Контрольная работа: Современные гибкие производственные системы

1 – протяжной станок;

2 – зубофрезерный станок;

3, 4 – токарные станки с ЧПУ;

5 – промышленные роботы для загрузки-разгрузки станков;

6 – конвейер-накопитель;

7 – позиции загрузки заготовок;

8 – центральная ЭВМ;

9 – ЭВМ управления транспортом

10 – ЭВМ управления контролем и наладкой инструмента;

3. ГПС для обработки листового металла.

ГПС для обработки листового металла (рисунок 3) компонуется в виде замкнутых участков или производственных линий. При установке машин в линию принимают следующую последовательность обработки: вырубка, резка на ножницах и гибка. С помощью программ раскроя панели выбирают таким образом, чтобы свести к минимуму отходы и выгрузить из рабочей зоны после резки на ножницах сразу три или четыре панели. Это осложняет манипулирование панелями. Поэтому при большой номенклатуре обрабатываемых изделий компоновка оборудования в виде замкнутых участков, по-видимому, эффективнее и может привести к уменьшению количества "узких мест".

Одним из основных элементов автоматизированного участка является крупный многоярусный склад с автоматическим складированием и поиском, откуда робокары доставляют листы к загрузочным устройствам, оснащенным однопозиционными подавателями листов. Листы, обработанные на каждой из входящих в участок машин, поступают затем на приемные столы, откуда их забирают робокары и доставляют на следующий участок или обратно на склад. На выходе участка резки на ножницах предусмотрен небольшой склад с несколькими стеллажами различных размеров.

На каждом из обоих описанных выше участков (вырубки и резки на ножницах) установлено два стола с встроенными конвейерами. Они передают по одному листу на загрузочное устройство. Панель поднимают вакуумными присосами и со скоростью 40 м/мин передают на вырубной пресс. Скорость его работы достигает 200 ходов в минуту. Вакуумные присосы или зажимы используют и на участке резки на ножницах, причем ножницы работают со скоростью до 75 ходов в минуту.

После вырубки листы подают непосредственно на разгрузочный стол, а после резки на ножницах они поступают на стол для распределения полученных заготовок по размерам. После этого распределения заготовки передают на многоярусный склад — на столы для штабелирования длинных заготовок или в кассеты для хранения заготовок небольших размеров.

Рисунок 3 – Общая компоновка ГПС для обработки листового металла: 1- управляющая ЭВМ; 2- участок резки ножницами; 3- участок вырубки; 4- участок гибки; 5- автоматизированный склад.

На участке гибки листы загружают на стол, смещенный относительно самой гибочной машины. При перевороте кантователем листы попадают на другой стол, расположенный на одной прямой с машиной. Переворот листов производят для того, чтобы заусенцы на них располагались сверху. После загрузки лист изгибают до требуемой формы и затем передают на подающий стол.

Увеличения гибкости гибочной машины достигают, оснащая ее устройством автоматической смены гибочных пуансонов. Их устанавливают над прессом и распределяют в ряд на расстоянии 50 ... 200 мм таким образом, чтобы края листов различных размеров могли быть загнуты без вмешательства оператора. Устройство автоматической смены гибочных пуансонов представляет собой механическую руку, имеющую возможность перемещения вдоль машины и передачи пуансона от его позиций к гидравлическому зажимному устройству. Фиксирование руки на пуансоне осуществляется путем ввода двух лапок в ее захватывающем устройстве в пазы, находящиеся на пуансоне. Хотя основным преимуществом руки является ликвидация вмешательства оператора при смене пуансонов, к нему добавляется ускорение смены пуансонов по сравнению с ручным методом.

Для смены пуансонов требуется около 5 мин. Теоретически операторы могут изменять это время в зависимости от состояния гибочной машины и пуансонов. Однако, поскольку у последних существует тенденция к заеданию, а механическая рука может прикладывать требуемое для смены пуансонов усилие лишь в определённом направлении, это заедание, будучи весьма нежелательным, вынуждает сохранять время смены примерно одинаковым.

В ГПС такого типа применено такое же устройство управления, что и для станков. Безусловно, каждый пресс может программироваться и управляться вручную, что делают, например, при поломках, но в нормальных условиях собственное управляющее устройство имеет каждый участок, а также транспортная система. Задача этого устройства состоит в синхронизации работы различных агрегатов участка, например, подавателей, пресса с ЧПУ типа CNC и разгрузочного устройства. Для управления работой всей ГПС служит центральная ЭВМ. Кроме того, отдельная ЭВМ предусмотрена для подготовки управляющих программ.

Как и на станках, устройства ЧПУ типа CNC у новейших листоштамповочных прессов выполнены таким образом, что не требуют от программиста специальных знаний при их эксплуатации. Если, например, часть листа закреплена, то, естественно, для обработки ранее зажатого участка требуется переустановка листа. Зазоры должны быть согласованы с толщиной листа. Кроме того, если при штамповке на столе пресса остаются небольшие обрезки металла, штамповку необходимо прекратить вплоть до их удаления. Поскольку вероятность возникновения всех этих факторов предусмотрена в системе программирования устройства ЧПУ типа CNC пресса, оператору их учитывать не приходится.

4. Автоматические линии из агрегатных станков с нормализованными и унифицированными узлами применяют в условиях массового и крупносерийного производства. /3, с.107/ Нормализация силовых головок, салазок позволяет быстро производить переналадку оборудования на новый вид изделия. Для синхронности операций по времени применяют комбинированный инструмент (ступенчатые сверла, расточные резцы) и создают автоматические поворотные столы для закрепления и фиксации нужного положения заготовки. Для еще большей эффективности линий применяют передвижные базовые приспособления, которые перемещаются в процессе обработки с заготовкой. На линиях из агрегатных станков несколько позиций можно обрабатывать сразу за одну установку заготовки. Особенно эффективны эти линии при обработке корпусных деталей, имеющих, как правило, сложную форму. На этих линиях нашли применение кантователи (устройства поворота заготовки в вертикальной плоскости) и поворотные столы (устройства разворота заготовки в горизонтальной плоскости).

Автоматическая линия из агрегатных станков приведена на рисунке 4. Заготовка 1 по транспортеру 8 подается последовательно от станка 2 к станкам 3, 5, 7, 9. Для выполнения очередной операции корпусная деталь поворачивается на столе 4 или переворачивается кантователем 6. Уборка стружки производится транспортером 10.

Рисунок 4 – Структурная схема ГПС из агрегатных станков

Все подобные линии работают в одном режиме. После того, как деталь разжата, транспортер переносит ее к следующему станку. В конце хода транспортер дает команду на включение рабочих шпинделей и быстрый отвод всех силовых головок. Команду на разжим деталей дает силовая головка, выполняющая наиболее длительную операцию. Зажимной механизм после освобождения детали дает команду на перемещение транспортера.

Гибкая производственная система токарной обработки предназначена для автоматизированной обработки деталей типа тел вращения, имеющих наружные и внутренние цилиндрические поверхности со ступенчатым и фасонным профилем и резьбой. ГПС позволяет изготовлять детали из сталей любых марок и сплавов в условиях мелкосерийного и единичного производства при изменяющейся номенклатуре и исключает необходимость частой переналадки технологического процесса.

На рисунке 5 приведена схема планировки одного из вариантов ГПС типа АСВ, разработанных для модернизации действующего производства. ГПС этого типа предназначены для изготовления деталей типа тел вращения в условиях мелкосерийногопроизводства./2, с.320/