Средства автоматизации и механизации производства

Средства автоматизации и механизации производства

Содержание

Введение

1. Технологический раздел

1.1 Назначение детали

1.2 Анализ детали с точки зрения её возможности обработки на автоматическом оборудовании

1.3 Разработка технологического маршрута обработки автоматизированного производства

1.4 Нормирование технологического процесса

1.5 Выбор оборудования, систем транспортирования и управления

1.6 Разработка принципиальной схемы линии по обработке детали

1.7 Составление циклограммы работы линии

2.Исследовательский раздел

.1 Контрольно-измерительные приборы. Техника измерения параметров

.2 Последние разработки в области измерительных систем

.3 Использование лазеров

.4 Оптические измерительные проекторы и системы видеоконтроля

.5 Контроль расхода, количества и уровня. Общие сведения и классификация приборов

.6 Регуляторы, поддерживающие давление

.7 Автоматизация производства как комплексная конструкторско- технологическая задача. Стратегия автоматизации производства

.8 Методы автоматического управления и регулирования, их применение к задачам автоматизации дискретного производства

Заключение

Литература

Приложения

Введение

Автоматизация производственных процессов есть комплекс мероприятий по разработке новых прогрессивных технологических процессов и проектированию на их основе высокопроизводительного технологического оборудования, осуществляющего рабочие и вспомогательные процессы без непосредственного участия человека.

Автоматизация- это комплексная конструкторско-технологическая задача создания принципиально новой техники на базе прогрессивных технологических процессов обработки, контроля, сборки. Она включает создание таких методов и схем обработки, конструкции и компоновок машин, которые, как правило были бы невозможны, если бы человек по-прежнему оставался непосредственным участником технологического процесса.

Любую продукцию, для получения которой известны методы и маршруты обработки, наиболее просто можно получить на универсальном неавтоматизированном оборудовании с ручным управлением при непосредственном участии человека. Автоматизация производственных процессов, связанная с неизбежными, иногда весьма значительными затратами сил, средств, времени, имеет цель- повышение производительности и качества выпускаемой продукции, сокращение количества обслуживающих рабочих по сравнению с неавтоматизированным производством.

За счет реализации этих факторов обеспечивается экономический эффект и окупаемость затрат на автоматизацию.

При этом важнейшими определяющим фактором успешного внедрения является надежность автоматизированного оборудования.

Основными этапами создания автоматов и линий являются:

а) разработка технологического процесса как основа дальнейшего проектирования;

б) выбор оптимального варианта построения машин или системы машин, её принципиальной схемы и компоновочного решения;

в) выбор, расчет и проектирование угловых механизмов рабочих и холостых ходов;

г) расчет и проектирование целевых механизмов рабочих и холостых ходов;

д) уточнение ожидаемых технико-экономических показателей проектируемого оборудования: производительности, надежности в работе, экономической эффективности по сравнению с базовым вариантом.

Задачи, решаемые на данном этапе, тем сложнее и многовариантнее, чем выше степень автоматизации машин, их конструктивная и структурная сложность.

Теоретической основой автоматизации производственных процессов является теория производительности, которая позволяет рассматривать вопросы проектирования и эксплуатации машин в их динамической взаимосвязи, формировать основные законы автоматостроения, решать конкретные вопросы расчета и выбора технологических, конструктивных, структурных эксплуатационных параметров с позиции высокой производительности надежности и эффективности.

1. Технологический раздел

.1 Назначение детали

Деталь корпус предназначена для крепления четырёх рычагов в устройстве поворотных механизмов станков. Крепление осуществляется с помощью резьбы М12-7Н глубиной 16 мм.

В качестве крепёжной поверхности используется отверстие глубиной 26мм с нарезанной резьбой М16-7Н. Для обеспечения точного сверления отверстия правый торец заготовки шлифуется до шероховатости 0,8Ra. При этом допуск соосности должен составлять 0,018мм. Для облегчения ввинчиваемости в сопрягаемые отверстия на резьбовой поверхности предназначены фаски 1,6х45 и 2х45 мм.

Деталь выполнена из стали 20Х. Данные о химических и механических свойствах данной стали сведены в табл.1 и табл.2

Химический состав стали 20Х,% Таблица 1.

СSiMnCrV0.17-0,230,17-0,370,5-80,7-1,0-

Механические свойства стали 20Х Таблица 2.

σтσвδψНВ6508001140179

При серийном производстве корпуса изготавливают литыми из серого чугуна марки не ниже СЧ 15 (ГОСТ 1412-85). В ответственных конструкциях используют стальное литьё марки 25Л, а при ограничении массы - лёгкие сплавы (например, силумин).

В соответствии с современными требованиями технической эстетики корпус должен иметь строгую геометрическую форму.

1.2 Анализ детали с точки зрения её возможности обработки на автоматическом оборудовании.

Анализ конструкции детали проводится с точки зрения её технологичности при обработке на станках с ЧПУ в гибком автоматическом производстве.

При анализе конструкции детали, обрабатываемой в условиях автоматизированного производства необходимо учитывать следующие требования:

стандартизация и унификация элементов заготовок;

унификация радиусов сопряжения поверхностей и канавок для выхода инструмента;

упрощение геометрических форм контура заготовки, создание единых конструкторских и технологических баз;

наличие элементов, упрощающих систему ориентации заготовки в автоматизированном производстве;

наличие или создание искусственных баз, используемых при транспортировке и захвате заготовки роботом;

удобство автоматического контроля деталей.

Деталь корпус изготовлена из чугуна. В качестве заготовки используется пруток d=55 мм, что соответствует условиям стандартизации и унификации заготовок.

Конструкция детали допускает возможность применения высокопроизводительных методов обработки.

Деталь имеет ясно выраженные базы и признаки ориентирования, позволяющие организовать их транспортирование и складирование с использованием стандартизированной оснастки. Конструкция детали обеспечивает возможность надежного захвата, удержания и переноса её захватными устройствами. Поверхности детали достаточно гладкие, без заусенцев, что предупреждает заедание и торможение в лотках.

1.3 Разработка технологического маршрута обработки автоматизированного производства.

Для обработки детали в условиях автоматизированного производства применяем станки с ЧПУ. В технологическом процессе обработки детали будут присутствовать следующие операции: токарная, сверлильная, резьбонарезная и шлифовальная. В соответствии с этим, будем применять оборудование: на токарную операцию - 16К20Ф3, на сверлильную и резьбонарезную - 2Р118Ф2, на шлифовальную - 3Т160.

Токарная операция производится в один установ, при этом осуществляется черновое и чистовое точение. Базирование заготовки производится в трехкулачковом патроне. На поверхности с шероховатостью Ra6,3 назначаем обтачивание предварительное и обтачивание чистовое. На поверхность с шероховатостью Ra0,8 назначаем точение чистовое и однократное шлифование. На сверлильной операции заготовку базируем в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне.

№строкиКод№операцииСодержание операции1А010Транспортная2БАвтокар3А020Токарная с ЧПУ4Б16К20Ф35ТПатрон трехкулачковый…ГОСТ…, резец…ГОСТ6…, резец…ГОСТ…, резец…ГОСТ…,микрометр..7ГОСТ…, штангенциркуль ШЩ1 ГОСТ…8ОПодрезать торец, выдерживая размер 1; точить 9поверхность, выдерживая размеры 2 и 3; точить10поверхность, выдерживая размеры 4 и5. 11А030Сверлильная с ЧПУ12Б2Р118Ф213ТПатрон…ГОСТ…, сверло…ГОСТ…,14штангенциркуль ШЦ1 ГОСТ… 15ОСверлить отверстие, выдерживая размеры 1 и 2.16А040Резьбонарезная с ЧПУ17Б2Р118Ф218ТПатрон…ГОСТ…, метчик…ГОСТ…,19штангенциркуль ШЦ1 ГОСТ…20ОНарезать резьбу, выдерживая размер 121А050Сверлильная с ЧПУ22Б2Р118Ф223ТПатрон… ГОСТ…, сверло…ГОСТ…,24Штангенциркуль ШЦ1 ГОСТ…25ОСверлить 4 отверстия, выдерживая размеры 1,2,326А060Резьбонарезная с ЧПУ27Б2Р118Ф228ТПатрон… ГОСТ…, метчик…ГОСТ,29Штангенциркуль ШЦ1…ГОСТ30ОНарезать резьбу, выдерживая размеры 1 и 231А070Шлифовальная с ЧПУ32Б3Т16033ТПатрон…ГОСТ…,скоба…ГОСТ,34Шлифовальный круг…ГОСТ35ОШлифовать поверхность, выдерживая размер 136А080Контрольная37БСтол ОТК

Операционные эскизы приведены в п. Приложения

.4 Нормирование технологического процесса

Технические нормы времени в условиях массового и серийного производства устанавливается расчетно-аналитическим методом.

В серийном производстве определяется норма штучно калькуляционного времени Тшк:

Тшк=Тпз/n+Тшт;

где, Тпз- подготовительно-заключительное время, мин.количество деталей в настроечной партии, шт;

Тшт- норма штучного времени;

где То- основное время, мин;

Тв- вспомогательное время, мин;

Тв=Тус+Тзо+Туп+Тщ;

где Тус- время на установку и снятие детали, мм;

Тзо- время на закрепление и открепление детали, мин;

Туп- время на приемы управления, мин;

Тоб- время на обслуживание рабочего места, мин;

Тоб=Ттех+Торг

где Ттех- время на техническое обслуживание рабочего места, мин;

Торг- время на организационное обслуживание, мин;

Тот- время перерывов на отдых и личные надобности, мин;

Основное время То вычисляется на основании принятых режимов резания.

Для шлифовальных операций:

Ттех= То*tп/Т

где tп- время на одну правку шлифовального круга

Оперативное время Топ=То+Тв,

а общее время на обслуживание рабочего места и отдых в серийном производстве

Тоб.от=Топ*Поб.от/100;

Время перерывов на отдых и личные надобности при нормировании работ:

Тот=То*Пот/100,

где Пот- затраты времени на отдых в процентном отношении к оперативному.

Приведенные выше формулы для всех операций, кроме шлифовальных, можно представить в виде:

Тшк=Тпз*(n+То+(Тус+Тзо+Туп+Тиз)*К+Тоб.от;

для шлифовальных операций:

Тшк=Т*(n+То+(Тус+Тзо+Туп+Тиз)*К+Ттех+Торг+Тот)

.5 Выбор оборудования, систем транспортирования и управления

К основному технологическому оборудованию автоматизированного производства относятся металлорежущие станки, к которым предъявляются следующие основные требования:

а) обработка должна вестись в автоматическом режиме;

б) возможность быстрой переналадки оборудования при смене объекта производства;

в) компоновачная и программная стыковка основного оборудования с транспортно-наложительными системами, промышленными роботами и другими системами, входящими в состав участка.

В соответствии с вышеуказанными требованиями выбираем необходимое оборудование: станок модели 16К20Ф3 и 2Р118Ф2

Наиболее важным элементом автоматизированных участков, выполняющих роль основного организующего и связующего звена, является автоматизированная транспортно-складская система (АТСС). АТСС в значительной степени определяет компоновку, функциональные возможности и стоимость линий, а также надежность её работы.

В данном случае доставка заготовок в механические цехи, транспортировка готовых деталей на сборку или склад производится электрокаром грузоподъёмностью 0,75т с подъёмной платформой. На электрокарах с подъёмной платформой грузы перевозятся в ящиках на ножках. Электрокары маневренны и бесшумны в работе, не загрязняют воздух выхлопными газами электродвигателя. Электрокары экономичнее применять при отсутствии промежуточных складов и штабелировании грузов.

Транспортировку между станками, обслуживание станков производит промышленный робот «Универсал 5.02». Контроль и управление линией осуществляет оператор с контрольно-диспетчерского пункта.

Станки 16К20Ф3 и 2Р118Ф2 вынесены за пределы автоматического участка и обслуживаются рабочим многостаночником, который берет заготовки непосредственно из промежуточного склада по мере необходимости. Стружка с рабочих мест удаляется шнековым конвейером, в конце которого стоит тара, которая транспортируется электрокаром в отделение переработки. Конвейер проходит вне линии механической обработки и имеет подводящие конвейеры от отдельных станков.

.6 Разработка принципиальной схемы линии по обработке детали