Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (862477), страница 2
Текст из файла (страница 2)
При равномерной дифференциации рабочего циклаtp.x > fp.xo/q(9.2).рабочих ходов цикла определяют из условия, что при любомиtp.x = tp.xolq,при неравномерной-Qq рассчитывают для позиции, где выполнение операции происходит наиболее долго.9. Основы проектирования автоматов и автоматических линий6Время fx.x холостых ходов цикла у автоматов последовательного действиябудет значительно меньше, чем у однопозиционных, так как наиболее длительные операции (загрузка и зажим, открепление и съем) становятся совмещенными и на длительность рабочего цикла не влияют. Несовмещеннымихолостыми ходами остаются быстрый подвод и отвод инструментов и перемещение заготовки с позиции на позицию, которые определяются лишь динамическими характеристиками оборудования и от числа позицийсят' поэтомуfx,xqне зави= const.Потери по оборудованию зависят от числа позиций, так как при увеличенииq растетконструктивная сложность машин, число механизмов рабочих ихолостых ходов.
Будем считать эти потери пропорциональными числу позиций, т. е. равнымиfo5q.Таким образом, производительность автомата последовательного действия в зависимости от числа рабочих позицийq определяется выражением1Qq=-------n----fp.xO /q+(9.3)lx.x + 1)\ПI; + qtoбi=lВзяв первую производнуюdQq / dqи приравняв ее к нулю, получим выражение для числа позиций q0пт, обеспечивающих максимальную производительность автомата:(9.4)В реальных условиях при неравномерности дифференциации технологического процесса и неизбежных организационных простоях производительность всегда будет меньше теоретической.В автоматических линиях, разделенных на участки, происходит уменьшепние внецикловых потерь ~)ин;+qt06 ,которое зависит от числа т участков.i=lОжидаемую производительность автоматической линии последовательногодействия можно выразить уравнениемQqл =1l (lp.x +!х.х + - ~)инi +qtoбmгде fp.x -п'flзагр,)(9.5)Wi=Iвремя рабочих ходов для позиции, на которой продолжительностьобработки наибольшая;W-коэффициент возрастания потерь вследствие ихнеполной компенсации накопителями,пителей Vнак= оо);'flзагр -W > 1 ( W = 1,если вместимость накокоэффициент загрузки, учитывающий организационно-технические потери линии.Долгое время наиболее распространенными в промышленности металлорежущими станками последовательного действия бьmи многошпиндельные9.2.
Автоматыи автоматические линии последовательного действия7токарные автоматы с управлением от распределительного вала. Это, например, выпускаемые в настоящее время автоматы СБ6000 (Белоруссия),MetraМН (Украина). По своим техническим характеристикам они близки широкораспространенным прутковым многошпиндельным токарным автоматам моделей 1Б240, 1Б265, 1Б290 (Россия). Осуществляется производство серии шести- и восьмишпиндельных станковMORI-SAУ(Чехия) с использованиемпрограммируемых контроллеров в системе их управления. Традиционно мировым лидером в области производства горизонтальных многошпиндельныхтокарных автоматов является немецкая фирмашестишпиндельными станками серииGildemeister (концерн DMG)сGM.Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) последовательногодействия широко представлены сегодня прутковыми токарными автоматамипопутного точения и токарными обрабатывающими центрами, оснащеннымидвумя шпинделями.Основным отличием автомата продольного точения от классического токарного станка является наличие в кинематической схеме подвижной шпиндельной бабки.
Продольная подача (вдоль оси шпинделяZ1)заготовки осуществляется за счет перемещения в этом направлении шпиндельной бабкиглавного шпинделя (рис.Рис.9.1).9.1. Автомат продольного точения с ЧПУАвтоматы продольного точения предназначены для высокопроизводительной обработки заготовок из калиброванного прутка. Вследствие этого, атакже в связи с геометрическими особенностями компоновки в них используют цанговый тип зажима заготовки. Применение в конструкциях такихстанков контршпинделя, устанавливаемого на линейные направляющие иперемещающегося по осямZ3и Х3 , способствует существенному повышению производительности обработки.
Рама инструментального суппорта9. Основы проектирования автоматов и автоматических линий8главного шпинделя перемещается по осям Х1 и У1 • Инструментальный суппорт контршпинделя часто выполняют раздельно с основным, при этом инструментальныесуппорты могутасинхронноперемещатьсяотносительносвоих шпинделей.Револьверная головка обеспечивает одновременную обработку заготовокв главном и контршпинделе (рис.9.2,а), одновременное точение двумя резцами с обработкой в контршпинделе (рис.9.2, 6), а такжесинхронизацию точения, осевой обработки и обработки в контршпинделе (рис.9.2, в).бвРис.9.2.Вариа~пы одновремеmюй обработки заготовок на автомате продольноготочения с ЧПУ:а-обработка в главном и контрпmинделе (управление по осямZ 1 и Z3);б-точение двумярезцами и обработка в контрпmинделе (управление по осям Х1 , У1 , Х2 , У2 , Zз, Хз, Уз); в -точение, осевая обработка и обработка в контршпинделе (управление по осям Z 1, Х1 , Х2 , Zз, Xj, Уз)Токарные обрабатывающие центры с ЧПУ, использующие преимуществаоборудования последовательного действия, также оснащают двумя шпинделями.
Станки имеют две или три револьверные головки, которые могут одновременно и независимо одна от другой обрабатывать заготовки, установленные в разных шпинделях (рис.9.3, см.также рис.2.20, т. 1).9.2. Автоматы и автоматические линии последовательного действияШпинделиловкимогутредноилииревольверныеактивироватьсяодновременнов9гопоочесоответствии с заданной программой, чтобыобеспечить полную обработку заготовки со всех сторон. Система синхронизациивращенияшпинделейдает возможность переустанавливатьзаготовкуизглавногошпинделявконтршпиндель без остановки станка. Перехват заготовки контршпинделем повышает точность взаимногорасположения поверхностей, обрабатываемых с разных установов .Примеромшлифовальногомногошпиндельного станка с ЧПУ последовательного действия, имеющеговертикальнуюкомпоновку,являетсяРис.9.3.Токарныйобрабатьmающийцентр с ЧПУстанок с двумя независимыми приво-дамиуправленияшпиндели (рис.суппортами,на9.4.установленышлифовальные6аРис.которых9.4).Многошпиндельные станки с ЧПУ с верхним (а) и нижним (б)положением шлифовальных круговДифференциация обработки между последовательно расположеннымипозициями обеспечивает высокую производительность многопозиционныхагрегатных станков (рис.9.5).1О9.
Основы проектирования автоматов и автоматических линий9.5.Рис.Схема МНОГОПОЗIЩИОННОГОагрегатногостанка последовательного действия:1-агрегатные головки;2-поворотный стол;3-заготовкаПримеров использования автоматических линий последовательного действия, где металлообрабатывающее оборудование равномерно распределяетмежду собой часто очень большой объем обработки, можно привести много.В автомобильной промышленности обработку, например, блока цилиндров иего головки производительностью50 ...
100тыс. деталей в год практическиповсеместно выполняли на поточных линиях. При этом наряду с осевымиоперациями, реализуемыми на агрегатнь1х станках, применяли фрезерованиепо вертикальной и горизонтальной плоскостям, фрезерование цилиндров ипосадочных мест под бугели коленчатого вала, операции шлифования и хонингования. Планировка характерного образца таких автоматических линийпоказана на рис.9.6.~ 18 17 16151413 12 11 10 98 7 6 54З2 1,.,112220Рис.9.6.21Планировка автоматической линии для обработки крестовины кардаmюговала:1- 16 -силовые агрегатные головки;трольная позиция;19, 22 -ция загрузки-разгрузки17 -устройство для удаления стружки;поперечные конвейеры;20 -продольный конвейер;18 21 -конпози9.3. Автоматы и автоматические линии параллельного действия11При создании участков из станков с ЧПУ за ними обычно закрепляют изготовление близких по конструкционным особенностям деталей.
При этомдифференцируют технологический процесс по видам выполняемых операцийи уровню точности изготовления деталей.Поточные линии из станков с ЧПУ используют только в условиях крупносерийного производства. Примером может служить автоматическая линия изготовления вагонных осей производительностьюДифференцированный на2024 тыс.осей в год.позиций технологический процесс построен сиспользованием ленточнопильного станка для отрезки концов оси, двухстороннего фрезерно-центровального станка, токарных станков для черновой ичистовой обточек оси, двухсторонних фрезерно-сверлильного и сверлильнорезьбонарезного станков, нескольких специализированных накатных станков и станка для финишного шлифования шеек.9.3.
АВТОМАТЫ И АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИПАР АЛЛЕЛЬПОГО ДЕЙСТВИЯВ машинах параллельного действия концентрируются одноименные операции технологического процесса. Поэтому в р позициях имеется р одинаковых комплектов инструментов, при этом каждая заготовка проходит толькочерез одну рабочую позицию. Не следует путать параллельность и одновременность действия. Как известно, параллельность в работе означает, что вразличных местах вьmолняется одна и та же работа, независимо от того, делается это одновременно или со смещением по фазе. Во многих машинах, темболее линиях параллельного действия, обработка на различных позицияхпроизводится неодновременно, что не мешает им быть системами параллельного действия.Как и машины последовательного действия, машины параллельного действия по характеру транспортных перемещений деталей могут бьпь дискретного или непрерывного действия.В дискретных машинах параллельного действия (рис.9.7) обработка заготовок и их транспортирование разделены во времени, комплекты инструментов действуют в стационарных рабочих зонах.
Однопозиционную машинуможно рассматривать как частный случай машины параллельного действия счислом позицийрЦиклработы= 1 (рис. 9.7, а).всехмашиндискретногодействияслюбымчисломпозиций р складывается из подачи заготовки в позицию, ее закрепления, обработки и выдачи готовой детали. Объединение позиций конструктивно вмногопозиционной машине параллельного действия (рис.9.7,б) позволяет посравнению с однопозиционными машинами сократить занимаемую площадьи в ряде случаев упростить конструкцию двигательных, приводных и управляющих механизмов.
Однако в этом случае (при одинаковой длительностирабочих, холостых ходов и рабочего цикла в целом) производительность9. Основы проектирования автоматов и автоматических линий12\/--6абРис.г9.7. Схемы дискретных маппrn параллельного действиябудет ниже вследствие того, что любой отказ механизма или инструментаприводит, как правило, к отказу всей системы.Известны машины параллельного действия с расположением позиций поокружности на неподвижном столе (рис.9.7,в), чем достигается компактность и удобное расположение привода в центре машины.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
