Лекция 1 РИК (Лекционный курс)

Лекция N1. (Вводная)

Настоящий курс лекций как составная часть программы подготовки специалистов по курсу РИК ВТО предназначен для обучения студентов 1V-V курсов основам проектирования целевых механизмов и средств автоматической подачи деталей (заготовок) для технологического оборудования отрасли.

В курсе изучаются основные типы автоматических загрузочных устройств (ЗУ), предназначенных для ориентированной подачи штучных заготовок и длинномерного пруткового (проволочного) материала в технологические машины и установки.

Автоматические загрузочные устройства классифицированы по способам воздействия на объекты подачи ( заготовки и детали), а также по виду подаваемых заготовок.

Типовые конструкции ЗУ, рассматриваемые в курсе, “привязаны” к оборудованию механообработки и сборки и отвечают современным требованиям автоматизации производства ВТО. Их расчет и проектирование производятся по типовым методикам, исходя из анализа техпроцесса, производительности и надежности конкретной технологической машины (системы машин).

В первой части лекций излагаются два основных раздела:

• ЗУ для подачи штучных заготовок (деталей), в том числе бункерные и магазинные ЗУ, питатели, лотки-накопители и др.;

• Устройства для подачи ленточного (проволочного) и пруткового материалов.

Во втором разделе курса изучаются целевые механизмы, основы их расчета и выбора параметров; приводятся сведения по применению высокоточных исполнительных устройств и манипуляторов на базе унифицированных узлов и систем управления для микроэлектроники.

Объем курса: 18 лекций (или 36 учебных часов.

Основным источником информации при подготовке к зачету по курсу являются лекции,включая иллюстрационный материал, раздаваемый на лекциях.

Также рекомендуется по вопросам курса следующая техническая литература:

1. Камышный Н.И. “Автоматизация загрузки станков”.- М., 1977.

2. “Металлорежущие станки и автоматы” - под ред. Проникова А.С. - М., 1980.

3. “Автоматическая загрузка технологических машин”. – под ред. Клусова И.А. – М., 1985.

4. Малов А.Н. “Автоматическая загрузка металлорежущих станков”. - “М.”, 1974.

5. Попов В.П. “Промышленные роботы”. - часть 2.из-во МГТУ каф. РК-3 Учеб. пос. 1990.

6. “ Промышленные роботы. Атлас конструкций .” – под ред. Соломенцева “М.” 1992.

1. Структура автоматических загрузочных устройств /ЗУ/ для

штучных заготовок.

Определение загрузочного устройства. ЗУ предназначены для автоматической подачи ориентированных заготовок (деталей) в рабочую зону станка, приспособления, транспортную систему либо технологический участок в заданный отрезок времени.

Ритмичность и надежность функционирования ЗУ в составе технологического оборудования влияют на производительность машин-автоматов, так как входящие в состав ЗУ механизмы совершают холостые хода, связанные с загрузкой-выгрузкой заготовок из зоны их обработки.

Структурная схема ЗУ определяется на основе анализа требований к автоматизации технологической операции, выполняемой над предметом обработки (ПО), (под которым в дальнейшем будет подразумеваться заготовка, полуфабрикат, деталь или узел), на конкретном оборудовании обрабатывающего или механосборочного производства.

Под технологической операцией принято считать выполняемую на одном рабочем месте законченную часть техпроцесса, и рассматривать ее как последовательность нескольких переходов,- вспомогательных и основного технологического. Большинство технологических операций укладывается в следующую схему: Загрузка ПО  Подача (питание)  Фиксация  Технологический переход  Расфиксация  Удаление ПО.

ЗУ используются, как правило, для выполнения вспомогательных переходов: “Загрузка” и “Питание ПО” на конкретной технологической или сборочной установке.

Обычно, из анализа переходов операции и вида ПО можно предворительно установить класс ЗУ, отвечающий требуемой производительности, надежности, а также ряду других критериев, необходимых для расчета и выбора конкретного ЗУ.

В сборочном автомате, для которого поток ПО на входе и выходе может отличаться как количеством, так и формой (на входе операции имеются комплектующие детали, а на выходе,- сборочная единица или узел), проработка ЗУ проводится по каждому виду ПО, загружаемых в автомат, то есть в этом случае проблема автоматической загрузки должна решаться комплексно по каждому типу ПО для достижения положительного результата.

В основном для штучных заготовок используются либо бункерные, либо магазинные ЗУ различного принципа действия, которые имеют главное отличие между собой в том, что в емкость бункерных ЗУ заготовки (ПО) загружаются навалом, а в емкость магазинных,- укладываются в уже ориентированном положении, удобном для подачи ПО в рабочую зону технологической установки.

Как правило, способ ориентирования является основным отличительным признаком ЗУ. Он заключается в преобразовании хаотично расположенных бункере заготовок в движущийся поток, имеющих оно или несколько фиксируемых (устойчивых) положений заготовок (такое ориентирование называется первичным) и последующее преобразование этого потока в набор ПО, имеющих одно заданное положение (вторичное ориентирование).

Конечное положение ПО задается с учетом признаков ориентирования ПО и удобства подачи ПО в рабочую зону станка. К признакам ориентирования ПО могут быть отнесены: геометрические особенности формы ПО или (и) особые свойства частей ПО, например, их магнитные свойства, распределение массы ПО, маркировка и др.

В структуру бункерных ЗУ, помимо емкости, в которую ПО загружают навалом, может входить еще целый ряд функциональных механизмов и устройств:

• устройство ориентирования ПО в потоке (первичное ориентирование);

• устройство контроля ориентации ПО;

• устройство переориентирования потока ПО (вторичное ориентирование);

• устройство разделения или суммирования потока ориентированных ПО (для сборочных автоматов);

• накопитель ориентированных ПО;

• устройство контроля уровня ПО в накопителе, бункере или магазине;

• механизм поштучной выдачи ПО;

• устройство транспортирования ориентированных ПО от бункера, магазина или накопителя в рабочую зону станка;

• приводы вышеуказанных механизмов и устройств.

Структура ЗУ в зависимости от их целевого назначения и конструктивно может содержать не всю комбинацию вышеперечисленных механизмов и устройств. В реальных ЗУ выделение отдельных механизмов иногда затруднено ввиду их многофункциональности или встраиваемости в конструкцию технологической установки.

Типовые ЗУ, применяемые в приборостроении, - это обычно магазинные ЗУ, далее следует класс вибробункерных загрузочно- ориентирующих устройств, а также отдельные виды питателей ПО, выполненные чаще всего в виде лотка-накопителя с механизмом поштучной выдачи заготовок.

В приборостроении и производстве изделий электронной техники применение автоматических ЗУ имеет ряд специфических особенностей, обусловленных миниатюрными размерами заготовок, деталей или комплектующих, их особыми физическими свойствами и требованиями к рабочим поверхностям.

Поэтому приходиться учитывать дополнительные критерии оценки работоспособности ЗУ, которые в основном сводятся к следующему:

• малые размеры и вес ПО обуславливают весьма миниатюрные по размерам механизмы ЗУ, которые заметно чувствительней к малейшим загрязнениям и электростатическим зарядам, при этом миниатюрные детали слабо поддаются ориентированию с использованием силы тяжести, особенностей геометрической формы и т.п., что увеличивает количество отказов в работе автоматических ЗУ;

• хрупкость ПО и наличие комплектующих с гибкими сцепляющимися выводами (типа спиралей, сеток и т.п.) исключает возможность их механической выборки поштучно из навала в бункере, при этом стеклянные детали и детали с покрытиями вследствие хрупкости образуют повышенный уровень запыленности механизмов и устройств ЗУ, что также ведет к увеличению отказов.

• для некоторых деталей, используемых в отрасли, применение автоматических ЗУ недопустимо по причине возможного контакта и нарушения параметров их открытых рабочих поверхностей в процессе ориентирования ( катоды с оксидным покрытием, полупроводниковые кремниевые подложки и др.).

Для многих изделий отрасли перспективным направлением является использование магазинных ЗУ, которые следует применять:

• при невозможности осуществления контактного автоматического ориентирования ПО;

• для подачи легко повреждаемых в бункере ПО;

• для подачи ПО с большими габаритами (более 60мм) и производительностью менее 5 штук/ч;

• в качестве резервных ЗУ сборочных автоматов;

• для подачи плоских ПО при их первичном ориентировании на предыдущей операции.

Технологические возможности магазинных ЗУ со сменными магазинами приближаются к бункерным ЗУ, поскольку позволяют применять их для подачи различных типоразмеров ПО, облегчают обслуживание и повышают надежность работы.