Разработка технологического процесса производства внутреннего кольца подшипника

где               оперативное время i-ой операции;

n – число операций, выполняемых на АЛ.

Отношение среднего оперативного времени к расчетному такту работы АЛ:

                                                                                                                                            (14)

Среднее оперативное время:

Отношение среднего оперативного времени к такту выпуска:

Синхронизация имеет целью обеспечение равенства времени выполнения технологических переходов на каждой позиции АЛ с тактом автоматической линии.

Метод синхронизации заключается в изменении режимов обработки или количества станков.

Так как z = 0,58, то необходимо проектировать одну АЛ из выбранного оборудования.

Таблица 4 – Режимы обработки и операционное время обработки

Таблица 5 – Синхронизация операций

10. Разработка структуры автоматического производства и построение циклограммы работы комплекса

Структура автоматического производства дает представление о пространственном расположении станочного и вспомогательного оборудования и связи всех рабочих позиций единой транспортной системой потока деталей.

В состав проектируемой АЛ входят металлорежущие станки, принятые в соответствии с технологическим процессом обработки. Около каждого станка имеется накопитель заготовок, манипулятор, снимающий заготовки с транспортера и подающий их на станок. Кроме этого, каждое рабочее место оснащено освещением, обдувкой деталей от стружки сжатым воздухом.

Циклограмму работы линии рассмотрим на последовательности построения цикла работы станка-автомата. На основании данных эксплуатации автоматов, теоретических расчетов, а иногда и экспериментальных работ, определяют продолжительность отдельных элементов цикла и строят циклограмму работы автомата.

На рис. 5 представлена циклограмма подачи трубы в автомате, работа зажимающего устройства станка и суппорта.

Рис. 5. Циклограмма движений рабочих органов станка

tЗ – время загрузки, tЗ = 10 сек.;

tР – время разгрузки, tР = 10 сек.;

ТО – время обработки, ТО = 1,25 мин.

11. Вспомогательное транспортно-загрузочное оборудование

Транспортные системы АЛ обеспечивают перемещение обрабатываемых заготовок с позиции на позицию (от станка к станку). Выбор транспортной системы зависит от вида заготовки и характера протекания технологического процесса.

В проектируемой АЛ используется конвейер прерывистого (циклического) действия. В конвейерных системах используются накопители для создания запасов заготовок между отдельными станками. Межоперационные накопители обеспечивают бесперебойную работу АЛ, при выходе из строя какого-либо станка обрабатываемые заготовки транспортируются в таре или закрепленными на спутниках на позиции загрузки и выгрузки станков. Хранят в накопителях большой вместимости межоперационные заделы обрабатываемых заготовок и по командам от ЭВМ транспортируют на приемные позиции станков для продолжения обработки.

12. Анализ размерных связей на одной из позиций автоматизированной линии

В автоматизированном процессе изготовления детали, получаемые в результате обработки, должны получаться автоматически. Получаемый на каждой позиции размер образуется как замыкающее звено технологической размерной цепи в технологической системе, настроенной на получение этого размера.

Рассмотрим размерную связь на операции 005 токарно-автоматной.

Рис. 6. Эскиз размерной цепи

ΔА – выполняемый размер на токарно-автоматной операции;

А1 – размер от оси шпинделя до резцедержателя; А1 = 50 min мм; А1 = 55+0,1;

А2 – размер вылета резца;

 замыкающее звено;

А1, А2  составляющие звенья цепи

ΔА = 39,45-0,15

 номинальный размер.

Определим допуск размера А2, считая размер А1 постоянным.

Еi(A2) = Еi(ΔA) + Еi(A1) = 0 + 0,1 = 0,1 мм

Еs(A2) = Еs(ΔA) + Es(A1) = 0,075 + 0,1 = 0,175 мм

Размер А2 в процессе обработки будет изменяться из-за износа инструмента, температурных размеров, погрешности позиционирования.

Для повышения качества обработки и обеспечения размера ΔА в пределах допуска необходимо ограничить допуск на размер А1, допуск на износ режущего инструмента, допуск на позиционирование станка.

13. Описание принципиальной схемы и принципа работы автоматизирующего устройства

Промышленные роботы (ПР) являются универсальным средством комплексной автоматизации производственных процессов.

ПР – автоматическая машина, состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько ступеней подвижности, и перепрограммирующего устройства программного управления, для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций.

При автоматизации металлорежущего оборудования с помощью ПР производят установку заготовок в рабочую зону станка, снятие заготовок в раскладку их в тару (накопитель). ПР должны автоматически по определенной программе заготовки. Для выполнения сложных производственных функций робот должен иметь захватное устройство, удерживающее деталь; механические руки со многими степенями подвижности, перемещающие захватное устройство в любое нужное положение в пределах рабочей зоны; устройство позиционирования, предназначенное для перемещения механической руки; управляющую систему или вычислительную машину с устройством памяти, в которой хранится информация о последовательности технологических операций.

Число координат, по которым можно перемещать обрабатываемую заготовку, определяет число степеней подвижности ПР.

В проектируемой АЛ для обслуживания станков шлифовальной группы применяется промышленный робот М10П62.01 (рис. 7). Он выполнен по типу «механическая рука» и может закрепляться на станке в различных положениях в зависимости от схемы загрузки станка. ПР состоит из механического захвата 1, руки 2, устройства ЧПУ 3, системы кронштейнов для крепления 4. Грузоподъемность захвата робота 5 кг. Число степеней подвижности без захвата – четыре. Привод 5 электропневматический. Погрешность позиционирования +0,5 мм.

Технологические процессы и оборудование обычно разрабатывают с учетом возможностей человека. Роботы превосходят человека по скорости движений, грузоподъемности, они могут работать в значительно более тяжелых условиях, однако уступают человеку в универсальности.

Рис. 7. Промышленный робот ПР М10П62.01

14. Описание компоновки и работы автоматической линии

В проектируемой АЛ для обработки колец подшипника оборудование расставлено в соответствии с технологическим процессом: станок 2 – токарный прутковый 4-хшпиндельный автомат, на котором производится полная токарная обработка кольца из трубы Ø40 мм, которая подается по транспортеру 4 со склада материалов. Токарный автомат оборудован ПР 1, который устанавливает в патрон шпинделя бабки трубу, и ПР 3, который готовую деталь передает на транспортер 5. После термообработки на установке 6 детали с конвейера (в таре по 20 шт.) перегружаются съемником на приемный стан 7 и роботом, установленным непосредственно на станке, из накопителя устанавливается на станок 8 для шлифования торцов. Отшлифованная деталь по транспортеру 5 передается на следующий станок 9-11. Контроль деталей осуществляется измерительными приборами, имеющимися на каждом рабочем месте.