Разработка робототехнического комплекса токарной обработки вставки, пальца и оси сателлита (стр. 2 из 3)
На основе разработанных технологических процессов и теоретических схем базирования заготовок на станке разработаем наладки при обработке заготовок (см. приложение). При разработке наладок будем руководствоваться рекомендациями [1], [6].
Учитывая конструктивные параметры и технические требования обрабатываемых деталей, и теоретические схемы базирования, из таблиц [6] выберем тип станка и тип токарного трехкулачкового механизированного патрона. В нашем случае для токарной операции подходят полуавтомат токарный патронно-центровой с ЧПУ модели 1725РФ3 и патрон токарного механизированного типа ПЗКП-315.Ф8.95. Выбранный нами станок обеспечивает требуемые режимы резания и точность обработки. Патрон типа ПЗКП-315.Ф8.95 обеспечивает центрирование заготовок самоустанавливающимися кулачками и дополнительно самоустановку кулачков по заготовке при обработке ее в центрах. Зажим и разжим заготовок в патроне производится от гидравлического привода, устанавливаемого на заднем конце шпинделя станка. Также выбранный нами патрон оснащен плавающими центрами.
На наладке покажем вид в плане и вид сбоку детали в патроне на станке, захватное устройство относительно детали, а также реализацию теоретической схемы базирования и закрепления на токарном станке с обозначением опорных центров, прижимов патрона и губок захватного устройства. Проставим основные размеры детали и размеры, определяющие координатное положение губок захватного устройства. Инструмент, резцовые блоки и суппорты на схеме наладки не показываем. Также приведем на схеме наладки циклы координатного перемещения детали при установке и смене деталей на станке с помощью захватного устройства.
5. Расчет и проектирование транспортера-накопителя и разработка наладок размещения на нем заготовок
На основе конструктивных параметров обрабатываемых деталей, техпроцесса их обработки и выбранного токарного станка с ЧПУ по материалам [1] выберем модель и типоразмер тактового транспортера-накопителя. Обрабатываемые детали практически одного типоразмера и их длины лежат в пределах 76…133 мм, а масса не превышает 1,4кг. Поэтому целесообразно выбрать пластины с размерами 150×225 с грузоподъемностью 10 кг. Учитывая такт обработки деталей и возможность непрерывной работы транспортера-накопителя без смены на нем деталей оператором в течение одного часа, выбираем транспортер-накопитель с 24 пластинами. На основе этих данных выбираем модель тактового транспортера-накопителя – СТ 150. Технические характеристики занесем в таблицу 5.1.
Таблица 5.1
Технические характеристики транспортера-накопителя
| Модель тактового транспортера-накопителя | Габаритные размеры транспортера-накопителя | Число пластин | Грузоподъемность одной пластины, кг | Размеры пластины | |||
| L | B | H | А×Б | l×b | |||
| СТ 150 | 2250 | 650 | 850 | 24 | 10 | 150×225 | 150×150 |
Разработаем базирующие и установочные регулируемые и нерегулируемые элементы на пластине для размещения и базирования заготовок и деталей. Учитывая серийность производства и возможность быстрой переналадки на изготовление других деталей, будем использовать в качестве установочного нерегулируемого элемента базовую плиту, по Т-образным пазам которой будут перемещаться базирующие призмы. Привод, перемещающий призмы – механический – винт-гайка. Такое приспособление обеспечивает размещение обработанных деталей и их заготовок, а также возможность предварительной регулировки и переналадки. Вид транспортера накопителя и его составляющих представлен на чертежах (см. приложение).
6. Выбор промышленного робота для использования в РТК токарной операции
В данной курсовой работе мы принимаем, что автоматизация операции загрузки и смены обрабатываемых деталей в условиях серийного производства обеспечивается с применением промышленного робота в составе РТК. На основе анализа технологического процесса, конструктивных параметров деталей, разработанных схем наладок выберем промышленный робот. В нашем случае будет удобным использовать промышленный робот СМ160Ф2.05.01 [1]. Данный робот обладает всеми нужными для автоматизации операций в нашем проектировании параметрами и функциями. Выбранный нами робот обладает пятью степенями свободы, что позволяет осуществлять захват заготовки в любом месте максимально приближенным к центру тяжести заготовки (см. пункт 7), т.е. является широко применимым, что позволяет использовать его в среднесерийном производстве с нередкой сменой ассортимента выпускаемых деталей. Данный робот имеет возможность обслуживать несколько станков, что приемлемо для серийного производства, где штучное время немалое, и оно будет обеспечивать возможность многостаночного обслуживания роботом. Грузоподъемность робота позволяет перемещать детали до 160 кг. Наличие двух рук робота дает возможность сократить время обслуживания практически в два раза. Также робот обладает достаточно высокой точностью позиционирования, большим диапазоном и высокой скоростью перемещений, как угловых, так и линейных. Технические характеристики робота занесем в таблицу 6.1
Таблица 6.1
Технические характеристики робота СМ160Ф2.05.01
| Техническая характеристика | Численное значение |
| Грузоподъемность суммарная/ на одну руку, кг | 320/160 |
| Число рук/ захватов на руку | 2/1 |
| Число степеней подвижности | 5 |
| Тип привода | Гидравлический |
| Система управления | Позиционная |
| Число программируемых координат | 3 |
| Способ программирования перемещений | Обучение |
| Погрешность позиционирования, мм | ±0,5 |
| Наибольший вылет руки, мм | 1800 |
| Линейные перемещения/ скорость перемещениймм, мм/с:ГоризонтальныеВертикальные | 8900/0,8970/0,3 |
| Угловые перемещения/ скорость перемещений,…º, º/с | 60/15 |
| Масса, кг | 6500 |
7. Расчет захватного устройства и разработка конструкции его размещения на руке промышленного робота
Для разработки чертежа захватного устройства необходимо произвести расчет захватного устройства. Вследствие того, что заготовки до и после обработки на станке имеют разные массу и конфигурацию, расчет необходимо производить для каждого этапа обработки, что является трудоемким и длительным процессом. Поэтому в данном случае мы произведем расчет для заготовок, которые еще не прошли токарную обработку (которые загружают с транспортера накопителя), но все неточности и погрешности мы учтем при введении коэффициента, учитывающего увеличение нагрузки Кд.
Расчет захватного устройства произведем в четыре этапа, используя данные [1], [7].
Произведем расчет и реакций в губках.
Определим точку центра тяжести для каждой заготовки по формуле:
, (7.1)где сi – точка центра тяжести простой фигуры,
mi – масса простой фигуры,
n – количество простых фигур, на которые разбита заготовка.
Данные занесем в таблицу 7.1.
Определим точки приложения сил и реакции в губках для каждой детали (Рис.7.1): точки приложения сил и реакции в губках
Рис.7.1
Рассчитаем нагрузки и реакции в губках по формулам:
, (7.2)где l= – ширина губок,
с – расстояние от центра тяжести заготовки до ближайшей реакции,
Q – вес заготовки (mg).
Данные занесем в таблицу 7.1.
Рассчитаем силы воздействия губок на деталь.
Составим схему сил, действующих на деталь (Рис.7.2)
Схема действующих на деталь сил
Рис.7.2
Рассчитаем силы воздействия губок на деталь по формуле:
, (7.3)где φi – угол между проекцией на плоскость и силой Ni,
kтр=0,14 – коэффициент трения между губками и заготовкой.
Данные занесем в таблицу 7.1.
Рассчитаем усилия привода.
Определим моменты и силы привода захватного устройства (Рис.7.3).
Схема захватного устройства
Рис.7.3
, (7.4)где η=0,95 – КПД,
β=8º – угол клина,
ρ=1º10' – приведенный угол трения на подшипниках качения,
k – количество губок захватного устройства,
Мk – момент сил на губке,
, (7.5)где ai=, ci=, – конструктивные параметры захватного устройства.
Для исключения потери жесткости крепления детали в захватном устройстве от влияния динамических нагрузок усилие на приводе увеличим, умножая на коэффициент Кд=4. Данные занесем в таблицу 7.1.
Определим конструктивные параметры привода и захватного устройства в целом. В зависимости от сил зажима детали губками и силы привода, полученных в результате расчетов, назначаем конструктивные параметры захватного устройства с приводом. Определим диаметр поршня и диаметр штока. Данные занесем в таблицу 7.1.