Автоматизированная система загрузки-выгрузки для станка модели 16К20Ф3

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 5

Схема	Формула для  определения сил Р(Н)
	Общий случай для симметричных губок  m = 2; h r = 0,9; b = 4 ¸ 8 o; r =1o10¢ - при осях на подшипниках скольжения; r = 3 ° - при осях на подшипниках качения
	Общий случай для симметричных губок  h r = 0,9 ¸ 0,95
	Общий случай для симметричных губок  h r = 0,94
Обозначения. m— число губок захвата; Mj— удерживающий момент (Нм) для j-й губки,  Ni - cила контакта, H; k — число точек контакта: аi, сi — расстояния от точки поворота губки до i-й точки контакта, м;j i — угол контакта, 0; m — коэффициент трения между губкой и заготовкой;r — приведенный угол трения, учитывающий сопротивление осей рычагов, b — угол клина, °; h p — коэффициент полезного действия механизма; b — размер рычага, м; a — угол рычага, °; mc — модуль сектора, м; zc — полное число зубьев сектора.

Таблица 6

Схема Формулы при < r Обозначения. N – сила, действующая в месте  контакта захвата с заготовкой и  определяемая формулами таблицы 11; ЕПР- приведенный модуль упругости материалов губки захвата и заготовки; l – ширина губки захвата , см; d – диаметр заготовки, см; r – радиус губок захвата, см; m – коэффициент, зависящий от отношения наименьшего радиуса к наибольшему из двух соприкасающихся поверхностей ( см. табл.3).

 

[Ист.1]

     2.3.1. Расчёт сил, действующих в местах контакта ЗУ с объектом манипулирования

 

Производится  по формуле: 

Где:

G – масса заготовки, Н

m - коэффициент трения губки захвата с заготовкой (для незакалённых губок без насечки из стали 45, 50 m = 0,12 – 0,15),

j₁,j₂ – углы между губками схвата (60⁰)

G = m´g = 5.5´ 9.81 = 53.6H

 

    [Ист.1]

     2.3.2. Расчет усилия  привода

Рассчитаем усилие привода по формуле: 

где: - удерживающий момент определяемый по формуле:

 

Где: -сила контакта; k- число точек контакта; , -расстояния от точки поворота до точки контакта; β- угол клина; ρ- приведенный угол трения; - коэффициент полезного действия.

  =0.93; a=6 град.;

 

 

Следовательно усилие привода должно быть больше 256 Н.   [Ист.1]

     2.3.3. Определение напряжений  на поверхностях  контакта ЗУ с  объектом манипулирования

     Определение напряжений на поверхностях контакта ЗУ с объектом манипулирования определяется по формуле:

     

     

где: N- сила действующая в месте контакта; -    приведенный модуль упругости; l- ширина губки захвата; - диаметр заготовки;

     N = 46 H; Е_пр = 0,01; l = 1.1 см; d = 254 см

                     [Ист.1]

3. Разработка системы  управления РТК

 

     РТК и ГПС в машиностроении строятся на базе оборудования с программным  управлением: цикловым и числовым (позиционным  контурным или комбинированным). Для управления металлообрабатываю щими станками в составе РТК и  ГПМ наибольшее применение в настоящее  время получили многоцелевые устройства ЧПУ с микропроцессорной структурой, реализуемой на базе управляющих  микроЭВМ.

     В основу микропроцессорных устройств  ЧПУ положены: 1) функционально-модульный  принцип построения как аппаратной части, так и внутреннего программного обеспечения; 2) использование принципа общей шины для достижения функциональной и конструктивной законченности  и независимости модулей друг от друга. Все это позволяет создавать  различные модификации устройств  ЧПУ путем изменения числа  или набора используемых модулей, а  также разработкой дополнительного  внутреннего программного обеспечения  для конкретного типа станков.

     

     Ко  всем устройствам ЧПУ, которые используются в современных ГПМ, предъявляются  следующие основные требования: наличие  достаточного ресурса памяти, играющей определяющую роль в многоцелевых перепрограммируемых  системах управления; свободное программирование различных законов управления и  контроля с сохранением системного программного обеспечения (СПО) в оперативной  памяти; энергозависимость перепрограммируемой  памяти для обеспечения длительного  хранения СПО, накопленного за период эксплуатации, информации для коррекции  законов управления (например, результатов  обработки данных автоматического  измерения погрешностей работы различных  узлов оборудования), управляющих  программ обработки, контроля и диагностики; высокая помехоустойчивость, позволяющая  управлять различным технологическим  оборудованием при размещении устройств  ЧПУ в непосредственной близости с объектом и питанием от общей энергосети; обеспечение требуемого быстродействия и точности управления.

     Аппаратная  часть современных устройств  ЧПУ станками может строиться  на основе универсальных или специализированных микроЭВМ.

Конструктивно устройство ЧПУ выполняется, как  правило, в виде двух взаимосвязанных  блоков: вычислителя (на базе микроЭВМ) и внешних устройств, реализующих  функции ЧПУ.

     Для управления станком выбираем УЧПУ «Электроника НЦ – 31М». Это двухпроцессорная  система ЧПУ, имеет высокую надёжность.

      

     Технические характеристики УЧПУ «Электроника НЦ – 31М». 

     Объём памяти ОЗУ Кбайт                                                    8

     Быстродействие,10³ операций/с                                       200

     Число управляемых координат, шт                                3….8

     Скорость  быстрого хода, м/мин                                         10

     Скорость  рабочей подачи, м/мин                              0,005…7

     Контроль  состояния инструмента                          имеется

     Привод                                                                         следящий

     Датчик  перемещения                                   фотоимпульсный

     [Ист.7]

     

     Для управления промышленным роботом выбираем УЧПУ позиционного типа модели УПМ  – 772. УЧПУ модели УПМ – 772 имеет следующие технические характеристики:

     Привод                                                                               следящий

     Число программируемых  координат                                            7

     Число двоичных разрядов                                                            15

     Количество  степеней точности                                                3

     Точность  позиционирования, единиц дискретности     256, 16, 1

     Потребляемая  мощность, кВт                                                   1,0

[Ист.1]

3.1. Описание работы  РТК

     Работа  схемы начинается с проверки наличия заготовки в устройстве накопления (для этого используется индуктивный датчик модели ВПБ – 13). При наличии заготовки в устройстве накопления, робот начинает разгрузку станка, на случай, если деталь небыла снята со станка. После этого робот поворачивается в сторону лотка с заготовками. Затем происходит подъём заготовки с лотка механизмом поштучной выдачи. Далее рука робота выдвигается к заготовке, и осуществляется захват заготовки. После захвата заготовки рука робота втягивается и осуществляется поворот манипулятора к станку. Далее происходит выдвижение руки манипулятора к станку и установка заготовки на станок. После установки заготовки рука манипулятора втягивается. Когда заготовка обработалась, робот забирает заготовку со станка и перемещает её к лотку для накопления деталей. Затем робот поворачивается снова к лотку с заготовками и загружает станок. Далее цикл работы повторяется.

 

     

       

ПРИЛОЖЕНИЕ 

Заключение

     

     

     Автоматизированная  система загрузки-выгрузки для станка модели 16К20Ф3 позволяет снизить время  вспомогательных операций, тем самым, повысив производительность труда  и эффективность производства. Повышая  производительность труда происходит снижение себестоимости детали, а, следовательно  и снижение цены детали. Так, применяя автоматизированные системы загрузки-выгрузки для всех станков по технологическому процессу изготовления детали, достигают  максимальной производительности и  минимальной себестоимости изготовления детали. Кроме того, применяя такие  автоматизированные системы, происходит замена тяжёлого ручного труда человека на функцию контроля за работой самой  автоматизированной системы, т. е. также  происходит улучшение условий труда  человека.

 

  Литература

 

     1. Козырев Ю. Г. Промышленные роботы: Справочник.- 2-е изд., перераб. И доп.- М.: Машиностроение, 1988.-392 с.: ил.

     2. Промышленные роботы в машиностроении: Альбом схем и чертежей: Учеб. Пособие для технических вузов/ Ю. М. Соломенцев, К. П. Жуков, Ю. А. Павлов и др.; Под общ. Ред. Ю. М. Соломенцева.- М.: Машиностроение, 1986.- 140 с.: ил.

     3. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: В 3-х томах. Т1. 5-е издание. Изд. Машиностроение. 1980. -728с.