок;
- Складування штамповок.
Склад обладнання, пристроїв та інструменту, що застосовується в ГПЛ холодної штампування. При виконанні штампувальних робіт застосовують три групи устаткування:
- Заготівельне (наприклад, ножиці гільйотинні для різання на смуги листового матеріалу);
- Основне технологічне (привідні преси: механічні, гідравлічні, пневматичні, електромагнітні; преси-автомати);
- Допоміжне (наприклад, механізми подачі стрічок або штучних заготовок в прес).
Як оснащення (пристроїв та інструменту) при холодному штампуванні використовують:
- Штампи, які залежно від ряду виконуваних операцій, технології виготовлення деталей і ступеня складності конструкції штампа, класифікуються на прості, комбіновані, універсальні:
- Тужавіння ПР різної конфігурації, щоб забезпечити установку заготовки в штамп і знімання з штампу готової деталі.
Застосування ПР у складі ГПЛ холодного штампування різко змінює існуючі конструкції штампів. Це пов'язано в першу чергу з вимогами точної фіксації штампа до і після робочого ходу преса, вимогами видалення відходів після кожного циклу або після серії циклів і т. д.
Загальні вимоги при проведенні робіт з підготовки штампів у ГПЛ холодного штампування наступні:
- При розкритті штампа (після закінчення процесу формоутворення) деталь повинна залишатися в його нижній частині, що не втрачаючи орієнтації; штамп повинен мати автоматичні виштовхувачі для підйому з матриці відштампований деталі і знімання її з фіксаторів;
- Виштовхування відштампований деталі повинно бути плавним і відбуватися без зміщення деталі в горизонтальній площині;
- Фіксатори і уловлювачі повинні забезпечувати правильність положення заготовки в штампі при установці її з точністю не нижче точності позиціонування ПР;
- Конструкцію штампа (для розділових операцій) повинна виключати можливість запресовування відходу в деталь чи деталі у відхід;
- Штамп повинен мати автоматичні пристрої для видалення відходів з внутрішніх порожнин або передбачати можливість автономної установки таких пристроїв;
- Якщо напрямні колонки заважають завантаженні або розвантаженні, то їх слід встановлювати на верхній частині штампа.
Структура та процес функціонування ГПЛ холодної штампування. На рис. 4 показана структура (компонувальна схема) ГПЛ холодного штампування на основі універсальних ПР типу РПМ-25 і пресів типу КД 2126. Така структура ГПЛ забезпечує найменшу кількість рухів виконавчих органів, враховує можливість спостереження оператором за ходом ТП. Процес функціонування ГПЛ наступний.
Після проведення необхідних робіт з технічного обслуговування роботів та обладнання, установки необхідної штампового оснащення на пресах і заповнення накопичувача заготовками комплекс готовий до функціонування. Подається електро-і пневможивлення лінії, послідовно включаються преси 1 і ПР 2,2 'і 9,9'. У початковому положенні виконавчі органи роботів 2 ц 2 'підняті, вакуумний схват робота 2 орієнтований над заготовками у вертикальному магазині накопичувача 3. Відпрацьовуючи задану програму, виконавчий орган робота 2 опускається і вакуумним схопимо бере заготовку з накопичувача і подає в зону преса 1, при цьому нажимной елемент накопичувача замикає кнопку пуску преса і відбувається штампування деталі в першому циклі. Після підйому виконавчого органу преса вакуумний схват робота 2 'схоплює формообразованную деталь з штампу преса. Після цього слід поворот механічної руки робота, вакуумний схват орієнтується над транспортним роботом 7 і деталь укладається у вихідне положення. Потім вакуумний схват робота 9 бере деталь у РОТА 7 і подає в зону штампа преса 1 для виконання операції штампування по другому технологічному циклу. Остаточно відформованих деталь вакуумний схват робота 9 захоплює і укладає у тару 4. Загальний цикл штампування - 8 с.
У великосерійному виробництві стали вже традиційними ГПЛ штампування на базі циклових та позиційних ПР і пресового обладнання, в ряді випадків об'єднаних в ділянки транспортними системами.
На обладнанні з ЧПУ для обробки листового матеріалу останнім часом все частіше використовують комбіновані методи виготовлення деталі. До складу такого обладнання включають поряд з пресом, оснащеним штампом, або замість преса установки для лазерного або плазмової різки.
Преси доповнюють свердлильними і фрезерними головками. Використання лазерів дозволяє отримати в умовах дрібносерійного виробництва контури складної конфігурації без виготовлення спеціальних штампів.
Такі ГПЛ доукомплектовуються листозгинальні, зварювальним, транспортно-накопичувальних обладнанням. Деталі в них проходять операції розкрою, штампування, лазерної та плазмової обробки. Магазини з інструментом доставляє візок. Зберігання та переміщення листів і деталей здійснюється на складі.
Автоматизована система управління ГПЛ холодного штампування має дворівневу ієрархічну структуру, що включає: керуючу ЕОМ першого рівня (управління транспортно-накопичувальною системою і ЧПУ верстатів); ЕОМ (мікро-ЕОМ), що використовується як локального пристрою керування ЧПУ ПР і пресів. Система управління ГПЛ холодної штампування, побудована за модульним принципом, дозволяє забезпечити гнучкість, універсальність, можливість нарощування модулів, знизити витрати на проектування та ремонт системи управління, підвищити технологічність виготовлення системи управління.
Рис. 1 ГПМ лиття під тиском: 1 - МЛД; 2 - ПР для заливки металу; 3 - піч роздавальна; 4 - система управління, 5 - стенд контролю технологічних параметрів; 6 - установка термостатування; 7 - ПР для знімання виливків; 8 - приймально- видає пристрій (тара для виливків); 9 - пристрій мастила
Рис. 2 ГПМ холодного штампування: 1 - ПР; 2 - прес; 3 - штамп; 4 - система автоматичного видалення штампувало деталі; 5 - система управління (СУ) модулем; 6 - по дає пристрій шиберного типу
Рис. 3. Приклад деталі, виконаної методом холодного штампування
Рис. 4 Структурна схема ГПЛ холодного штампування на основі універсальних ПР: I - прес двохстієчний; 2, У - ПР, 3 - подаючий пристрій, 4 - тара для штампування, 5 - тара для висічки; 6 - штамп; 7 - роботизована транспортна система (РОТА ); 8 - СПУ ПР-99'-ПР.
Список літератури
Іванов О.О. ДПС у приладобудуванні. - М.: Машинобудування, 1988. - 282с.
Управління работотехніческімі системами та гнучкими автоматизованими виробництвами / под.ред. Н. М. Макарова, - М.: Радіо і зв'язок, 1981, ч.3 - 156с.
Широков А.Г. Склади у ДПС. - М.: Машинобудування, 1988. - 216с.