- •В. Г. Хомченко, а. В. Федотов автоматизация технологических процессов и производств
- •Введение
- •1 Основы автоматизации технологических процессов и производств
- •1.1 Современная концепция автоматизации производства
- •1.2 Этапы и средства автоматизации производства
- •2.2 Автоматические линии
- •2.2.1 Назначение и принципы построения
- •2.2.2 Классификация автоматических линий
- •2.2.3 Производительность автоматической линии
- •2.3 Автоматизация загрузки-разгрузки технологических автоматов
- •2.3.1 Автоматические загрузочные устройства
- •2.3.2 Выбор загрузочного устройства и его предварительный расчет
- •2.4 Автоматизация транспортных операций
- •2.5 Автоматизация технического контроля качества
- •2.5.1 Задачи технического контроля в автоматизированном производстве
- •2.5.3 Автоматизированные приборы и контрольные автоматы
- •3 Гибкая автоматизация: Гибкие производственные модули, гибкие производственные системы, интегрированные производства
- •3.1. Гибкое автоматизированное производство и гибкие производственные системы
- •3.2. Общие принципы проектирования гпс
- •4 Автоматизированное оборудование и системы гпс
- •4.1 Оборудование с чпу
- •4.2 Промышленные роботы
- •4.2.1 Промышленная робототехника
- •4.2.2 Технические характеристики промышленного робота
- •4.2.3. Приводы промышленного робота
- •4.2.4. Целевые механизмы промышленного робота
- •4.2.5 Управление промышленными роботами
- •4.3 Роботизированные технологические комплексы
- •4.4 Гибкие производственные модули
- •5 Проектирование гпм для механической обработки деталей
- •5.1 Общие принципы построения гпм для механообработки
- •5.2 Выбор обрабатывающего оборудования гпм
- •5.3 Проектирование модулей для обработки тел вращения
- •5.3.1 Компоновка модулей
- •5.3.2 Накопитель заготовок
- •5.3.3 Закрепление обрабатываемых деталей
- •5.3.4 Смена инструмента
- •5.3.5 Удаление отходов
- •5.4 Модули для обработки тел вращения
- •5.5 Проектирование модулей для обработки корпусных деталей
- •5.5.1 Применение спутников
- •5.5.2 Структура модуля
- •5.5.3 Загрузка спутников
- •5.5.4 Накопители спутников
- •5.5.5 Смена инструмента
- •5.5.6 Удаление стружки
- •5.6 Модули для обработки корпусных деталей
- •5.7 Управление точностью обработки в гпм
- •5.7.1 Измерительные головки
- •5.7.2 Применение измерительных головок на станках
- •5.8 Проектирование измерительных модулей
- •5.8.1 Координатные измерительные машины
- •5.8.2 Гибкие измерительные модули
- •6 Автоматизированные транспортно-Накопительные системы
- •6.1 Особенности транспортно-накопительных систем гпс
- •6.2 Автоматизированные склады
- •6.2.1 Назначение и состав автоматизированного склада
- •6.2.2 Зона хранения автоматизированного склада
- •6.2.3 Штабелирующие машины
- •6.2.4 Система управления складом
- •6.2.5 Типовые компоновки автоматизированных складов
- •6.3 Автоматизированные транспортные системы
- •6.3.1 Особенности транспортных систем гпс
- •6.3.2 Транспортные системы на основе адресуемых конвейеров
- •6.3.3 Транспортные системы на основе промышленных роботов
- •6.3.4 Транспортные системы на основе автоматических транспортных тележек
- •6.3.4.1 Назначение и состав автоматической транспортной тележки
- •6.3.4.2 Особенности автоматических транспортных тележек
- •6.3.4.3 Управление автоматической транспортной тележкой
- •6.3.4.4 Устройство автоматической транспортной тележки
- •6.3.4.5 Примеры использования робокаров
- •7 Проектирование манипуляционных устройств автоматизированных технологических систем
- •7.1 Понятия, назначение и классификация манипуляционных систем
- •7.2 Основы кинематики манипуляционных систем
- •7.3 Прямая задача кинематики манипуляторов
- •7.3.1 Постановка задачи и параметрическое описание кинематики манипулятора
- •7.3.2 Решение прямой задачи при позиционном управлении
- •7.4 Планирование траекторий манипуляторов
- •7.5 Обратная задача кинематики манипуляторов
- •7.6 Планирование траекторий манипулятора на основе сплайн-функций
- •7.7 Общие случаи планирования траекторий в пространстве обобщенных координат
- •8 Автоматизированное управление производственными системами
- •8.1 Назначение и состав асу пс
- •8.2 Техническое обеспечение асу пс
- •8.3 Математическое обеспечение асу пс
- •8.4 Примеры управления производственными системами
- •8.5 Распределенные системы управления Allen-Bradley
- •8.6 Интегрированные системы проектирования и управления
- •9 Гибкие производственные системы
- •9.1 Типовые компоновки гпс
- •9.2 Гпс гаммы «Талка»
- •9.3 Примеры зарубежных гпс
- •10 Мехатронные устройства автоматизации производства
- •10.1 Введение в мехатронику
- •10.2 Выбор структуры мехатронного устройства
- •10.3 Синтез кинематической модели мехатронной системы
- •10.4 Классификация типов механического движения
- •11 Моделирование автоматизированных производственных систем
- •11.1 Задачи моделирования и используемые методы
- •11.2 Моделирование производственной системы конечным автоматом
- •11.3 Моделирование системы сетью Петри
- •11.3.1 Основные определения и свойства сетей Петри
- •11.3.2 Пример моделирования гпм для обработки валов
- •11.3.3 Пример моделирования ртк
- •11.4 Моделирование системой массового обслуживания
- •11.4.1 Основы теории систем массового обслуживания
- •11.4.2 Моделирование систем массового обслуживания
- •11.4.3 Система моделирования gpss
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Автоматизация технологических процессов и производств
5.2 Выбор обрабатывающего оборудования гпм
В качестве основного технологического оборудования в механообрабатывающих ГПМ используются металлорежущие станки. К станку предъявляются требования высокой степени автоматизации процесса обработки и гибкости, т.е. обеспечения автоматизированной перенастройки станка при смене обрабатываемой детали. Этим двум требованиям одновременно отвечают металлообрабатывающие станки с ЧПУ, которые являются основным видом оборудования для ГПМ механообработки.
Для использования станка в составе ГПМ необходимо автоматизировать следующие функции:
переналадку станка на изготовление детали нужного типоразмера;
загрузку заготовок и выгрузку обработанной детали;
контроль и коррекцию режимов технологического процесса;
контроль геометрических параметров обрабатываемых деталей;
контроль состояния инструмента;
замену сломанного, изношенного или ненужного инструмента;
сбор и удаление отходов технологического процесса;
контроль наличия, расхода и других параметров используемых технологических материалов (технологических сред);
диагностику узлов станка и его системы управления;
связь с более высоким уровнем управления.
При проектировании ГПМ выбирают станки, у которых перечисленные функции могут выполняться автоматически, или производят небольшую модернизацию станка для автоматизации этих функций. На выбор оборудования влияет тип обрабатываемой детали. С этой точки зрения механообрабатывающие ГПМ можно разделить на две группы:
ГПМ для обработки деталей типа «тел вращения»;
ГПМ для обработки корпусных деталей.
В ГПМ первой группы используются токарные станки с ЧПУ: центровые, патронно-центровые, патронные. Требованиям работы в составе ГПМ наиболее полно отвечают станки моделей 16К2ОФ3, 16К3ОФ3, ИРТ18ОПМФ4, 1И61П1МФ3, 16Б16Ф3, 1713Ф3, 172ОФ30, КТ141, 1П42ОПФ40 и другие.
Высокую степень автоматизации имеет многоцелевой токарный станок с ЧПУ модели ИРТ18ОПМФ. Этот станок оснащен, в частности, системой автоматической смены инструмента и измерительной головкой выдвижного типа, предназначенной для контроля размеров инструментов в сменном диске револьверной головки. На станке можно выполнять операции точения, фрезерования, сверления, растачивания и нарезания резьбы.
Двухкоординатный суппорт станка оснащен 12-позиционной револьверной головкой с горизонтальной осью вращения. Трехкулачковый самоцентрирующийся патрон с быстросменными комплектами кулачков обеспечивает быструю переналадку станка. Станок имеет герметичное ограждение рабочей зоны и автоматический конвейер для уборки стружки, расположенный непосредственно под зоной резания.
Для автоматической смены инструментальных барабанов на револьверной головке используется отдельный накопитель, в котором возможно производить переналадку таких барабанов во время работы станка. В инструментальном барабане вместе с инструментом устанавливается измерительная головка для автоматического контроля размеров заготовки и обрабатываемой детали.
При проектировании ГПМ для обработки корпусных деталей используются сверлильно-фрезерно-расточные станки с ЧПУ или обрабатывающие центры (ОЦ). Наиболее приспособлены для работы в составе ГПМ ОЦ моделей ИР32ОПМФ4, ИР50ОМФ4, ИР80ОМФ4, 2110Н7Ф4, 2204ВМФ4, 2256ВМФ4, 65А6ОМФ4, СМ40ОФ45, СМ63ОФ44.