Контрольная работа по теме:ГИБКИЕПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ЭА
1. ГПС изготовлениязаготовок деталей эа
В общем объеме трудовыхзатрат на изготовление изделий ЭА ТП изготовления деталей методамиформообразования занимают в среднем 35-45 %. «более существенные успехи вобласти создания ГПС различного иерархического уровня приходятся в основномименно на эти ТП.
В данной главепоследовательно рассмотрим состав, структуру, профункционирования ГПС,реализующих заготовительные ТП, ТП механообработки, ТП нанесения гальваническихпокрытий, термические и сварные ТП (рис. 1).
/>
Рис. 1 – Классификация ТПформообразования деталей ЭА
Для всех ГПМзаготовительного производства (в отличие от всех других видов производств)характерной особенностью является тот факт, что каждый ПР обслуживает толькоодну технологическую машину.
Особенности и основныефакторы, определяющие типовую компоновку ГПМ литья под давлением (и еговозможные модификации) обусловливаются серийностью и номенклатурой отливок,технологическим циклом и параметрами получения отливок на машинах литья поддавлением (МЛД), видов применяемых ПР для заливки металла, смазки пресс-форм ипресс-камер, способов снятия отливок после литья и обрубки. В зависимости отсостава и принятых решений по разгрузке МЛД типовые ГПМ литья под давлениемподразделяются на следующие исполнения: с применением горизонтальных иливертикальных прессов; со сбросом отливок в тару или на транспортер; странспортерами-съемщиками, снабженными заливочными стержнями. Например, для автоматизациипроцесса изготовления отливок из цветных металлов и сплавов типовым ГПМ литьяпод давлением является модель 2 Л.
/>
Состав и структурауказанного ГПМ, построенного на разгрузке МЛД ПР и укладке отливок в тару,представлены на рис 2.
/>
Рис. 2 — ГПМ литья поддавлением: 1 — МЛД; 2 — ПР для заливки металла; 3 — печь раздаточная; 4 — система управления; 5 — стенд контроля технологических параметров; 6 — установка термостатирования; 7 — ПР для съема отливок; 8 — приемно-выдающееустройство (тара для отливок); 9 — устройство смазки
/>
Рис. 3 — ГПМ холоднойштамповки: 1 — ПР; 2 — пресс; 3 — штамп; 4 — система автоматического удаленияштампуемой детали; 5 — система управления (СУ) модулем; б — по дающееустройство шиберного типа
Основными факторами иособенностями, определяющими состав и структуру ГПМ холодной штамповки,являются: операционность деталей; непрерывность или прерывистость ТП, т.е.наличие вспомогательных технологических операций, требующих удаления детали спозиции обработки на другие производственные участки (отжиг, очистка, промывка);серийность; программа выпуска деталей; количество запуска деталей в определенныйпериод; изменения формы заготовок в процессе обработки. ГПМ холодной штамповкивключает в свой состав различные типы; ПР: „Ритм-01", „Циклон 5.01",„Универсал-15.06" и др. (рис. 3). Например, ГПМ холодной штамповки на основеПР „РФ-202" компонуется в сочетании с прессами открытого типа с усилием от61 до 245 кН. Он служит для однооперационной штамповки деталей массой до 0,5кг. Модули оснащаются подающими устройствами (например, шиберными), обеспечивающимиего непрерывную работу.
Типовым ГПС холоднойштамповки является модель с применением ПР „Ритм-01", предназначенная дляавтоматизации процесса холодной штамповки деталей из штучных плоских заготовок.2. ГПЛ холоднойштамповки
Рассмотрим существующие впрактике приборостроительных предприятий ГПС холодной штамповки (листовой,объемной), чаще всего реализованные в виде ГПЛ холодной штамповки.
Краткаяконструкторско-технологическая характеристика деталей, изготавливаемых холоднойштамповкой. В приборостроении многие заготовки и детали получают холоднойштамповкой из листового, полосового или ленточного материалов: стали, латуни,томпака, нейзильбера, гетинакса, органического стекла и др. Холодная штамповка — один из самых прогрессивных методов получения деталей и заготовок. Онапозволяет получать детали (рис. 4) и заготовки сложной конструкции и формы 7-8-гоквалитета, шероховатостью Rz 10 — Rzl6, толщиной 0,1-3,0 мм с высокимкоэффициентом использования материала и низкой себестоимостью благодаря высокойпроизводительности штамповочных операций.
/>
Рис. 4 — Пример детали, выполненнойметодом холодной штамповки
Примечания:
1. Размеры длясправок.
2. Рискугравировать.
3. Ширина риски 0,2мм.
4. Покрытие: АН. Оке.хр.; поверхность А — эмаль ПФ-115 белая 111.В2; гравировки — эмаль ПФ-115 чернаяВ2.
5. Остальные техническиетребования — по ОСТ 4.ГО.070.014.
Операции холоднойштамповки делятся на три основных группы:
1. разделительныеоперации (деформации с местным разрушением материала: отрезка, вырезка,пробивка, подрезка, разрезка, обрезка, зачистка, просечка);
2. формоизменяющиеоперации (пластические деформации материала), когда плоские илипространственные заготовки превращаются в требуемую деталь, в число которыхвходят: гибка, вытяжка, формовка, объемная штамповка и др.;
3. штампо-сборочныеоперации, при которых несколько деталей соединяются в сборочные единицы напрессах или на специальных станках в приспособлениях.
Укрупненная типовая схематехнологического маршрута получения штампованной детали включает в свой составследующие операции:
· подача листа длярезки на пресс-позициях; складирование полос после резки в стопы или кассеты;
· транспортированиестоп (кассет) к прессам; загрузку — разгрузку штампа;
· выполнениеоперации штамповки;
· межоперационные имежштамповые перемещения штамповок; межстаночные перемещения штамповок;
· складированиештамповок.
Состав оборудования,приспособлений и инструмента, применяемого в ГПЛ холодной штамповки. Привыполнении штамповочных работ применяют три группы оборудования:
· заготовительное(например, ножницы гильотинные для резки на полосы листового материала);
· основноетехнологическое (приводные прессы: механические, гидравлические,пневматические, электромагнитные; прессы-автоматы);
· вспомогательное(например, механизмы подачи лент или штучных заготовок в пресс).
В качестве оснастки (приспособлений и инструмента) прихолодной штамповке используют: штампы, которые в зависимости от ряда выполняемыхопераций, технологии изготовления деталей и степени сложности конструкцииштампа, классифицируются на простые, комбинированные, универсальные: схваты ПРразличной конфигурации, обеспечивающие установку заготовки в штамп и съем изштампа готовой детали.
Применение ПР в составеГПЛ холодной штамповки резко изменяет существующие конструкции штампов. Этосвязано в первую очередь с требованиями точной фиксации штампа до и после рабочегохода пресса, требованиями удаления отходов после каждого цикла или после сериициклов и т.д.
Общие требования при проведенииработ по подготовке штампов в ГПЛ холодной штамповки следующие:
1. при раскрытииштампа (после I окончания процесса формообразования) деталь должна оставаться вего 1; нижней части, не теряя ориентации; штамп должен иметь автоматическиевыталкиватели для подъема из матрицы отштампованной детали и съема ее с фиксаторов;
2. выталкивание отштампованнойдетали должно быть плавным и происходить без смещения детали в горизонтальнойплоскости;
3. фиксаторы и ловителидолжны обеспечивать правильность положения заготовки в штампе при установке еес точностью не ниже точности позиционирования ПР;
4. конструкцияштампа (для разделительных операций) должна исключать возможность запрессовкиотхода в деталь или детали в отход;
5. штамп должениметь автоматические устройства для удаления отходов из внутренних полостей илипредусматривать возможность автономной установки таких устройств;
6. если направляющиеколонки мешают загрузке или разгрузке, то их следует устанавливать на верхнейчасти штампа.
/>
Рис. 5 — Структурная схемаГПЛ холодной штамповки на основе универсальных ПР: I — пресс двухстоечный; 2, У- ПР; 3 — подающее устройство; 4 — тара для штамповки; 5 — тара для высечки; 6 — штамп; 7 — роботизированная транспортная система (РТА); 8 — СПУ ПР- 99'-ПР.
Структура и процессфункционирования ГПЛ холодной штамповки. На рис. 5 показана структура(компоновочная схема) ГПЛ холодной штамповки на основе универсальных ПР типаРПМ-25 и прессов типа КД 2126. Такая структура ГПЛ обеспечивает наименьшееколичество движений исполнительных органов, учитывает возможность наблюденияоператором за ходом ТП. Процесс функционирования ГПЛ следующий.
После проведениянеобходимых работ по техническому обслуживанию роботов и оборудования,установки требуемой штамповой оснастки на прессах и заполнения накопителязаготовками комплекс готов к функционированию. Подается электро- ипневмопитание линии, последовательно включаются прессы 1 и ПР 2,2' и 9,9'. Вначальном положении исполнительные органы роботов 2 ц 2' подняты, вакуумныйсхват робота 2 ориентирован над заготовками в вертикальном магазине накопителя3. Отрабатывая заданную программу, исполнительный орган робота 2 опускается ивакуумным схватом берет заготовку из накопителя и подает в зону пресса 1, приэтом нажимной элемент накопителя замыкает кнопку пуска пресса и происходитштамповка детали в первом цикле. После подъема исполнительного органа прессавакуумный схват робота 2' схватывает формообразованную деталь из штампа пресса.После этого следует поворот механической руки робота, вакуумный схваториентируется над транспортным роботом 7 и деталь укладывается в исходноеположение. Затем вакуумный схват робота 9 берет деталь у РТА 7 и подает в зонуштампа пресса 1 для выполнения операции штамповки по второму технологическому циклу.Окончательно отформованную деталь вакуумный схват робота 9 захватывает иукладывает в тару 4. Общий цикл штамповки — 8 с.
В крупносерийномпроизводстве стали уже традиционными ГПЛ штамповки на базе цикловых ипозиционных ПР и прессового оборудования, в ряде случаев объединенных в участкитранспортными системами.
На оборудовании с ЧПУ дляобработки листового материала в последнее время все чаще используюткомбинированные методы изготовления детали. В состав такого оборудованиявключают наряду с прессом, оснащенным штампом, или вместо пресса установки длялазерной или плазменной резки. Прессы дополняют сверлильными и фрезернымиголовками. Использование лазеров позволяет получить в условиях мелкосерийногопроизводства контуры сложной конфигурации без изготовления специальных штампов.Такие ГПЛ доукомплектовываются листогибочным, сварочным,транспортно-накопительным оборудованием. Детали в них проходят операциираскроя, штамповки, лазерной и плазменной обработки. Магазины с инструментомдоставляет тележка. Хранение и перемещение листов и деталей осуществляется наскладе.
Автоматизированнаясистема управления ГПЛ холодной штамповки (рис. 6) имеет двухуровневуюиерархическую структуру, включающую: управляющую ЭВМ первого уровня (управлениетранспортно-накопительной системой и ЧПУ станков); ЭВМ (микро-ЭВМ),используемой в качестве локального устройства управления ЧПУ ПР и прессов.Система управления (см. рис. 6) ГПЛ холодной штамповки, построенная помодульному принципу, позволяет обеспечить гибкость, универсальность,возможность наращивания модулей, снизить затраты на проектирование и ремонтсистемы управления, повысить технологичность изготовления системы управления.
Модуль процессораявляется основным модулем в системе управления. Он выполняет функции управлениясистемой, производит необходимые арифметические и логические операции.
Модуль ПЗУ предназначендля хранения управляющей программы (программы работ системы управления) инекоторых констант. Для работы системы по методу циклового управленияуправляющая программа занимает объем ПЗУ не более 2 кбайт.
Модуль ОЗУ предназначендля хранения переменных данных и промежуточных результатов. Для цикловойсистемы управления достаточно иметь ОЗУ емкостью 256 байт.
/>
Рис 6 — Структурная схемаАСУ ГПЛ холодной штамповки
Модуль ППЗУ предназначендля хранения рабочей программы (циклограммы работы технологическогооборудования) (рис. 6). Эта программа представляет собой последовательностькоманд на технологическое оборудование, выдаваемое системой управления (сучетом ответных сигналов). Объем ППЗУ определяется количеством каналов ввода(вывода), количеством команд в цикле работы оборудования и сложностьюблокировок при формировании команд. Для системы управления, имеющей 64 каналаввода, 64 канала вывода, обеспечивающих до восьми блокировок перед выдачейкоманды и до 100 команд в цикле работы технологического оборудования,необходимо иметь ППЗУ емкостью не более 2 кбайт.
Модули ввода-выводаслужат для связи логической части системы управления с технологическимоборудованием. Посредством этих модулей происходит ввод сигналов с датчиковоборудования, определяющих состояние последних, и выдача на оборудованиеуправляющих команд. Количество данных модулей в системе управления определяетсяколичеством каналов ввода-вывода.
Пультовая аппаратураслужит для отладки и контроля как системы управления, так и отладки и контроляхода работы технологического оборудования. Пульт отладки программногообеспечения предназначен для работы собственно системы управления. Пультпрограммирования технологического процесса служит для оперативного измененияпрограммы работы (циклограммы) технологического оборудования. Программированиеосуществляется в знаках (символах), удобных для оператора, и не требует от негознания специальных языков программирования, а потребителю при использованиисистемы управления не требуется иметь специальных отладочных средств.
Пульт ручного управленияобеспечивает работу технологического комплекса в ручном режиме работы припроведении наладочных и ремонтно-восстановительных работ. Пульт контроля ииндикации предназначен для визуального контроля за ходом технологическогопроцесса. Пультовая аппаратура при отлаженном комплексе может отключаться отсистемы управления, поставляться потребителю с системой управления или нет взависимости от его пожеланий, и специфики работы комплекса.
Связь микро-ЭВМ стехнологическим оборудованием осуществляется рез модули ввода-вывода дискретныхсигналов и силовой коммутации,: приборами активного контроля параметров ТП — через модуль сопряжения, с панелью управления — через модуль ввода-вывода.
Списоклитературы
1. Н.П. Меткин, М.С. Лапин, С.А. Клейменов,В.М. Критський Гибкие производственные системы. – М.: Издательство стандартов,1989. – 309 с.
2. Харченко А.О. Станки с ЧПУ иоборудование гибких производственных систем: Учебное пособие для студентоввузов. – К.: ИД «Профессионал», 2004. – 304 с.
3. Роботизированные технологическиекомплексы/ Г.И. Костюк, О.О. Баранов, И.Г. Левченко, В.А. Фадеев – Учеб.Пособие. – Харьков. Нац. аэрокосмический университет «ХАИ», 2003. – 214 с.
4. Алексеев П.И., Н.П. Меткин, М.С. Лапин.Технологическое проектирование ГПС. – Л.: ЛДНТП, 1984. – 36 с.
5. Проектирование металлорежущих станкови станочных систем: Справочник-учебник в 3-х т. Т. 3: Проектирование станочныхсистем /Под общей ред. А.С. Проникова — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана;Изд-во МГТУ «Станкин», 2000. — 584 с.
6. Гибкие производственные комплексы/под. ред. П.Н. Белянина. – М.: Машиностроение, 1984. – 384 с.
7. Гибкое автоматическоепроизводство/под. ред. С.А. Майорова. – М.: Машиностроение, 1985. – 456 с.
8. Иванов А.А. ГПС в приборостроении. –М.: Машиностроение,1988. – 282 с.
9. Морозов В.П., Дымарский Я.С. Элементытеории управления ГАП. – Л.: Машиностроение, 1984. – 364 с.