Разработка АТСС участка изготовления валов

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

КУРГАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

Кафедра  технологии  машиностроения,

металлорежущих станков и инструментов

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

по дисциплине «Автоматизация производственных процессов»

 

на тему «Разработка АТСС участка изготовления валов»

 

 

             Студент гр.  _________      ___________            /_Квашнин С.А_/

                                                  Номер группы               Подпись                                   Фамилия, и.о.

          

 

 

             Преподаватель     ______________                       /_Моисеев Ю.И_/

                                                        Подпись                                          Фамилия, и.о.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курган 2013 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение	3
Техническая эффективность складов	4
Организация складского хозяйства	5
Выбор автоматических складов и накопительных устройств	7
Расчет характеристик АТСС	11
Расчет количества транспортных устройств и их загрузки	16
Выбор промышленного робота	18
Заключение	20
Список используемых источников	21

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Курсовая работа на тему «Разработка АТСС участка изготовления валов»

Целью курсовой работы является:

1. разработка автоматизированной транспортно складской системы для хранения, временного накопления и доставки деталей типа тел вращения;
2. выбор крана-штабелера;
3. выбор и обоснование модели промышленного робота;

В качестве исходных данных для выполнения работы используются данные по детали: вес, габариты, объем выпуска.

Курсовой проект включает:

а) расчетно-пояснительную записку;

б) графические разработки в объеме двух листов формата А1 и спецификации;

В расчетно-пояснительной записке (РПЗ) должны содержаться  необходимые обоснования, пояснения и расчеты по принимаемым решениям. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СКЛАДОВ

На складах не создаются новые материальные ценности. Однако, принимая участие в общем технологическом процессе производства промышленной продукции, склады способствуют выпуску новых изделий, товаров, материальных ценностей, продукции производственно-технического назначения и товаров широкого потребление. При этом, поскольку затраты на складирование и переработку грузов на складах входят в общую стоимость промышленной продукции, то эта стоимость может быть более или менее велика в зависимости от того, насколько эффективно выбраны технология и техническая оснащенность складов, через которые проходят сырье, материалы по мере превращения в готовые изделия, продукцию промышленных предприятий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Организация складского хозяйства

 

По функциональному назначению склады подразделяются на заводские и цеховые. Так, в составе складов машиностроительного завода могут быть центральный материальный склад (главный магазин), склад металлов (или склады по видам металлов), склад изделий смежных производств, склад запасных частей и оборудования, склад шихты и формовочных материалов.

Устройство и оснащение складов зависят от ряда факторов. Определяющие из них — грузооборот, длительность хранения, вид применяемой тары, объем и частота поставок и отправлений, вид используемого подвижного состава. В зависимости от этих факторов материалы и готовые изделия могут храниться на специально оборудованных открытых площадках, под навесами, в отапливаемых и не отапливаемых помещениях. Например, склады тарных и штучных грузов размещают, как правило, в закрытых специально оборудованных помещениях.

Тарные и штучные грузы хранятся на стеллажах, в штабелях, в контейнерах, на поддонах с многоярусной установкой. Могут храниться материалы на аккумулирующих устройствах средств непрерывного транспорта.

Для механизации погрузочно-разгрузочных работ и внутри складских операций применяют различные устройства и машины: краны-штабелеры, электропогрузчики, кран-балки и мостовые краны, электрокары и различного рода средства непрерывного транспорта. Для комплексности механизации используют быстродействующие автоматические стропы и захваты. В последние годы получили развитие автоматизированные склады тарно-штучных грузов, оборудованные системами машин, обеспечивающими транспортировку, установку и поиск материалов по специальным программам с использованием роботов. Автоматизированные склады являются неотъемлемой частью автоматизировано - транспортных систем ГАП. По конструкционным особенностям различают следующие типы автоматизированных складов: с клеточными стеллажами и автоматическим стеллажным краном - штабелером, автоматическим мостовым краном-штабелером, с гравитационными стеллажами и автоматическими стеллажными каретками-операторами, с автоматическими элеваторными стеллажами, автоматические подвесные склады.

Исходя из типа производства, габаритных размеров обрабатываемой заготовки, при проектировании гибкого автоматизированного участка изготовления деталей - тел вращения для выполнения функций складирования был выбран автоматизированный склад. Обслуживание данного склада производится с помощью крана штабеллера. Хранение и перемещение заготовок производится в таре.

 

3. Выбор автоматических (автоматизированных) складов и накопительных устройств

 

Автоматические склады в ГПС выполняют следующие функции:

накопление сырья, материалов, заготовок и готовых изделий;

накопление порожней тары;

комплектация деталей и узлов;

хранение технологической оснастки;

временное накопление отходов производства;

оперативный учет состояния склада.

Функциональными элементами автоматических складов являются стеллажи, штабелеры, транспортно-складская тара (поддоны для заготовок и деталей, кассеты для инструментальных комплектов и т.п.), устройства для перегрузки тары со штабелера на накопитель, напольные накопители, устройства для передачи тары с накопителей на транспортную систему автоматизированного участка или в обратном направлении. Автоматическую работу склада обеспечивает система управления , построенная на основе ЭВМ.

В зависимости от конструктивных особенностей и технической оснащенности склады различают по типам стеллажей и штабелеров, вместимости, типам и параметрам складской тары, выполняемым производственным функциям, уровню и техническим средствам автоматизации. Наибольшее распространение получили стеллажные склады с автоматическими кранами-штабелерами вследствие относительной простоты конструкции, компактности и удобства встраивания в автоматизированную транспортно-складскую систему. Конструктивно чаще всего их выполняют с одним или двумя многоярусными стеллажами 1 (рис. 1.) и одним краном-штабелером 2, укладывающим грузы на приемно-выдающее устройство 3.

Разновидности стеллажных складов

Рисунок 1

 

Компоновки стеллажных складов с двумя кранами-штабелерами применяют реже из-за усложнения системы управления, обеспечивающей безаварийную работу механизмов. Однако преимуществом компоновки склада с двумя кранами-штабелерами является исключение простоев станков при выходе из строя одного крана-штабелера. В этом случае система продолжает работу при некотором снижении производительности. Автоматические склады с гравитационными стеллажами экономически эффективны при небольшой номенклатуре и больших запасах грузов.

Такие склады отличаются конструктивной простотой, обеспечивают удобство наблюдения за прохождением грузов и работают в режиме «Первый на входе - первый на выходе».

Транспортно-складские системы должны обеспечивать приоритетную доставку грузов по оптимальной трассе. В этих условиях важное значение имеет рациональное размещение склада по отношению к основному технологическому оборудованию. Возможны следующие виды планировочных решений: радиальные, линейные, Т-образные, замкнутые (кольцевые), вертикальные, комбинированные (рис 2). Радиальная планировка предусматривает расположение склада в центре участка (рис. 2.а). При линейной планировке (рис. 2. 6) грузы транспортируются вдоль склада и оборудования, что целесообразно при малом количестве обслуживаемого оборудования. При Т-образной планировке (рис. 2. в) материальные потоки перемешаются перпендикулярно складу, в результате более рационально используется производственная площадь. При кольцевой планировке (рис. 2. г) склад располагается вдоль замкнутой транспортной трассы. При вертикальной планировке (рис. 2. д) склады расположены на разных уровнях. Комбинированные планировочные решения сочетают несколько видов планировок и обеспечивают максимальную гибкость и короткие транспортные потоки.

 

Разновидности планировочных решений складов

Рисунок 2 (а, б, в, г, д )

 

Функции резервных складов выполняют накопительные устройства на рабочих позициях. Их используют при небольших запасах хранения, для компенсации разницы между временами транспортирования и изготовления изделий, а также для обеспечения бесперебойной работы автоматизированной линии в случае отказов отдельных подсистем.

Задаваясь размерами ячейки склада, его расположением относительно оборудования (вдоль или поперек линии станков) и конструкцией (одно - и многорядный, одно - и многоярусный стеллажный и т.п.), определяют габаритные размеры склада.

В данной курсовой работе была выбрана линейная однорядная компоновка склада с вдоль   расположенным  технологическим оборудованием. Так же для автоматизированной загрузки был выбран промышленный робот модели обслуживающий два станка.

Для обоснования данной компоновки ниже приведены расчеты. 

4. Расчет характеристик АТСС

Сведения о детали-представителе

1. Годовой объем N = 1000 шт.

2. Габаритные размеры детали: 80х450 мм

3. Масса детали –  5.8 кг. 

4. Масса заготовки – 9 кг.

5. Программа выпуска деталей  – 114000 шт.

5. Деталь изготавливается в условиях  среднесерийного производства.

Оборудование участка

Интегрированный центр ТФЦ-600

Станок токарный многоцелевой предназначен для комплексной токарной обработки деталей (тел вращения) с выполнением фрезерных, зубообрабатывающих, сверлильно-расточных операций.

Станок обеспечивает последовательную двухстороннюю обработку с автоматической передачей детали из патрона в патрон двух шпиндельных бабок.

 

ХАРАКТЕРИСТИКА
Наименование параметров	Данные
Наибольшие размеры обрабатываемой заготовки, мм:
• диаметр (над станиной)	660
• диаметр (над суппортом)	450
• диаметр (револьверная головка)	270
• длина	1250
Бабка передняя:
• передняя часть шпинделя пo DIN 55026	А6
• диаметр отверстия в шпинделе, мм	45
• наибольшее число оборотов шпинделя, об/мин	6300
• мощность двигателя (S1), кВт	29
Контршпиндель:
• передняя часть шпинделя по DIN 55026	А5
• наибольшее число оборотов шпинделя, об/мин	7000
• мощность двигателя (S1), кВт	24
Токарно-сверлильно-фрезерный модуль:
• мощность привода фрезерного шпинделя (100% ПВ), кВт	16,8
• наибольшее число оборотов фрезерного шпинделя, об/мин	7000
• наибольший крутящий момент на шпинделе (100% ПВ), Нм	100
• инструментальная система	HSK-A63
• угол поворота по оси В, °	±115
• наибольший крутящий момент при повороте по оси В, Нм	1000
• дискретность угла поворота по оси В, °	0,001
• дискретность индексированного угла поворота по оси В, °	2,5
• точность позиционирования (ось В зажата), ..."	±4
• повторяемость позиционирования (ось В зажата), ..."	±1,5
• точность позиционирования (ось В разжата ), ..."	±8
• удерживающий крутящий момент при останове по оси В, Нм
- ось В зажата	1300
- ось В индексирована и зажата	3500
• время поворота на 90°, с	0,8
Система автоматической смены инструментов:
• количество инструментов в магазине, шт.	20
• время смены инструмента, с	3
• количество инструментов револьверной головки, шт.	8
Перемещение по осям:
• перемещение линейное, мм:
- X1 / Y / Z1(токарно-сверлильно-фрезерный модуль)	530 / 160 /1330
- Х2 / Z2 (револьверная головка)	160 / 1285
• скорость быстрых перемещений по осям:
- X1, Y, Z1 (токарно-сврлильно-фрезерный модуль), м/мин	40
- Х2/Z2 (револьверная головка),  м/мин	30/40
- С1, С2, об/мин	400
- В, об/мин	40
Точность позиционирования по линейным координатам, мкм
• точность позиционирования	4
• повторяемость позиционирования	2
УЧПУ
• тип	Sinumeric 840D
• виды интерполяции	линейная, круговая, винтовая
• дискретность задания перемещений по осям:
- линейным, мм	0,0001
- круговым, °…	0,001