Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции по металлообрабатывающим станкам и промышленным роботам - файл 2 ГПСТранспорт.сис-мы и накопит(100%).doc


Загрузка...
Лекции по металлообрабатывающим станкам и промышленным роботам
скачать (20163.2 kb.)

Доступные файлы (13):

_123 Ст-ки для обр. тел вращ.ток.,ЧПУ,автом.револ.(гот.100%).doc6558kb.14.02.2009 14:30скачать
2 ГПСТранспорт.сис-мы и накопит(100%).doc421kb.14.02.2009 14:28скачать
6 Станки для абразивной обработки(100%)..doc521kb.14.02.2009 14:26скачать
7 Зубообрабатывающие станки(готово100%).doc2508kb.14.02.2009 14:29скачать
Введение.doc550kb.14.02.2009 14:29скачать
Г П С(100%готово).doc2973kb.14.02.2009 14:32скачать
конструкц(промышл.роботы(100%).doc8609kb.14.02.2009 14:34скачать
Лек4Б.У,напр,шп,прив-да.мех.уст,тран.накоп..doc9859kb.14.02.2009 14:35скачать
Основн.узлы.и мех.doc796kb.14.02.2009 14:32скачать
Сверл.Раст.и ЧПУ,многооп. станки.doc753kb.14.02.2009 14:28скачать
Станки для обраб. призм. деталей(100%).doc650kb.14.02.2009 14:32скачать
Формообразоваие.Приводы.Классиф.станк..doc1309kb.14.02.2009 14:35скачать
Шпинд.узлы.doc339kb.14.02.2009 14:34скачать

2 ГПСТранспорт.сис-мы и накопит(100%).doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...

СТРУКТУРА ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ ГПС И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЕЕ С НАКОПИТЕЛЯМИ.


Автоматизация транспортных работ в ГПС позволяет исключить тяжелый труд вспомогательных рабочих и высвободить их для участия в основном процессе, экономит время основных рабочих, которые затрачивают 5…15 % общего фонда времени на получение и сдачу заготовок, деталей, средств оснащения.

По прибытии грузов в ГПС, после окончания работ над партией деталей транспортные средства являются главными исполнительными устройствами, которые реализуют алгоритмы управления по передаче грузов в системе. Потоки грузов в ГПС чрезвычайно разнообразны, - это заготовки, полуфабрикаты, готовые детали, средства оснащения, отходы производства. Для этого материального потока можно использовать универсальные транспортные средства, но нередко применяют отдельные транспортные подсистемы.

Взаимосвязь транспорта в ГПС с системой управления, устройствами хранения элементов материального потока, различные конструктивные решения значительно усложняют задачи разработки транспортной системы ГПС.

Для ГПС типа участка можно выделить внесистемный, межоперационный и операционный транспорт. Внесистемный транспорт обеспечивает связь ГПС с другими производственными подразделениями, и прежде всего с системой более высокого уровня, которая отвечает за обеспечение ГПС заготовками и средствами оснащения, определяет дальнейшие перемещения готовых деталей к потребителю, обеспечивает доставку режущего инструмента и другой оснастки. Роль внесистемного транспорта меняется в зависимости от степени самостоятельности ГПС.

Межоперационный транспорт является основным средством для связи рабочих мест в ГПС. Операционные транспортные устройства предназначены для перемещения заготовок, полуфабрикатов, готовых деталей, средств оснащения, стружки и смазочно-охлаждающих технологических средств в пределах технических операционных единиц, таких, как гибкий производственный модуль (ГПМ), позиции контроля (КН), комплектации (КМ), кантования (КВ) и т. п.

Транспортными устройствами могут быть автооператоры, например для замены инструмента, промышленные роботы для установки заготовок и смены деталей, устройства перемещения тары, спутников, палет.

В зависимости от характеристик перемещаемых грузов можно выделить несколько основных вариантов в построении транспортной системы (рис. 1). ГПС имеют технологическую направленность, и по этому параметру их делят на системы для деталей типа тел вращения и корпусных деталей.



Рис. 1. Классификация транспортных систем в зависимости от перевозимых грузов.

В зависимости от этого несколько меняется характер груза: в одном случае это ящичная тара для хранения деталей навалом и палеты или кассеты для перемещения деталей в ориентированном положении; в другом случае корпусные детали в неориентированном положении перемещаются на поддонах или в ориентированном положении на спутниках. В дальнейшем эти разные устройства (палеты, тара ящичного типа, поддоны, спутники) будем называть складской и технологической тарой или специальной тарой (Т).

Применение спутников, на которых устанавливают и закрепляют детали, является основным способом перемещения корпусных деталей в ГПС. Спутник, который имеет форму прямоугольной плиты, на своей верхней части может нести разнообразные детали, нижняя его часть, имеющая специальные пазы, одинаково базируется на центральных и локальных накопителях, транспортных средствах, рабочих столах станков. Таким образом, спутник имеет функцию не только станочного приспособления, но и приспособления для транспортирования и хранения. Остальные виды специальной тары обеспечивают перемещение и хранение деталей.

Транспортная система ГПС отвечает за перемещение тары с деталями, а также порожней тары, что необходимо учитывать при расчете производительности транспорта.

Режущий и вспомогательный инструмент обычно автоматически транспортируется инструментальными блоками. Автоматизированные транспортные системы (АТС) для перемещения приспособлений используют очень редко ввиду нечастой их замены. Если гибкий производственный модуль обеспечен системой автоматической смены приспособлений, он должен иметь вместительный приставочный накопитель, достаточный для функционирования модуля в течение нескольких смен без обслуживания его транспортом ГПС.

Автоматизированное транспортирование контрольно-измерительного инструмента выполняется редко, так как для систем с низкой степенью автоматизации несложно иметь запас этого инструмента на рабочих местах. Для ГПС с высокой степенью автоматизации контроль осуществляется на модулях универсальными контрольно-измерительными щупами или с помощью измерительных машин.

Отходы производства (стружка и отработанная смазы-вающе-охлаждающая жидкость) удаляются двумя способами. В первом случае предусматривается централизован-'иое удаление обоих компонентов. В другом случае на станочных модулях имеются индивидуальные системы подачи и очистки СОЖ, а стружка конвейером подается в тару ящичного типа, которую должен забрать автоматизированный транспорт ГПС.

Конфигурация и протяженность траектории перемещения зависят от размера ГПС, частоты заявок на транспортное обслуживание и расположения технологического оборудования в пространстве. В общем случае различают три основные структурные (топологические) схемы: линейную, петлеобразную, разветвленную (рис. 2).



Рис.2. Компановочные схемы транспортных систем: а - линейная; б - петлеобразная; в- разветвленная.

Переход от линейной схемы (рис. 2, а) к разветвленной (рис. 2, в) ведет к усложнению системы управления транспортных перемещений. При разветвленной структуре, где нередко применяют более чем одно транспортное устройство, необходимо предусматривать места для обгона или разъезда транспорта; алгоритмы управления должны исключить возможные столкновения и обеспечить их равномерную загрузку.

Схема транспортных потоков зависит от технологических и организационных решений, полученных на этапе предварительной разработка ГДС. На рис. 3 показаны варианты транспортной системы для различного состояния заготовок на входе, взаимодействия внесистемного и межоперационного транспорта ГПС. Для простоты анализа транспортные перемещения показаны однонаправленными.



Рис.3. Схема транспортных потоков в ГПС.

Предварительно ориентированные заготовки не требуют в ГПС операций комплектации, т.е. ориентации и сборки заготовок с приспособлениями-спутниками или ячеистой тарой. В ряде случаев, что более характерно для ГПС тел вращения, комплектация производится непосредственно на производственном модуле (вручную или автоматически). Поэтому в зависимости от типа производственных модулей ГПС и способа подачи заготовок в систему можно применять один из трех вариантов: комплектацию вне системы, на специальных рабочих местах ГПС или непосредственно на гибком производственном модуле.

Для стыковки различных технических средств транспортирования и хранения необходимо предусматривать устройства передачи грузов (УПГ), которые могут быть выполнены "как автономные объекты, а также встроены в одно из средств хранения и транспортирования. Набор средств и способов передачи груза между внесистемным транспортом (ТРВ) и операционными средствами чрезвычайно разнообразен. В одних случаях возможна передача напрямую (блоки 1, 2, 11), в другом, крайнем варианте груз проходит через все средства.

Рассмотрим, каким образом конструктивно реализуются указанные варианты транспортных схем [15]. Простая транспортная система, которая включает в себя вне-системный транспорт, доставляет грузы в неориентированном положении к ГПМ (рис. 4). Непосредственно на модуле производится комплектация (ручная или автоматическая), например с использованием бункерных устройств или адаптивных роботов.



Рис.4. Взаимодействие внесистемного транспорта (ТРВ) и гибкого производственного модуля (ГПМ) с комплектацией (КМ) на рабочем месте.

Данная структурная схема применима для ГПС технологической специализации, где число операций по каждой детали меняется от единицы до двух, или для первого ГПМ по ходу технологического маршрута.

Схема взаимодействия ТРВ и комплекса из трех станков приведена на рис. 5. Транспортные перемещения деталей между станками осуществляет робот, который расположен в центре между ГПМ. Кроме показанной круговой компоновки, широко применяют линейное расположение оборудования с транспортным напольным или чаще — портальным роботом для связи станков между собой. Для систем, показанных на рис. 4 и 5, достаточно иметь ТРВ и не обязательно включать в ГПС автономное транспортное устройство. Кроме того, для этих схем характерно отсутствие центрального накопителя (ЦНК) для ГПС типа “участок”. Также без ЦНК и ТР реализуется транспортная схема с ТРВ в виде тележки (ТЛ) с пакетом тары для деталей (рис. 6).

Такая тележка или оставляет пакет тары с заготовками на модуле, или остается на ГПМ до окончания работ над всеми заготовками пакета ТЛ. Тележка-накопитель делает проще транспортную систему ГПС, но использование данной схемы определяется более сложной конструкцией накопителя ГПМ.







Рис.5. Взаимодействие внесистемного транспорта (ТРВ) и гибких производственных модулей(ГПМ) с использованием накопителей(НК) и промышленного робота(ПР).

Рис.6. Транспортная система на основе тележки с пакетом накопителей на основе тележки с пакетом накопителей (НК).


Транспортная система с центральным накопителем в виде замкнутого конвейера или в виде барабана большого диаметра показана на рис. 7.

Транспортные перемещения между ЦНК и модулем выполняют промышленные роботы ПР или автооператоры АВ. Заготовки передаются после остановки вращающегося накопителя. Ограничением для широкого использования такой транспортной схемы является большое число вспомогательных перемещений, недостаточная вместимость ко^ необходимость 5ольшои-^Iройзводствештой-^]^^ Данная схема может быть рекомендована для условий крупносерийного производства с однородными технологическими маршрутами без возвратов.

Автоматизированные самостоятельные транспортные средства ГПС отсутствуют при применении стеллажного склада, штабелер которого работает непосредственно с накопителями модулей и позициями загрузки-выгрузки заготовок и готовых деталей (рис. 8). Широкого распространения такие системы не получили из-за сложности согласования длины склада и числа применяемого оборудования, которое размещается в линию вдоль склада.








Рис.7. Транспортно-накопительная система с центральным накопителем типа "конвейер" и промышленным роботом или автооператором.

Рис.8. Транспортно-накопительная система с центральным накопителем (ЦНК) типа "стеллажный склад" и штабелером.


Решение задачи состоит в подборе числа ярусов склада, т. е. его высоты и вместимости транспортируемых накопителей. На штабелер подобного склада приходится большая нагрузка, так как интенсивность его работы больше, чем других транспортных схем. Штабелер отвечает за прием и выгрузку заготовок, полуфабрикатов и готовых деталей. Скорость перемещения штабелера невелика ввиду его большой массы, частых остановок и пусков. Поэтому данные системы при всех их преимуществах можно применять для ГПС небольших размеров, имеющей до 5…7 станков. Модификация стеллажного склада до одно- или двухъярусного и применение быстродействующей легкой тележки позволяют повысить производительность подобной транспортной системы.

Стеллажный склад с штабелером наиболее часто применяют в ГПС для автоматизации складских операций, Штабелер 1 (рис. 9) имеет рамную Г-образную конструкцию. Он перемещается ио рельсовому пути 2, который расположен в верхней части стеллажного склада 3; внизу штабелер опирается роликами на двутавр 4. Каретка 6, оснащенная выдвижным телескопическим столом 7 для загрузки-выгрузки тары 5, перемещается по вертикальные направляющим с помощью цепной или трособлочной передачи.

Штабелер по заданному адресу перемещается электромеханическими передачами с подводом питания на соответствующий участок адресной лотим. После выхода штабелера к заданному адресу включается привод телескопического стола 7 каретки 6. Если выполняется операция приемки груза из стеллажа, то после ввода в ячейку стола каретка поднимается на небольшую высоту, телескопический стол забирает тару 5 и возвращается в исходное положение, после чего каретка опускается на ту же высоту. Затем тара с деталями транспортируется к приемно-передающему устройству или непосредственно на локальные накопители операционных средств.



Рис.9. Стеллажный склад с штабелером.

В некоторых системах штабелер не является неотъемлемой частью склада, а может перемещаться от ЦНК к модулям ГПС. Такой штабелер-тележка (ШТ-ТЛ) показан на рис.10. Большого распространения данная схема не подучила, так как обладает небольшой производительностью.





Рис.10. Транспортно-накопительная система с штабел.ром-тележкой.

Рис.11. Транспортно-накопительная система, состоящая из стеллажного склада (ЦНК), штабел.ра (ШТ) и тележки (ТЛ).

Более универсальной и наиболее применяемой является транспортная накопительная система, состоящая из стеллажного склада, штабелера, позиции входа-выхода и транспортной тележки (рис. 11). Такие системы экономят производственную площадь, легко адаптируются к возможным изменениям конфигурации и состава ГПС.

Анализ транспортных систем позволяет сделать вывод, что структурныё схемы перемещений и конструкция транспортных устройств тесно взаимосвязаны с накопительными системами; поэтому процессы транспортирования и хранения при разработках ГПС рассматривают в рамках транспортно-накопительной системы (ТНС).

ТНС, в том числе рассмотренные выше, можно разделить на три типа:

  1. системы без автономных транспортных средств;

  2. системы, где роль накопителя выполняют транспортные средства;

  3. системы, которые включают как центральные накопители, так и автоматизированные транспортные устройства.

Первая и вторая разновидности ТНС сравнительно редко применяются на практике из-за меньшей универсальности и отсутствия комплектных устройств ТНС. Но именно с анализа этих ТНС необходимо начинать разработку процессов хранения и перемещения элементов материального потока. К достоинствам ТНС первых двух типов можно отнести более высокую надежность и меньшую капиталоемкость из-за уменьшения количества устройств транспортирования и хранения.

Транспортные средства, применяемые в ГПС, можно отнести к двум классам - колесному транспорту и конвейерам.

Конвейеры иногда используют как операционный транспорт для удаления отходов, перемещения специальной тары типа спутников, палет, хранения и перемещения инструмента. Различают конвейеры ленточные, скребковые и пластинчатые, винтовые, роликовые (приводные и неприводные рольганги), толкающие, элеваторные.

Колесные транспортные средства получили наибольшее распространение для перемещения грузов в ГПС. Наибольшее применение в практике получили автоматические тележки с размещением груза на платформе.

Подвесные средства типа монорельсовых или портальных устройств не занимают производственные площади, но они хуже адаптируются к возможным изменениям в составе ГПС, требуют частичного ограждения для соблюдения безопасности работ, сложно обеспечить их расположение в пространстве цеха относительно мостовых кранов.
^

АВТОМАТИЧЕСКИЕ ТРАНСПОРТНЫЕ ТЕЛЕЖКИ


Автоматические колесные транспортные тележки, трансманнпуляторы, робокары, робототрайлеры находят наибольшее применение в ГПС как межоперационный транспорт. Преимущества тележек по сравнению с другими методами перемещения грузов в ГПС заключаются в их широких возможностях по изменению транспортных траекторий и автоматизации передачи грузов различного характера. Автоматические колесные тележки (АКТ) обычно снабжают индивидуальным приводом, они информационно связаны с ЭВМ верхнего уровня ГПС и могут быть адресованы к различным операционным средствам и накопителям ГПС.

Колесные тележки делят на рельсовые и безрельсовые.

Рельсовые АКТ отличаются более простой системой управления для отслеживания маршрута. При изменении маршрута движения используют стрелочные переводы. У этих тележек высокая скорость движения и точность позиционирования, но рельсовые пути занимают дополнительную производственную площадь и мешают проезду других, например цеховых и заводских, транспортных средств. Изменение планировки ГПС, обслуживаемых рельсовой тележкой, сложнее, чем для безрельсовых АКТ.

Одной из главных отличительных характеристик безрельсовых АКТ является способ отработки маршрута движения. По этому параметру различают тележки с индуктивной связью, тележки, двигающиеся по белой свето-отражающей или флуоресцентной полосе (оптоэлектронная связь); с управлением по лучу (лазер, инфракрасное излучение, радиолуч сверхвысокой частоты); с наведением по маякам; радиосвязью; с жесткими направляющими типа желоба или выпуклого трассировочного элемента.

Наиболее часто применяют тележки с индуктивной • связью, маршрут которых определяется заложенным в пол на небольшую глубину проводником. По проводнику пропускается электрический ток повышенной частоты, и установленные на тележке индукционные датчики, регистрируя электромагнитное поле проводника, позволяют определить возникающее отклонение от маршрута. Сигнал рассогласования поступает на усилитель и далее отрабатывается сервоприводом рулевого механизма, который возвращает тележку к направляющему проводнику.

Тележки с оптоэлектронной связью, как и индуктивные АКТ, получают распространение для транспортных средств ГПС ввиду их высоких адаптационных характеристик к возможным изменениям конфигурации ГПС. Оптоэлектронная связь реализуется на основе следящей системы, состоящей обычно из фотодатчиков, направленных на белую (светоотражающую) полосу, транзисторных усилителей и серводвигателя рулевого механизма. При отклонении тележки от белой полосы появляется сигнал рассогласования, который после усиления поступает на серводвигатель рулевого механизма.

Для тележек с оптоэлектронной и индуктивной связью требуется выдерживать строгие требования по плоскостности пола в цехе, которая должна находиться в пределах нескольких миллиметров на длине тележки.

Для остановки тележек или выбора траектории при разветвлении используют различные датчики: электромагнитные, фотоэлектрические, частотные, контактные. При прохождении датчиков. производится считывание сигнала или подсчет, после чего сравнивается полученное значение с заданным числом (адресом). Операция подсчета и сравнения выполняется бортовой аппаратурой тележки, которая реализуется на программируемых контроллерах или микроЭВМ. При совпадении номера датчика и заданного адреса подается команда на торможение, а затем во рядом расположенному датчику осуществляется точное позиционирование. В некоторых случаях выполняется дополнительная фиксация тележки электромеханическими устройствами. Точность позиционирования тележки зависит от совершенства системы управления и от конструкции накопителей, с которыми производится обмен грузами, и колеблется в пределах: ± (1…10) мм.

Адрес перемещения и состав выполняемых работ вводятся в бортовую ЭВМ тележки набором их вручную на. пульте управления АКТ или эта информация передается бесконтактным способом за счет индуктивной или фотоэлектрической связи с устройствами АСУ ГПС. В большинстве систем управления используется одно устройство для обмена информацией между АСУ ГПС а тележкой. Располагают его около склада ГПС идшлхентр.ал.ьного пульта управления. В более сложных сив|рмах тележка может получать адрес и выполняемую команду от операционных средств, которые она обслуживает.

Совершенство системы управления тележкой зависит от способов получения информации, операций перемещения грузами между тележкой и приемно-передающими накопителями, числа мест для груза на тележке. Так, наиболее простая, но не самая рациональная система управления одноместной тележкой основана на алгоритме выполнения простой операции следующего вида:

  • получение информации (адреса и управляющей команды);

  • перемещение по адресу;

  • выполнение команды (взять груз или отдать его);

  • перемещение к пункту получения информации (адреса и команды).

Алгоритм управления тележкой намного усложняется, если число мест на АКТ более одного, если выполняются операции обмена грузами на одном пункте, если тележка пря наличии свободных мест на ней перевозит попутные грузы, если число адресов более одного. Увеличение интенсивности транспортных потоков в ГПС требует применения более чем одной тележки. Тогда система управления ГПС должна обеспечить их равномерную загрузку, исключить возможные столкновения, обеспечить разъезды и обгоны. Такие требования существенно усложняют алгоритмы управления, и это является одной из причин того, что большинство функционирующих ГПС имеют в своем составе в среднем около пяти - семи станков и обслуживаются одним транспортным средством.

Для питания электромеханических приводов колесных безрельсовых тележек обычно используют аккумуляторные батареи. Поэтому в системе обеспечения ГПС необходимо предусматривать станцию зарядки, а также сменные аккумуляторы для уменьшения простоев транспортных средств. В некоторых ГПС подзарядка аккумуляторов производится во время ожидания тележкой очередного требования на обслуживание.

Конструкция тележки и алгоритм управления зависят от способа передачи груза между верхней грузонесущей платформой АКТ и приемно - передающим устройством накопителя.

Наибольшее распространение получили способы обмена грузами с помощью выдвижного телескопического стпдя трдежки, приводного роликового конвейера на платформе АКТ, выдвижного и подъемного стола, робота, который располагается на тележке или между АКТ и накопителем грузов. Использование выдвижных столов или приводного роликового конвейера требует специальных фиксаторов на накопителях, ведет к изнашиванию нижней плоскости палет или спутников с деталями. Чтобы исключить быстрое изнашивание дорогостоящих высокоточных спутников, их рекомендуют передавать устройствами с выдвижным и подъемным столом тележки.

В отечественных транспортных тележках главным образом используют оптоэлектронную связь для отработки маршрута движения. Так, в объединении “Завод имени М. И. Калинина” успешно эксплуатируют автоматическую тележку "Электроника" с бортовой микро-ЭВМ "Электроника НЦ-80". Тележка имеет возможность поднимать груз с помощью выдвижных штырей. В конструкции предусмотрен буфер, который включает экстренное торможение при наезде тележки на препятствие. При габаритных размерах в плане 2200800 мм тележка имеет массу 300 кг, грузоподъемность 500 кг, скорость перемещения 0,5 м/с.

Автоматическая тележка МП-12Т оснащена, роботом для перемещения грузов в налетах (рис. 12). Грузоподъемность тележки 200 кг, число адресных точек 62, способ отработки маршрута - оптоэлектронная связь, масса тележки 800 кг. Робот имеет следующие основные характеристики: грузоподъемность 20 кг, число степеней подвижности 6, система координат цилиндрическая, точность позиционирования охвата ±1 мм.



Рис.12. Автоматическая тележка МП-12Т.

Система управления автоматической тележкой МП-12Т (и МП-14Т) основана на использовании бортовой микроЭВМ “Электроника-60” и комплекса датчиков. Датчики 7, 2, 3 внешней информации, расположенные на охвате, определяют наличие тары на исходной позиции, информируют о взятии груза охватом и определяют закрытое или открытое положение охвата. Датчик 4 обеспечивает безопасность перемещения тележки. Кроме датчиков типа путевых выключателей, срабатывающих от перемещения буфера, можно использовать локационные (ультразвуковые, световые и инфракрасные) датчики. Датчик 5 определяет наличие тары в ячейках подвижной платформы, фотоэлектрические датчики 9 предназначены для связи между АСУ ГПС и бортовой системой управления. С использованием оптоэлектронной связи выполнены датчики 8 для опознавания объекта и включения торможения, датчики 6 для останова тележки, линейно расположенные датчики 7 для точного позиционирования тележки у объекта ГПС.

Тележка МП-12Т работает следующим образом.

АСУ ГПС одновременно вырабатывает три сигнала. Один - для робота-штабелера о подаче к загрузке на тележку необходимой палеты, другой сигнал включает признак останова тележки у конкретного объекта, например, станка, третий сигнал поступает на тележку. После загрузки палеты с деталями на тележке считывается номер палеты и хранится в оперативной памяти бортовой микро-ЭВМ. После загрузки (тележка может принимать до 10 тарных ящиков) начинается движение по трассе. При совпадении номеров рабочего места и палеты тележка останавливается, включается корректировка ее положения, а затем робот перегружает палеты на рабочее место. Если на обслуживаемом месте имеются грузы для транспортирования, то робот-перегрузчик забирает этот груз и устанавливает на освободившуюся ячейку тележки.
^

ТРАНСПОРТ ДЛЯ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНСТРУМЕНТОМ.


Режущий инструмент на станочных модулях меняется при изменении номенклатуры деталей и по мере изнашивания или поломок его режущей части. Увеличение степени автоматизации ГПС требует перехода к автоматической замене инструмента и перемещения его в системе.

Для комплектации режущего инструмента, т. е. сборки в инструментальные блоки, и размерной настройки в ГПС выделяются рабочие места комплектации, где операции выполняют в основном вручную. После комплектации инструментальные блоки передаются на транспортирование к станку или на хранение в центральный накопитель инструментов. Центральный накопитель инструментов может быть выполнен как отдельный склад, иногда используется тот же накопитель, где хранятся заготовки, полуфабрикаты и готовые детали.

Перемещение инструмента между центральным накопителем и станком может осуществляться специальной автоматизированной транспортной системой для инструмента (АТС ИН), но чаще выполняется или ручными тележками, или той же транспортной системой, которая обеспечивает перемещение деталей (АТС ГПС).

Для различных ГПС инструмент от центрального накопителя подается непосредственно на станок, но для большей части функционирующих ГПС создают приставочные накопители инструмента. Передача инструментов между накопителями может производиться поштучно, последовательно или целыми комплектами (магазины, головки, шпиндельные коробки). Достоинством штучной передачи инструмента в магазин многоцелевого станка является то, что эта операция может производиться во время работы станка, причем ресурс инструмента будет использован полностью. Передача инструмента комплектами, уже собранными в магазин или револьверную головку, позволяет уменьшить время переналадки при смене номенклатуры деталей. Но при этом возрастают требования к конструкции устройства, ответственного за транспортирование инструментальных магазинов большой массы.

Например, для многоцелевых станков масса этих магазинов составляет несколько сотен килограммов. Оснащение ГПС индивидуальными пристаночными накопителями инструмента, которые не повторяют станочные накопители, применяют на некоторых модулях, выпускаемых Ивановским станкостроительным объединением, фирмой "Хитачи Сейки" (Япония) и др.

Конструктивно приставочные накопители могут быть выполнены весьма разнообразно. Это может быть элеваторный цепной накопитель, занимающий небольшую производственную площадь; возможно горизонтальное положение инструментального пристаночного накопителя или выполнение его в виде вращающегося барабана. Указанные устройства работают как тактовые накопители с адресованием. Система управления станочным модулем держит в памяти наличный инструмент и его состояние как на станке, так и в пристаночном накопителе. По режиму плановой замены или сигналу диагностирующих устройств дается команда на смену определенного инструмента.

Простая конструкция пристаночного накопителя, где инструмент находится в ориентированном положении на падете, требует применения манипулятора или робота для штучного обмена инструментом с магазином или револьверной головкой станка.

Схема передачи инструмента на пристаночный накопитель совместно с заготовками в одной палете не получила широкого распространения, так как при этом требуется разработка специальных транспортируемых накопителей, где могли бы одновременно размещаться в ориентированном положении заготовки и разные по конфигурации инструментальные блоки. Кроме того, возрастают требования к устройству, ответственному за перемещение инструмента между пристаночным накопителем и станком, к его охвату, грузоподъемности и системе управления.

Для обмена инструментом между станком и пристаночным накопителем или АТС ИН могут быть использованы различные средства: автооператор; специальный робот для инструментального обеспечения; многофункциональный робот, предназначенный также для установки заготовок и снятия деталей. Для ГПС невысокой степени автоматизации допустима замена инструмента вручную. Для ГПС по обработке корпусных деталей предпочтительным является применение автооператоров; для систем по изготовлению деталей типа тел вращения желательно использовать многофункциональный робот, что требует тщательной проработки компоновки станочного модуля и его накопителей.

Одним из прогрессивных направлений в развитии системы инструментального обеспечения ГПС является использование сменных шпиндельных коробок, которые по аналогии с агрегатными головками включают разные вращающиеся инструменты для одновременной обработки различных поверхностей корпусных деталей. Оснащение такими шпиндельными коробками многоцелевого станков или агрегатных станков с ЧПУ позволяет резко увеличить производительность обработки по сравнению со станками, выполняющими последовательно одноинструментную обработку.

Станки со сменными шпиндельными коробками применяют в крупносерийном и массовом производстве, где ими заменяют традиционные автоматические линии. Замена шпиндельных коробок производится автооператором при взаимодействии с пристаночным накопителем или АТС ИН.

Весьма прогрессивной является централизованная система обмена инструментом между центральным накопителем и магазином инструментов станка. Это направление в развитии систем инструментального обеспечения используется в участках моделей АЛП 1101. Формирование заявок на доставку к станкам инструмента, а также управление сменой его осуществляется системой программного управления станками (СПУС).

Фрагмент комплекса АЛП-3-1 с системой инструментального обеспечения приведен на рис. 13. На эстакаде 1 располагается двухрядный накопитель 4 с гнездами для инструментных наладок. Вдоль этих накопителей перемещаются автооператоры 5, 6. Для подачи инструментных наладок в накопитель от рабочего места комплектации 2 служит вертикально перемещающаяся кассета 3. Автооператор 6 транспортирует инструментные наладки между накопителем и подвижной кассетой 3, выполняет смену инструмента в магазине станка 8 с помощью манипулятора 7. Автооператор 5 в основном выполняет операции обмена инструментными наладками между первым и вторым рядом накопителя инструментов, разгружает кассету 3.



Рис.13. Фрагмент комплекса АЛП-3-1.

Рассмотрим работу транспортных устройств комплекса при введении нового инструмента. Кассета 3, загруженная необходимым инструментом, поднимается к накопителю инструментов и фиксируется в заданном положении. По команде от ЭВМ автооператор 5 вынимает инструментную наладку из кассеты и устанавливает ее в специальное гнездо для считывания кода инструмента. При совпадении кода инструмента с заданным заранее автооператор 5 устанавливает его в свободное гнездо накопителя 4.

Если получено задание на смену инструмента на станке, то по модели накопителя 4 отыскивается номер ряда и гнезда, где находится необходимая инструментная наладка. После этого автооператор 6 доставляет необходимый инструмент к перегрузочному гнезду станка, где происходит повторная проверка кода инструмента. При совпадении кода с номером требуемого инструмента манипулятор 7 производит замену инструмента в магазине станка. Если необходимый инструмент находился в дальнем ряду накопителя, то предварительно выполняется команда по перегрузке этого инструмента автооператором 5 в ряд, который обслуживает автооператор.

Транспортная система инструментального обеспечения комплексов модели АЛП является примером гибкой высокоавтоматизированной системы, оперативно реагирующей на требования технологических процессов изготовления деталей.
^

СКЛАДЫ И ЛОКАЛЬНЫЕ НАКОПИТЕЛИ


Накопители ГПС являются одной из главных составляющих частей автоматизированной транспортно-складской системы, предназначенной для укладки, хранения, временного накопления, разгрузки и доставки предметов труда, технологической оснастки. В ГПС типа участка различают накопители трех типов: центральные склады, локальные накопители операционных средств, специальная тара для заготовок, полуфабрикатов, готовых деталей, оснастки. Специальная тара представляет собой приспособления-спутники, поддоны, тару ящичного типа для хранения и перевозки деталей навалом, ячеистую тару для деталей в ориентированном положении.

Наиболее часто для центральных накопителей в ГПС применяют склады стеллажной конструкции. Стеллажные склады занимают немного места, так как развиваются в высоту и длину, имеют высокую производительность и легко поддаются автоматизации.

Различают два основных типа стеллажных складов:

  1. с обслуживанием мостовым краном - штабелером;

  2. штабелером с выдвижным столом (см. рис. 3.9).

Второй тип стеллажных складов получил большее распространение в ГПС. Стеллажные склады, оснащенные штабелером с выдвижным столом, могут быть с двухрядными стеллажами-накопителями, но чаще используют однорядный склад.

Для использования в ГПС рекомендуются выпускаемые серийные роботизированные складские комплексы (РСК). В состав РСК входят два бесполочных клеточных стеллажа с консольными опорами для груза (спутники, валеты, поддоны), автоматический стеллажный кран-шта-беяер, складская ящичная тара, перегрузочное устройство для временного хранения грузов перед операцией загрузки-выгрузки, устройство автоматического управления с пультом.

Локальные накопители операционных средств позволяют создать буферные заделы, сглаживающие неравномерность в требованиях на поставку заготовок и вывоз деталей, уменьшающие время простоя технических средств ГПС из-за ожидания загрузки-выгрузки накопителей. Различают три основных структурных типа локальных накопителей для гибких производственных модулей, мест комплектации, контроля.

Схема линейного накопителя НК с выделенными местами для заготовок, готовых деталей и накопителя с полуфабрикатами в работе НКр приведена на рис. 14. При чем НКр, предназначенный для обслуживания, типа палеты или спутника может уходить с накопителя операционного средства в рабочую зону. Такая схема взаимодействия характерна для ГПМ, построенного на основе многоцелевого станка, когда спутник с накопителя подается на рабочий стол станка. Для ГПС по обработке деталей тина тел вращения редко применяется ввод палеты с деталями в рабочую зону станка.

Замкнутые локальные накопители (рис. 15) применяют для ГПМ на основе многооперационных станков, когда на тактовом устройстве расположено от четырех до нескольких десятков (20…30) мест для спутников.





Рис.14. Линейный локальный накопитель.

Рис.15. Замкнутый локальный накопитель.

Большая вместимость такого накопителя позволяет создать запас заготовок, достаточный для работы модуля в течение 8…10 часов. Таким образом можно обеспечить автоматическую подачу спутников с заготовками, например, в третью смену без привлечения транспортных средств и вентрального участкового накопителя ГПС.

Замкнутые накопители операционных средств занимают значительную производственную площадь; поэтому чаще применяют поворотные двухместные накопители (рис. 16).





Рис.16. Поворотный двухместный накопитель.

Рис.17. Тактовый накопитель с поштучной подачей заготовок.

Автоматическая смена деталей типа корпусных производится на отечественных ГПМ, построенных на основе многоцелевых станков 2204, 2206, 2254, ВМФ4, ИР320, ИР500, ИР800П, МФ4. В этих ГПМ используют главным образом замкнутые локальные накопители, станки 2204, ВМФ4 и 2254 оснащены накопителями элеваторного типа, что существенно экономит производственную площадь.

Для локальных накопителей деталей типа тел вращения изменяется бпдыппе ряанообразие в схемах н конструктивных решениях.

Так, в условиях крупносерийного и массового производства применяют традиционные средства накопления и подачи заготовок типа лотков и бункеров.

Бункерные загрузочные устройства применяются для подачи деталей массой до 1 кг и небольших размеров. Основным достоинством бункерных загрузочных устройств является автоматическая ориентация и подача заготовок. Однако их применение на всех операциях, кроме первой, ограничено ввиду сложности переналадки ориентирующих устройств для деталей сложной формы, отличной от гладких валиков и дисков. Кроме того, из-за взаимных соударений в чаше бункера недопустима подача деталей высокой точности и низкой шероховатости. Поэтому их рационально применять для подачи заготовок из прутка на первой операции.

Наиболее универсальными являются тактовые накопители с поштучной подачей заготовок под схват робота и ячеистая тара, где в шахматном порядке размещаются в гнездах или на ложементах ориентированные заготовки. В настоящее время промышленностью освоены токарные модули на основе станков 16К20ФЗ, 1720ПФЗ, 1В340ПФЗО, ТПК-125 с тактовыми накопителями для штучной подачи деталей (рис. 17).

В желобе накопителя расположены пластмассовые диски с отверстиями, в которых размещаются приспособления для заготовок и деталей. Диски перемещаются по желобу с помощью звездочки, которая для подачи очередной заготовки поворачивается через реечную передачу от штока пневмоцилиндра. Эти накопители имеют небольшую емкость на 20…40 заготовок в зависимости от их размера, требуют присутствия оператора для комплектации накопителя и удаления готовых деталей. Данные накопители нетранспортируемы. Указанные недостатки не позволяют использовать их для ГПС высокой степени автоматизации.

Более перспективными являются накопители с использованием ячеистой тары. Детали с отношением длины к диаметру не более семи располагаются в гнездах ячеистой тары вертикально. Для длинных валов можно использовать ложементы с укладкой деталей в горизонтальном положении. Ячеистую тару используют в модулях на базе станка 16К.20Т1 и робота “Электроника НЦ-ТМ-01”, в токарном модуле АТ-220-РТК, модулях с применением робота М20П.40.01.

При компоновке локальных накопителей и других устройств операционных средств необходимо учитывать траектории движения транспорта ГПС, возможность осмотра заготовок и зоны обработки, доступность к техническим средствам для их ремонта и наладки, безопасность работы. Следует отметить, что для роботизированных средств ГПС выбор типа накопителя активно влияет на модель промышленного робота, сложность системы управления, возможность развития степени автоматизации.
^

ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА


Задача автоматической уборки стружки после обработки деталей, удаление и регенерация охлаждающей жидкости являются одной из функций транспортной системы ГПС. По мере увеличения степени автоматизации в ГПС и перехода к безлюдной технологии проблема удаления отходов становится все значительнее, так как, например, стружка, оставаясь на базовых поверхностях столов станка и приспособлений, может привести к неправильному базированию и браку деталей.

В некоторых случаях, в основном для ГПС деталей типа корпусных, стружка и охлаждающая жидкость удаляются одновременно централизованной системой транспортирования отходов. По желобу, оснащенному скребковыми или шнековыми конвейерами, стружка и охлаждающая жидкость поступают на центральное устройство, где охлаждающая жидкость отделяется от стружки, фильтруется и снова подается на станки. Отделение жидкости от стружки может выполняться пассивным способом, но чаще применяют активные методы с использованием центрифуг и других устройств. Такие транспортные системы обычно располагают под полом цеха.

Примером централизованной системы удаления отходов является транспортная система участка АЛП-3-10. В состав этой системы входят бак для сбора жидкости, два насоса, скребковый конвейер, фильтры, центробежный насос для удаления шлама из бака, трубопроводы, запорно-регулирующая арматура и приборы контроля. Подача эмульсии и регулирование ее расхода осуществляется автоматически по командам от ЭВМ.

Для ГПС по обработке корпусных деталей расход охлаждающей жидкости значительно увеличивается по сравнению с обычным оборудованием и достигает 200…300 л/мин для одного станка. Такой мощный поток жидкости позволяет смыть стружку с деталей, спутника и стола станка. В технологический маршрут обработки, особенно перед контролем, вводят дополнительные операции промывки деталей на моечных машинах. Охлаждающая жидкость подается на деталь потоком под разними углами, спутник с деталью может иметь дополнительные перемещения (наклоны) для удаления стружки.

В ГПС по обработке деталей типа тел вращения обычно каждый станочный модуль оборудуется конвейером для удаления стружки и приемной тарой. Так как при точении часто образуется витая и путаная стружка, конвейер снабжают устройством типа мельницы для измельчения стружки.

Проблема управления стружкообразованием и отвода ее из зоны обработки с учетом возрастающих скоростей резания является нередко критической при определении номенклатуры деталей для ГПС. Не случайно в большинстве существующих ГПС изготавливаются детали из чугуна, цветных металлов и углеродистых сталей, где вопросы удаления стружки решаются проще.

Искусственные методы дробления стружки за счет переменной или прерывистой подачи не получили распространения ввиду того, что они не решают задачи на этапах окончательной обработки. Поэтому за инструментом остается функция управления стружкообразованием. Наиболее часто применяемые стружкоформирующие элементы - это стружколомающие уступы и стружкозавивающие канавки.

Наибольшие проблемы управления стружкообразованием возникают при точении прочных и вязких материалов типа сплавов на никелевой основе, а также всех материалов, обрабатываемых на высоких скоростях резания и небольших подачах (S < 0,2 мм/об).

Для ГПС по обработке деталей типа тел вращения для очистки базовых поверхностей приспособления и детали часто используют сжатый воздух, который подводится или через схват робота, или со станка. Направление обдува и конструкцию этого узла, как правило, дорабатывают по месту.

Стружка в таре ящичного типа обычно удаляется транспортными устройствами, предназначенными для перемещения деталей; поэтому немаловажное значение имеет место расположения тары для стружки около ГПМ.

Для централизованного удаления стружки рекомендуются конвейеры, имеющие производительность 1,5 т/ч и скорость движения ходовой части 0,2 м/с. Скребковые и пластино-игольчатые конвейеры для удаления стружки различаются сечением желоба (200х50, 400х100 мм), углом подъема (10, 20, 30, 40, 45°) и скоростью рабочего хода (0,15; 0,2; 0,25 м/с). Длина секций может изменяться с интервалом 0,5 м. Винтовые (шнековые) конвейеры отличаются по диаметру и шагу винтов. Производительность их меняется в зависимости от выбранного исполнения и может достигать 7 т/ч при длине до 100 м.


Скачать файл (20163.2 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru