Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Институт машиностроения, материалов и транспорта

Высшая школа автоматизации и робототехники

Практическая работа по дисциплине «Автоматизация технологических процессов»

Вариант 2

Выполнил(и)

студент гр.3331505/10101 Н.А. Бобриков

А.А. Гричачина

Преподаватель

ассистент ВШАиР Н.А. Мохова

Санкт-Петербург

2025

Оглавление

Задание 2

1. Анализ исходных данных 4

1.1. Анализ детали «Кронштейн». 4

1.2. Анализ технологического процесса изготовления детали «Вал». 4

1.3. Анализ оборудования, используемого в технологическом процессе. 4

1.3.1. Станок 6Р12 4

Расчет коэффициента автоматизации станка модели 6Р12 5

Расчет коэффициента автоматизации станка модели 6Р13РФ3 7

1.3.3. Станок 3Б722 7

Расчет коэффициента автоматизации станка модели 3Б722 9

Расчет коэффициента автоматизации станка модели 3Л722ВФ1 10

2. Определение потребности в технологическом оборудовании 10

2.1. Определение уровня автоматизации ТП 10

2.2. Определение количества основного технологического оборудования 11

3. Разработка компоновок ГПМ 14

3.1. Определение структуры ГПМ для операций 005, 010, 015 и 020. На базе фрезерного станка модели 6Р13Ф3 14

3.2. Определение структуры ГПМ для операций 025 и 030, на базе шлифовальных станков модели 3Л722ВФ1 15

4. Разработка структуры ГАУ 16

4.1. Выбор общей компоновки ГАУ 16

4.2. Компоновка ГАУ 18

5. Функционирование подсистемы складирования деталей с ГПМ 19

5.1.Описание задачи и функционирование складской подсистемы ГПС. 19

5.2. Расчет уровня автоматизации заданной подсистемы ГПС. 20

6. Система управления ГАУ 20

Задание

Деталь–представитель «Кронштейн» представлен на рисунке 1.

Рис. 1 Деталь «Кронштейн»

Рис. 2 Типовой технологический процесс изготовления детали-представителя

№ операции	005	010	015	020	025	030	
Время выполнения, мин	5	4	5	5	6	6	31

Производственная программа 18000 шт.

Элемент материального потока – деталь

Складская система

1. Анализ исходных данных

1.1. Анализ детали «Кронштейн».

Деталь «Кронштейн» с габаритными размерами: длина 70 мм, ширина 60 мм, высота 98 мм.

«Кронштейн» изготавливается из СЧ18 марка серого чугуна с пластинчатым графитом для отливок, изготовленного по ГОСТ 1412-85

Масса детали 0.7 кг.

1.2. Анализ технологического процесса изготовления детали «Вал».

Заготовка кронштейна - литая. Основные формообразующие операции, выполняются на фрезерном станке марки 6Р12. Для их окончательной обработки используются шлифовальные станки марки 3Б722

1.3. Анализ оборудования, используемого в технологическом процессе.

1.3.1. Станок 6Р12

На операции 005, 010, 015, 020 используется станок 6Р12 – консольный вертикально-фрезерный.

Станок вертикально-фрезерный консольный модель 6Р12

Станок предназначен для фрезерования разнобразных изделий из черных и цветных металлов, обработка производится торцовыми, концевыми и специальными фрезами.

Класс точности станка Н.

Вращение шпинделя и подача стола осуществляются от отдельных электродвигателей через ко­ру скоростей и коробку подач.

Стол может совершать быстрые перемещения рабочие подачи в продольном, поперечном и вертикальном направлениях.

Механический привод стола и привод вручную сблокированы.

Выключение механического перемещения стола может производиться упорами или вручную. Тор­можение шпинделя обеспечивается электромагнит­ной муфтой.

Повышенная мощность электродвигателей и жесткость станка, широкий диапазон скоростей шпинделя и подач стола обеспечивают высокопро­изводительную обработку изделий на скоростных режимах резания.

Год исполнения установочной серии—1972.

Рис.3 6Р12

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ

Размеры рабочей поверхности стола, мм . 1250 х 320

Наибольшее перемещение стола, мм:

продольное 800

поперечное 250

вертикальное 420

Электродвигатель привода главного движения:

мощность, кВт . ' . . . ■ . 7,5

частота вращения, об/мин . . . 2000 подач:

мощность, кВт 2,2

частота вращения об/мин . . . 2000

Габарит станка, мм 2305 х 1950 х 2020

Масса станка, кг 3120

Табл. 1.

Расчет коэффициента автоматизации станка модели 6Р12

№ п/п	Наименование функции	Уровень автоматизации		Значение
	Включение оборудования	ручное		0
	Установка заготовки на станке	ручная		0
	Закрепление заготовки на станке	ручное		0
	Обработка заготовки	автоматизированная		0,5
	Контроль обрабатываемой поверхности	ручной		0
	Контроль режущего инструмента	ручной		0
	Смена инструмента	ручная		0
	Очистка базовой поверхности стола	ручная		0
	Удаление стружки	ручная		0
	Выключение оборудования	ручная		0
ИТОГО:			0,5

K_a(6Р12) = 0.5/10 = 0.05

Учитывая низкий уровень автоматизации и то что станок не автоматизирован его не возможно использовать в составе ГПС без глубокой модернизации.

Возможные варианты действий:

1. вынести фрезерную операцию за пределы ГАУ в отдельную, не автоматизированную позицию

2. заменить используемое оборудование на автоматизированное, например 6Р11Ф3-1 или 6Р13РФ3

Произведенм замену используемого оборудование на его аналог или 6Р13РФ3

6Р13РФ3. Станок вертикальный консольно-фрезерный с ЧПУ и револьверной головкой

Станки предназначены для многооперационной обработки деталей сложной конфигурации из стали, чугуна, цветных и легких металлов, а также других материалов. Наряду с фрезерными операциями на станках можно производить точное сверление, растачивание, зенкерование и развертывание отверстий

Рис. 4 6Р13РФ3

Технические характеристики:

Характеристика	Наименование
Длина рабочей поверхности стола, мм	1600
Ширина стола, мм	400
Наибольшее перемещение по осям X,Y,Z, мм	1000_400_380
Серия	1975
Снятие	1984
Замена	6Т13МФ4-1
ЧПУ	Н33-1М
Точность	Н
Мощность, кВт	7,5
Габариты, мм	3200x2500x2450
Масса, кг	6900

При замене оборудования требуется пересчет коэффициента автоматизации!!!

Рассчитаем коэффициент автоматизации для 6Р13Ф3

Табл. 2

Расчет коэффициента автоматизации станка модели 6Р13РФ3

№ п/п	Наименование функции	Уровень автоматизации		Значение
	Включение оборудования	ручное		0
	Установка заготовки на станке	ручная		0
	Закрепление заготовки на станке	ручное		0
	Обработка заготовки	автоматическое		1
	Контроль обрабатываемой поверхности	ручной		0
	Контроль режущего инструмента	ручное		0
	Смена инструмента	автоматическая		1
	Очистка базовой поверхности стола	автоматическая		1
	Удаление стружки	автоматическая		1
	Выключение оборудования	автоматическая		1
ИТОГО:			0

K_a(6Р13Ф3) = 5/10 = 0.5

Данное оборудование не смотря на ограниченные инструментальные возможности может использоваться в составе ГПС после дооснащения его обеспечивающими системами:

• подачи заготовок

• контроля изделий и инструмента

• удаления отходов.