Автоматизированные системы управления металлорежущими станками

Содержание

Маркировка станков

Краткие обозначения, состоящие из букв и цифр, указывают на разные технические характеристики, предназначение, производителя агрегатов. Маркировки делятся на две группы:

  1. Маркировка машин серийного производства. Первая цифра указывает на группу, вторая на тип. Буква, идущая после первых двух цифр, указывает на модернизацию конструкции. Далее обозначается эксплуатационный параметр двумя цифрами. После него указывается тип ЧПУ одной буквой с цифрой. Последняя буква с цифрой обозначают вычислительное устройство ЧПУ.
  2. Маркировка специализированных установок. Первые две буквы обозначают сокращенное название производителя. После него указывается основной эксплуатационный параметр тремя цифрами. Далее обозначается модификация буквой. Последние буква с цифрой указывают на вычислительное устройство ЧПУ.

После таких маркировок могут добавлять отдельные обозначения, которые указывают на технические характеристики. Более точную расшифровку можно найти в таблицах, присутствующих в интернете.

Дополнительная классификация

Существует дополнительное разделение станков:

  • по степени универсальности металлорежущее оборудование бывает универсальное и стандартное;
  • для выполнения многих видов операций, обработки широкой номенклатуры изделий по размерам и форме: широкого назначения и узкопрофильное;
  • для конкретного вида работ по изготовлению разных деталей существует специализированное оборудование;
  • для четко указанных работ – предназначено для обработки одинаковых по конфигурации деталей, но с отличающимися размерами, например, коленвалов, корпусов редукторов.
  • специальное – выполняет определенные операции с четко заданным видом детали по форме и незначительным колебанием размеров.

Универсальное станочное оборудование применяется в мелкосерийном производстве. Специализированные и специальные станки с высоким уровнем автоматизации востребованы в крупносерийном и массовом производствах, где изготавливаются крупные партии деталей.

Автоматизированные системы управления металлорежущими станкамиСпециальный станок ROLLER 2800 CNC

2.1 Выбор заготовки

Выбор вида заготовки осуществляется на основе чертежа детали
с учетом типа производства, себестоимости, экономии металла и др. Целесообразно
сделать сопоставление различных способов получения заготовки с целью выбора
оптимального способа. Выбрать заготовку — значит установить способ ее
получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать
размеры и указать допуски на неточность изготовления.

В данном курсовом проекте представлено сопоставление двух
возможных способов получения заготовки: на горизонтально-ковочной машине (ГКМ)
и литье в земляные формы.

Цель сопоставления — выбор оптимального способа изготовления.

В качестве материала заготовки используем углеродистую сталь
ст. 4. Годовая программа выпуска — 64 тыс. шт. Производство — поточное
массовое.

Выбор
и назначение припусков на обработку

Припуски на обработку каждой поверхности назначаем
самостоятельно. Припуски устанавливаются в зависимости от массы, размеров
заготовки, шероховатости поверхности обработанной детали, класса точности
заготовки, степени сложности, группы стали.

). Литье в земляные формы:

На обработку внешней цилиндрической поверхности Æ40 припуск 0.5 мм. На
обработку внутренней цилиндрической поверхности Æ16 припуск 0.5 мм. На
обработку внутренней цилиндрической поверхности Æ20 припуск 0.5 мм. На
обработку торцов 1 и 2 Æ40 припуск по 0.3 мм. На обработку торца 3 Æ20 припуск 0.3 мм.

). На ГКМ:

На обработку внешней цилиндрической поверхности Æ40 припуск 5 мм. На
обработку торцов 1 и 2 Æ40 припуск по 2 мм.

Расчет
размеров и массы заготовки

Масса заготовки:

m=r·V,

где V — объем детали; r — плотность стали, r»7.8·103 кг/м³.

). Заготовка, полученная на ГКМ:

Объем детали и ее масса:

V=p·L·(D2-D12)/4=p·0.204·(0.0452-0.0112)/4=0.0003051
м³

m=7800·0.0003051»2.38 кг

С учетом назначенных припусков, размеры заготовки будут
следующими: D=45
мм, D1=11 мм, L=204 мм. Вид заготовки показан на рисунке 2.1.

Рис. 2.1 — Заготовка, полученная на ГКМ

). Заготовка, полученная литьем:

Объем детали и ее масса:

V=p·(L·D2-L1·D12 — (L-L1) ·D22)/4=p·(0.2006·0.04052-0.0403·0.01552
— (0.2006-0.0403) ·0.01952)/4=0.0002029 м³

m=7800·0.0002029»1.583 кг

С учетом назначенных припусков, размеры заготовки будут
следующими: D=40.5
мм, D1=15.5 мм, D2=19.5 мм, L=200.6 мм, L1=40.3 мм. Вид заготовки
показан на рисунке 2.2.

Рис.
2.2 — Заготовка, полученная литьем

Вычислим также массу готовой детали (Рис. 1):

V=p·(L·D2-L1·D12
— (L-L1) ·D22)/4-B·B1·(p·B/8+L2)=p·(0.200·0.0402-0.040·0.0162
— (0.200-0.040) ·0.0202)/4-0.012·0.005·(p·0.012/8+0.80)=0.0001447
м³=7800·0.0001447»1.129 кг

Определение
способа получения заготовки и расчет ее стоимости

Современное металлорежущее оборудование на выставке

Узнать больше информации о современных моделях профильного оборудования можно на выставке «Металлообработка», которая будет проходить на территории ЦВК «Экспоцентр».

Поставка металлорежущего оборудования – один из ключевых вопросов, который будет освещаться в рамках мероприятия.

Благодаря международному уровню выставки в ней примут участие ведущие производители из разных стран мира.

У отечественных предпринимателей появится уникальная возможность пообщаться с представителями поставщиков напрямую, обсудить планы и перспективы дальнейшего сотрудничества, а также специфические вопросы – аренда металлорежущего оборудования, ремонт, гарантийное и постгарантийное обслуживание, модернизация и прочее.

Приходите на выставку, чтобы больше узнать о модернизации металлорежущего оборудования.

Ремонтосложность металлорежущего оборудованияКлассификация металлорежущего оборудования

Конструкции основных узлов станков с ЧПУ

В приводах главного движения токарных станков передняя бабка обычно является шпиндельной. Большие мощности и частоты вращения, большая нагруженность шпиндельных подшипников привели к необходимости интенсивного охлаждения, которое обеспечивается в основном путем оребрения бабки или пропусканием охлаждающей жидкости (рис. 5).

Рис. 5. Система оребрения шпиндельных узлов станков фирмы HAAS (США)

В качестве приводных двигателей в станках с ЧПУ обычно применяются регулируемые двигатели постоянного и переменного тока. Последние проще по конструкции и обладают большей надежностью благодаря отсутствию щеточных узлов (особенно в области высоких частот вращения, которые требуются для главного движения). Диапазон регулирования двигателя с постоянной мощностью (Rд)р ограничен значением 3. . . 5 (в последних моделях двигателей 6. . . 8), что требует, как правило, применения в приводе главного движения механических устройств (коробок скоростей) с числом ступеней скорости от двух до четырех.

Предпочтение отдается варианту мотор — шпиндель, обеспечивающему большую мощность, но еще повсеместно движение от электродвигателя на шпиндель передается с помощью поликлино- вого или зубчатого ремня. Сам шпиндельный узел стал сменным. Частота вращения шпинделя за счет появления лучших инструментальных материалов для станков с патроном диаметром 250 мм сейчас составляет свыше 10 000 мин-1 при мощности, доходящей до 43 кВт.

В токарных станках вместо зубчатых кинематических цепей применены беззазорные шариковые винтовые передачи с высоко- моментными регулируемыми электродвигателями, что обеспечивает точное перемещение суппортов. При этом не только значительно уменьшаются силы трения (коэффициент трения покоя для направляющих качения в 20 раз меньше, чем для направляющих скольжения) и исключается прерывистость движения, вызванная при скольжении эффектом прилипания, но и уменьшается износ сопряжения.

Существенную долю выпускаемых станков (около трети) составляют токарные станки с ЧПУ с вертикальным расположением шпинделя или двух шпинделей. Общей практикой стало то, что заднюю бабку заменяют контршпинделем с характеристиками, равными или близкими характеристикам основного шпинделя Время для передачи заготовки из одного шпинделя в другой составляет около 10 с и достигается или за счет «наезда» контршпинделя, или с помощью манипулятора (станок INTEGREX 200-IIIST фирмы MAZAK (Япония)).

Популярные статьи  Освещение в квартире: нормы, нюансы, источники света, фото идеи

У токарных станков инструмент устанавливается в револьверной головке на 12, реже на 10 (8) позиций. Возможен вариант исполнения револьверной головки на 24 инструмента (рис. 6) .

Размер сечения резца, установленного в револьверной головке, колеблется от 20 до 32 мм, а диаметр осевого инструмента — от 32 до 50 мм. Приводными являются, как правило, все позиции револьверной головки (12, 24) или большая часть. Время смены соседних инструментов от 0,15 до 1 с, хотя еще не редкость смена инструмента за 4 с. Больше четверти всех станков с ЧПУ имеют две, три и даже четыре револьверные головки, которые могут работать одновременно (рис. 7) .

Рис. 6. Револьверная головка на 24 инструмента, из которых 18 приводные со скоростью 9000 мин-1 и мощностью 6 кВт

Рис. 7. Токарный обрабатывающий центр серии TD42-Triplex (без защитного ограждения) с двумя шпинделями и тремя револьверными головками

Как правило, станки оборудуются системами измерения как заготовки и детали, так и инструмента, что освобождает от необходимости точных измерений до начала обработки.

Положение направляющих станины в пространстве уже традиционно наклонное. Большинство современных станков средних размеров с ЧПУ имеет оригинальную компоновку, позволяющую повысить их жесткость, улучшить защиту направляющих и винтовых передач, обеспечить свободный отвод стружки и удаление ее из рабочей зоны, применять загрузочные устройства любых типов, обеспечить свободный доступ к инструменту и приспособлениям, повысить безопасность работы

Методы наладки электрооборудования металлорежущих станков

Электросхемы, управляющие приводам станков, различаются сложностью схемы, по используемым электроаппаратам, по назначению. Работа наладчиков не выстраивается в шаблонном порядке, но имеет наработанные методы по выявлению неисправности:

Классический или метод наблюдения. Наиболее простой способ выявить неполадки в работе станка. Оператор-наладчик наблюдает за взаимодействием элементов схемы, оценивает эффективность и правильность совокупного действия. Этот метод применим ко всем станкам, включая сложные автоматические установки. В таких аппаратах для одной операции принимают участие не более 3-4 единиц аппаратуры. Профессиональный наладчик знает расположение этих функционалов, их расположение в корпусе, и по их состоянию специалист составляет акт о режиме работы, направлении движения. Метод наблюдения в данном случае помогает либо выявить причину неисправности, либо сузить область поиска дефектного узла.

Автоматизированные системы управления металлорежущими станками

  • Исключение или локализация. Область проверки искусственно сокращается. Неисправный элемент выявляется путем отключения узловых схем, до обнаружения сбоя. Это длительный и кропотливый процесс: исключаются электрические и механические элементы.
  • Сравнение. Предположительно неисправный элемент или деталь заменяется такой же исправной. Обнаруженный дефект устраняется и сокращается время на установку работающей детали.
  • Обратная последовательность. Метод применим для схем из нескольких составляющих, функционально зависимых друг от друга. Проверяется выход каждого звена в направлении от последнего к первому. Эффективный и быстрый метод – позволяет не только быстро выявить дефектный участок, но и попутно провести контрольное тестирование цепи. Применение способа сокращает простой и повышает продуктивность труда.
  • Прямая последовательность. Данный метод используется при наладках опытных станков со сложной схемой и многочисленными электроаппаратами. Выполняется при недостаточном опыте наладчика. Метод простой, но занимает от 10 до 48 часов простоя оборудования. Используется крайне редко.

Автоматизированные системы управления металлорежущими станками

Наладка электрооборудования для токарных металлорежущих станков

Токарная группа станков используется в каждом производстве. Это универсальные или с узконаправленной функциональностью машины. Чаще всего наладке подвергается электрооборудование станков. Его выполняют в нескольких случаях:

  1. Перед проведением контрольного испытания на заводе-производителе. Комплекс работ, приводящий в действие все элементы электрооборудования, обеспечивающий дальнейший технологический процесс обработки в определенном, заданном режиме.
  2. Перед сдачей станков потребителю. Контрольная наладка.
  3. Повторная или вторичная наладка. Выполняется после ремонтно-восстановительного обслуживания, при сбое в системе станка, при постоянной эксплуатации в напряженном режиме. Пусконаладочный охватывает проверку соответствия замененного электрооборудования или элементов монтажному проекту. Попутно выявляются и устраняются возможные неисправности в схеме, регулируются электрические аппараты, приводные системы и элементы, проверяется целостность изоляции, эффективность заземления. Делают контрольные сверки показаний приборов и датчиков. Подают напряжение и проводят испытание на перегруз схемы.

Автоматизированные системы управления металлорежущими станками

По степени автоматизации

Часто металлорежущие станки производят с дополнительной функцией автоматизации. В зависимости от степени автоматизации станки разделяются на такие виды:

  • ручное управление;
  • полуавтоматы, когда цикл обработки ведется автоматически, а оператор меняет заготовку и включает станок;
  • автоматы, где непрерывно происходит множество рабочих циклов автоматически, без оператора, включая замену инструмента, загрузку и выгрузку деталей;
  • станки с ЧПУ, они производятся с функцией быстрого изменения режимов работы корректировкой программы.

Автоматизированные системы управления металлорежущими станкамиТокарные станки с ЧПУ

Современные металлорежущие станки производят с дополнительным оснащением, это ускоряет процесс обработки материала. Увеличить степень автоматизации в мелкосерийном производстве мастера могут при условии большего использования станков с числовым (цикловым) программным управлением (ЧПУ). В их маркировке присутствует буква Ф (Ц).

  • цифровая индикация Ф1 – система позволяет делать предварительный набор координат, цифровая индикация отображает в числовом выражении настоящее положение и перемещение подвижного узла станка;
  • прямоугольная или позиционная система Ф2;
  • контурная Ф3;
  • универсальная Ф4 – объединяет контурную и позиционную обработку детали.

1 Классификация металлорежущих станков, их виды и типы

Агрегаты для обработки металлических изделий подразделяют на девять больших групп. В соответствии с этим делением они могут быть:

  • токарными (шифр группы – 1);
  • расточными и сверлильными (шифр – 2);
  • доводочными, шлифовальными, заточными и полировальными (шифр – 3);
  • специальными (шифр – 4);
  • резьбо- и зубообрабатывающими (шифр – 5);
  • фрезерными (шифр – 6);
  • разрезными (шифр – 7);
  • долбежными, строгальными, протяжными (шифр – 8);
  • разными (шифр – 9).

Агрегаты каждой группы, кроме того, принято делить еще на разные типы:

  • токарные установки: много- и одношпиндельные, а также специализированные (подгруппа полуавтоматических и автоматических станков), револьверные, копировальные многорезцовые, карусельные, сверлильно-отрезные, специальные, лобовые;
  • расточные и сверлильные металлорежущие станки: полуавтоматические много- и одношпиндельные, вертикально-, радиально- и горизонтально-сверлильные, координатно-, алмазно- и горизонтально-расточные, сверлильные разные;
  • полировальные и прочие установки третьей группы: обдирочные, внутри-, кругло- и плоскошлифовальные, заточные, специализированные;
  • агрегаты для обработки зубов и резьбы: зубофрезерные, зуборезные (их устройство позволяет обрабатывать колеса конической формы), зубострогальные (колеса цилиндрической формы), резьбонарезные, резьбо- и зубошлифовальные, проверочные и зубоотделочные, резьбо-фрезерные, для работы с торцами зубов, для червячных пар;
  • фрезерные металлорежущие станки: непрерывного действия, консольные (вертикальные, широкоуниверсальные и горизонтальные), продольные, бесконсольные вертикальные, гравировальные и копировальные;
  • строгальное и аналогичное им оборудование: продольные с двумя либо с одной стойкой, протяжные (горизонтальные и вертикальные), поперечно-строгальные, долбежные;
  • разрезные агрегаты: с диском гладкого вида, с абразивным кругом, с резцом, пилы (ножовочные, дисковые, ленточные), правильно-отрезные;
  • разные металлорежущие станки: делительные установки, для контроля шлифовальных кругов и сверл, балансировочные, опиловочные, бесцентрово- и правильно-обдирочные, пилокасательные.

Кроме того, интересующее нас оборудование делят на такие типы:

  • по геометрическим размерам и весу: крупные, уникальные и тяжелые;
  • по уровню специализации: специальные (металлорежущие станки для работы с изделиями одинаковых типоразмеров), специализированные (размеры обрабатываемых деталей являются разными, но принадлежат они к одному типу), универсальные (позволяют работать с любыми изделиями);
  • по точности: П (повышенной точности), Н (нормальной), А (особо высокой), В (высокой), а также С (прецизионные), последние агрегаты также нередко называют особо точными.
Популярные статьи  Закон кулона простым языком

3 Уровень автоматизации и другие особенности оборудования

Металлорежущие станки, используемые для массового и крупносерийного производства, называют агрегатными. Их устройство примерно одинаковое, для их выпуска используют стандартизированные рабочие столы, рабочие головки, станины, шпиндельные и другие узлы. Если же изготавливаются станки для единичного и мелкосерийного производства, их конструкция может быть уникальной.

По уровню автоматизации рассматриваемые нами агрегаты бывают:

  • Полуавтоматическими. У них монтаж заготовки, которую предстоит обработать, запуск оборудования и демонтаж изделия после обработки осуществляет человек. Остальные же процедуры, причисляемые к вспомогательным, выполняются в автоматическом режиме.
  • Автоматическими. Такие станки требуется наладить (задать необходимые условия обработки той или иной партии изделий) и запустить. Все рабочие операции они выполнят сами.

Автоматизированные системы управления металлорежущими станками

В составе современных систем ЧПУ имеются следующие обязательные элементы:

  • Пульт (консоль) оператора. Он дает возможность вводить программу, переводить металлорежущие станки в ручной режим работы, устанавливать режимы функционирования оборудования и так далее.
  • Контроллер. Специальное устройство на агрегатах с ЧПУ, которое задает и отслеживает точность выполнения технологических управляющих команд, траекторию перемещения рабочего приспособления, отвечает за изменение и общее управление станком, а также выполняет дополнительные расчеты. Контроллером в наши дни может выступать и мощный промышленный компьютер, и логическое программируемое устройство, и обычный микропроцессор.
  • Панель оператора (экран, дисплей). Данный элемент ЧПУ предназначен для того, чтобы специалист, работающий за станком, мог визуально наблюдать за процессом обработки изделий, и при необходимости вносить какие-либо изменения в программу управления.

Автоматизированные системы управления металлорежущими станками

Суть эксплуатации оборудования с ЧПУ (например, токарного станка 16К20Ф3) сравнительно проста. Сначала для металлорежущего оборудования составляется управляющая программа, которая вводится в контроллер оператором (для этих целей используется программатор). При включении агрегата ЧПУ дает на узлы станка последовательные команды. Выполнив все команды по обработке детали, оборудование отключается.

Высокая точность и скорость выполнения рабочих операций, которыми характеризуются металлорежущие станки, оснащенные ЧПУ, обусловили их активное применение в составе автоматических цеховых линий и очень крупных производственных автоматизированных систем.

Универсальность металлорежущего оборудования

Это важная характеристика любого аппарата для резки металлов.

Согласно критерию универсальности все оборудование можно разделить на несколько условных категорий:

  • обработка деталей различных видов. Наиболее востребованная разновидность оборудования и инструментария, при помощи которого можно на одном станке проводить работу с различными типами поверхностей металлических заготовок. Такие устройства используются в мелкосерийном и единичном производстве;
  • специализированные. Оборудование используется для изготовления однотипных изделий из различных металлов и сплавов. Существует довольно большая дельта между размерами обрабатываемых поверхностей и классом точности, который может задать рабочий в зависимости от требований ТЗ. Широкое распространение оборудование данной группы получило в крупном и среднесерийном производстве;
  • специальные. На таких станках обрабатываются преимущественно детали одного вида (втулки, поршни). Это узкопрофильное оборудование, на котором можно добиться высокого уровня качества обрабатываемых поверхностей. Такие машины ориентированы на крупное и массовое (поточное) производство, позволяя изготавливать большое количество деталей одного типоразмера и вида.

2 Маркировка агрегатов для обработки металлов

Как вы сами понимаете, классификация, которой подчиняются металлорежущие станки, придумана не просто так, а для того, чтобы специалист мог мгновенно определить тип, базовое устройство и рабочие особенности станка, условное обозначение коего он видит перед собой.

Маркировка разных моделей станков – это несколько цифр и букв, в коих зашифрованы основные сведения об агрегате. Первая цифра указывает на группу станка, вторая – на его разновидность, третья (иногда еще и четвертая) – на типоразмер.

Автоматизированные системы управления металлорежущими станками

Если какая-либо литера стоит в конце кода (после всех цифр), она говорит нам о тех или иных особых характеристиках станка, уровне его точности, либо о том, что оборудование было модифицировано. А вот литера после самой первой цифры в маркировке агрегата для обработки металла сигнализирует о том, что он прошел модернизацию (либо это его другое исполнение, отличное от базового исполнения).

Автоматизированные системы управления металлорежущими станками

Чтобы принципы кодировки стали вам понятны, давайте расшифруем маркировку станка 6М13П. По первой цифре легко определяем, что он является фрезерным, причислен к первому типу фрезерного оборудования (цифра 1), имеет 3-ий типоразмер, относится к агрегатам повышенной точности (последняя литера в коде), прошел модернизацию (первая литера после первой буквы).

Классификация по типам

В пределах каждой из 10 групп происходит разделение на 10 типов в соответствии со следующими критериями:

  • компоновка базовых узлов;
  • способ обработки и используемого инструмента;
  • уровень автоматизации и прочих технологических особенностей.

К примеру, в группу шлифовальных и полировальных аппаратов входят кругло и плоскошлифовальные станки, продольно-шлифовальные и притирочные. В группе строгальных и долбежных станков – продольно-строгальные одностоечные, поперечно-строгальные и долбежные.

В пределах одного типа происходит деление на 10 типоразмеров.

Классификация металлорежущих станков по совокупности технологических параметров наглядно представлена в таблице.

Классификация металлорежущих станков по классу точности

Весь парк станков для механической обработки поделен на 10 групп. В каждой группе присутствует деление из 10 типов, а каждый еще поделен на 10 типоразмеров.

Критерием группы является общность технологического способа обработки либо сходство назначения. Например, строгальные и протяжные, зубообрабатывающие и резьбообрабатывающие.

Каждый тип объединяет степень универсальности, количество основных рабочих органов, назначение, конструктивное исполнение. Внутри типа оборудование различается по шести техническим параметрам.

В резервную группу 0 относят станки, работающие с применением новейших технологических методов.

Металлорежущие станки

Автоматизация гибки

  • физиологические возможности;
  • усталость;
  • ограниченное время работы;
  • необходимые и субъективные перерывы в работе;
  • оплачиваемые больничные и отпуск;
  • зависимость качества от конкретного оператора, его морального и физического состояния.

В России затраты на оператора не так велики, как в Европе, но гораздо больше выражены отрицательные черты человеческого фактора, поэтому автоматизация производства имеет все большее значение.

Автоматизация производства на станках типа Press Brake заключается в замене оператора роботом-манипулятором. При этом реализация может существенно отличаться. Можно выделить три уровня, отличающихся как уровнем автоматизации, так и стоимостью.

Листогибочный станок с интерфейсом для подключения робота

Листогибочный станок, имеющий интерфейс для подключения робота — это самый простой и доступный способ избавиться от оператора. Сегодня многие производители предлагают в качестве опции возможность подготовки стандартного станка к работе с роботом. Поставщики оборудования предлагают различные схемы реализации проекта:

  • клиент сам покупает робота и интегрирует его в рабочий модуль;
  • комплекс поставляется двумя фирмами-производителями, которые совместно сдают проект;
  • продавец оборудования полностью берет на себя поставку всего комплекса под ключ и его обслуживание.

Каждый из вариантов имеет свои недостатки и преимущества. Существенным недостатком такой схемы является то, что робот занимает драгоценное место перед станком. Там уже нельзя разместить паллету с заготовками или деталями. Если понадобится использовать станок в обычном режиме, то оператор будет сильно стеснен или вообще не сможет работать.

Перемещение робота, в свою очередь, весьма долгая и трудоемкая процедура.

Автоматизированные системы управления металлорежущими станкамиЛистогиб с роботом Motoman

Листогиб с интегрированным роботом-манипулятором

  • оборудование представляет собой единый, согласованный комплекс;
  • производитель интегрирует робота с учетом всех особенностей листогиба. Управление комплексом единое. При перемещении оборудования не придется делать повторную трудоемкую настройку;
  • расположение робота сверху станка не занимает место на полу. Робот в любой момент может уйти вверх, что упрощает обслуживание станка, наладку и работу в ручном режиме.
Популярные статьи  Как правильно подключить трехклавишный выключатель lezard?

Автоматизированные системы управления металлорежущими станкамиИнтегральный роботизированный комплекс R-Brake 100-3100 фирмы SafanDarley

Полностью автоматизированные комплексы

Полностью автоматизированные комплексы строятся как конструктор под конкретный проект. В них все механические операции могут быть автоматизированы. Это процессы подачи заготовок к гибочному модулю, гибка, сортировка готовых деталей, передача деталей к следующим операциям. Контроль заготовок и получаемых деталей также автоматизирован. Даже смена инструмента производится роботом.

SafanDarley строит такие комплексы на основе решений, реализованных в серии R-Brake. Концепция с верхним расположением робота позволяет значительно экономить место и упрощает логистику.

  • логистика на входе в комплекс, внутри него между модулями и на выходе;
  • складирование листов, заготовок, деталей;
  • получение двухмерных заготовок;
  • гибка;
  • управление комплексом.

Таких комплексов не так много по всему миру. Это может быть объединение оборудования нескольких фирм, специализирующихся в отдельных областях, или продукт одной фирмы, производящей оборудование всех технологических направлений в области листообработки и их автоматизацию.

1. Склад.   2. Раскрой лазером.   3. Раскрой штамповкой.   4. Гибка.

Базирование деталей

Выбор установочных баз, черновых и чистовых, производится с
учетом конкретных условий обработки.

База — поверхность, на которую устанавливается деталь в
процессе обработки.

Для установки заготовок на первой операции технологического
процесса используют необработанные поверхности, так называемые черные базовые
поверхности. Как правило, эту черную базовую поверхность используют однократно.
Выбранная черная базовая поверхность должна обеспечивать равномерное
распределение припуска при дальнейшей обработке и наиболее точное взаимное
положение обработанных и необработанных поверхностей у готовых деталей.

В качестве технологических (основных) баз целесообразно
выбрать два торца и отверстие. Устанавливать заготовку будем на центрах. Так
как масса заготовки невелика, то ее можно установить на цельные упорные
полуцентры.

Для обработки чистовых баз заготовку будем закреплять в
патроне, тогда черновыми базами будут торец и цилиндрическая поверхность.
Наиболее часто используют автоматические (с приводом) быстропереналаживаемые
трехкулачковые патроны.

Кулачки могут быть закаленными и незакаленными. Закаленные
кулачки применяют для крепления заготовок с необработанными поверхностями. В
курсовом проекте заготовку будем устанавливать в трехкулачковый патрон с
закаленными кулачками.

Разделение по классам точности

Все разнообразие металлообрабатывающих станков подразделяется по классу точности:

  • нормальная – H;
  • повышенная – П;
  • высокая – B;
  • особо высокая – A;
  • особо точная (мастер-станки) – C.

Автоматизированные системы управления металлорежущими станкамиСтанок токарно винторезный 1В625МП повышенного класса точности

Основная часть станочного оборудования предусматривает обработку по 6–9 квалитету точности. Станки, относящиеся к классу A, B и C имеют повышенные требования к условиям эксплуатации, это связано с их очень высокой точностью. Для их установки необходимы отдельные помещения с неизменной температурой и влажностью.

Металлорежущие станки не могут существовать без маркировки. Буква обозначения класса точности, кроме станков нормальной точности H, добавляется в маркировку. Например, 16К20П.

Подсистема управления

Мозгом станков с ЧПУ является микроконтроллер. Этот вид оборудования выступает основой системы контроля. Основные органы управления получают данные благодаря управляющей программе, после чего передает команды на исполнительные механизмы.

Кроме микроконтроллера или процессора в операционную систему управления входят передаточные устройства и человеко-машинный интерфейс. На схемах эти подсистемы представляются в виде стоек числового управления, иногда они объединяются в группу.

Подсистемы управления делятся на две категории:

  • первый вид – открытые;
  • второй вид – закрытые.

Открытые

При управлении открытых программных средств используется более интерактивный человеко-машинный интерфейс. Программирование таких систем можно осуществлять непосредственно через компьютер. В них же применяется 3D моделирование. Довольно часто программирование алгоритмов управления стойками можно производить при помощи языков высокоуровневого прикладного программирования, после чего переформатировать код в автоматическом режиме на язык, являющийся понятным контроллеру. Основным признаком таких систем является высокий уровень удобства, а также универсальность начинки и легкость ремонта, взаимозаменяемость многих деталей. Управляющая стойка обеспечивает корректировку программы и описания станка.

Поэтому иногда станки с открытым интерфейсом дают сбои или плохо приспособлены для длительной работы высокой сложности. Когда программируется контурное или другое устройство ЧПУ, важную роль играет именно человеческий фактор.

Закрытые

Системы закрытого типа обычно уже имеют ряд написанных программ. Эти программы иногда бывают заданы аппаратно, и для перепрошивки такого агрегата понадобится полностью разбирать корпус, и заменять детали. Программирование системы ЧПУ замкнутого типа ограничивается комбинированием команд на встроенном языке в человеко-машинном интерфейсе. Некоторые закрытые системы имеют встроенные на аппаратном уровне управляющие воздействия. Такие системы специально разработана для создания одного или нескольких типов деталей. Реже в комплекте к машине поставляется программа для ПК, позволяющая писать управляющий код на встроенном языке для компьютера.

Производители оборудования почти никогда не раскрывают архитектуру закрытых систем. При выходе из строя управляющего механизма придется обращаться в компанию-производитель. Определить поломку можно по характерным признакам. Однако благодаря тому, что все части замкнутой ЧПУ проходят множественные проверки на совместимость агрегатов, описанное оборудование отличается высокой степенью надежности и редко выходит из строя. Неоспоримым преимуществом данного типа управления является высокая надежность.

Недостатками до недавнего времени были некая ограниченность и неудобство управления. Особенностью современных систем замкнутого типа выступает обладание встроенным числовым программным обеспечением и удобным человеко-машинным интерфейсом. Они позволяют непосредственно на станке осуществить разработку программы, а также провести 3D моделирование всего процесса, чтобы исключить ошибки.

Существенными недостатками были и остаются высокая цена приобретения и обслуживания, а также сложность обслуживания в связи с тем, что управляющая часть и структура засекречены.

Контроллерный уровень

В состав контроллерного уровня входят специализированные микрокомпьютеры, называемые программируемыми логическими контроллерами. Они следят за режимами работы технологического оборудования. Именно контроллерная ступень воспринимает сигналы от датчиков и управляет актюаторами полевого уровня. Контроллеры функционируют в соответствии с заложенной программой и исполняют команды, анализируя входную информацию и посылая по обратной связи управляющие сигналы исполнительным механизмам.

Именно этот уровень является основой ЧПУ, поскольку здесь осуществляется обработка информации, которая поступает от узлов станка, выполняющих металлообработку и обеспечивающих исправное состояние оборудования. От правильности работы контроллеров зависит качество выпускаемой продукции.

2.2 Разработка технологического маршрута обработки

При разработке технологического маршрута обработки необходимо
обратить внимание на возможность многоинструментальной обработки и применения
высокопроизводительного многолезвийного инструмента. На этом этапе всю
механическую обработку распределяют по операциям, выявляют их число и
последовательность выполнения

Во-первых, необходимо произвести базирование детали по
черновым базам и обработку основных технологических баз; во-вторых — операции
формообразования детали до стадии чистовой обработки; в-третьих — операции
местной обработки (канавки, резьба, сверление отверстий, фрезерование пазов и
т.д.).

Учитывая все вышеперечисленные рекомендации, можно предложить
следующий вариант технологического маршрута обработки детали (Таблица 2.2):

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: