Роботизированные технологические комплексы (РТК) механообрабатывабщего и заготовительного производства (стр. 1 из 2)
Характеристика и критерии выбора деталей, предназначенных для механической обработки на РТК типа «станок – промышленный робот (ПР)»
Около 60% заготовок деталей (полученные методами прокатки, ковки, штамповки, литья, сварки) подвергаются механической обработке.
Для определения номенклатуры деталей, механическая обработка которых технически возможна и целесообразна на РТК типа «станок – ПР», необходимо учитывать следующие факторы:
· конструкцию детали (т.е. геометрическую форму и взаимное расположение ее элементов);
· вид и состояние заготовки, поступающей на обработку;
· технические требования,
· предъявляемые к детали;
· габариты и массу детали.
Конструкции деталей, предназначенных для обработки на РТК типа «станок – ПР», должны обеспечивать:
1) наличие однородных по форме и расположению поверхностей для базирования и захвата, позволяющих без дополнительной выверки устанавливать детали на станок с помощью универсальной технологической оснастки (центров, патронов, пневмотисков и т.п.);
2) наличие явно выраженных поверхностей, с помощью которых детали можно транспортировать и складировать около станков в ориентированном виде, используя для этого стандартизованную вспомогательную оснастку (ящики, поддоны и т.п.);
3) возможность унификации технологических процессов и типов технологического оборудования в целях применения группового метода обработки.
Учитывая указанные требования, а также технические параметры и уровень автоматизации современных ПР и станков, для механической обработки на РТК типа «станок – ПР» рекомендуются следующие детали:
1) гладкие и ступенчатые валы (прямоосные и эксцентриковые) диаметром до 160 мм и длиной до 2000 мм;
2) диски, фланцы, кольца, гильзы и втулки диаметром до 400 мм и длиной до 250 мм;
3) плоские и объемные детали простейшей формы (планки, крышки, шпонки, угольники, коробчатые детали и т.п.) размерами (длина х ширина) до 1000X1000 мм.
Поскольку при выборе ПР определяющим фактором является его грузоподъемность, важным показателем обрабатываемых на РТК деталей становится их масса, рекомендуемые значения которой составляют 1 – 250 кг для деталей типа тел вращения и 1 -500 кг для плоских и объемных деталей.
Детали типа тел вращения по размерам (наружный диаметр D, длина L) и массе т условно подразделяются на следующие группы:
Детали типа валов (L 
2D)
№ группы 1 2 3 4 5
D, мм – до 50 30–80 40–125 50–160 50–160
L, мм – до 500 500–1000 710–1400 1000–1400 1400–1200
m, кг – до 10 до 40 до 80 до 100 до 250
Детали типа фланцев (L 2D)
№ группы 1 2 3 4
D, ММ – до 160 до 250 до 320 до 400
L, мм – до 200 до 200 до 250 до 250
m, кг – до 40 до 80 до 160 до 250
Детали плоские и объемные по размерам (длина L, ширина В) и массе m условно подразделяются на следующие группы.
Детали коробчатой формы (L В Н, где Н – высота детали)
№ группы 1 2 3 4
ВхL, мм – До 300x300 До 500x500 До 800x800 До 1000x1000
m, кг До 40 До 160 До 250 До 500
Детали плоские (L В; Н < В/2)
№ группы 1 2 3 4
BxL, mm – До 300x300 До 500x500 До 800x800 До 1000x1000
m, кг – До 20 До 40 до 80 до 160
Анализ технологических процессов механической обработки
Автоматизация механической обработки с помощью ПР осуществляется как путем создания РТК на базе имеющегося на предприятиях оборудования, так и путем оснащения предприятий серийными РТК, выпускаемыми станкостроительными заводами. Создание РТК на базе имеющегося оборудования требует модернизации станков, предназначенных для встраивания в РТК, а также соответствующей организации хранения и транспортирования деталей, обрабатываемых на РТК. Поэтому созданию РТК должны предшествовать предварительный технологический анализ и разработка необходимой технологической и технической документации.
В условиях серийного производства применение РТК целесообразно только на базе группового метода обработки деталей. Для реализации этого метода необходимо:
1) на основе соответствующих критериев установить номенклатуру деталей-представителей;
2) разработать типовые технологические процессы обработки таких деталей;
3) выбрать технологическое оборудование, обеспечивающее механическую обработку основных поверхностей деталей и пригодное (по уровню автоматизации) для встраивания в РТК.
При разработке технологического процесса обработки деталей в условиях РТК необходимо предусмотреть:
1) максимально возможную концентрацию технологических операций на станках с ЧПУ, позволяющую сократить число переустановки деталей в процессе обработки, повысить точность обработки и уменьшить время производственного цикла;
2) укомплектование станков технологической оснасткой, обеспечивающей при легкой и быстрой переналадке точное базирование и надежное крепление деталей (в широком диапазоне их размеров) в процессе обработки;
3) тщательную подготовку баз на обрабатываемых изделиях, гарантирующую выполнение заданных чертежами технических требований (обработка базовых поверхностей может производиться как на оборудовании РТК, так и вне РТК перед поступлением детали на комплекс).
На РТК рекомендуется выполнять только отработанные, проверенные технологические операции, время выполнения которых не превышает нормативного периода стойкости режущего инструмента.
Технологическое оборудование, входящее в состав РТК, желательно выбирать таким образом, чтобы положение оси детали при ее транспортировании и обработке было постоянным (горизонтальным или вертикальным).
К заготовкам, обрабатываемым на РТК, предъявляются повышенные требования:
1) отсутствие заусенцев на кованых и катаных заготовках и прибылей на литых заготовках; обязательная зачистка швов на сварных заготовках;
2) заготовки из легированных труднообрабатываемых сталей должны быть подвергнуты отжиму (улучшению);
3) литые заготовки из чугуна и цветных металлов должны быть зачищены и не иметь литников, прошпатлеваны, проверены на размерную точность (последнее относится к ответственным отливкам).
При создании РТК рекомендуется их специализация по двум группам выполняемых операций:
1) РТК для черновых и получистовых операций, на которых снимается основной объем стружки;
2) РТК для отделочных (финишных) операций, на которых достигается требуемая точность обработки.
Требования к оборудованию РТК механообработки
Общие требования к РТК заключаются в следующем:
1) планировка РТК должна обеспечивать свободный, удобный и безопасный доступ обслуживающего персонала к основному и вспомогательному оборудованию и органам управления РТК;
2) планировка должна исключать пересечение трасс следования ПР и оператора в процессе работы ПР по программе;
3) РТК должен быть обеспечен средствами защиты от возможного проникновения человека в зону действия ПР (светозащита, ограждения, звуковая сигнализация, защитные сетки и др.), причем автономно функционирующие средства защиты должны работать одновременно, подстраховывая друг друга;
4) размещение средств защиты РТК не должно: ограничивать технологических возможностей основного оборудования и ПР; ухудшать удобство их обслуживания; препятствовать визуальному наблюдению оператора за ходом технологического процесса;
5) размещение средства управления РТК должно обеспечивать свободный и быстрый доступ к органам аварийного отключения ПР и безопасность оператора при управлении ПР в наладочном режиме;
6) планировка РТК должна обеспечивать беспрепятственное перемещение оператора вне рабочего пространства ПР в течение работы ПР по программе, а также возможность наблюдения оператором за ходом выполнения производственных операций и состоянием оборудования;
3.1 Требования к металлорежущим станкам, входящим в состав РТК
При выборе станков, рекомендуемых для встраивания в РТК, следует руководствоваться определенными критериями, основные из которых следующие.
1. Распространенность и перспективность станков, выпускаемых серийно», а также планируемых к серийному выпуску. Целесообразно также создавать РТК на базе широко распространенных в машиностроении моделей станков, имеющихся на данном предприятии.
2. Возможность реализации заданного технологического процесса обработки типовых деталей в условиях разной серийности их выпуска. Исходя из этого рекомендуется включать в состав РТК следующие станки-полуавтоматы, предназначенные для обработки деталей из штучных заготовок: токарные патронные и центровые (горизонтальной и вертикальной компоновки); токарно-револьверные; токарные многорезцовые и многошпиндельные; токарно-лобовые; фрезерно-центровальные и подрезные центровальные; вертикально-сверлильные; многоцелевые; фрезерные с крестовыми столами; плоско-, внутри- и круглошлифовальные станки (горизонтальной и вертикальной компоновки); шлице-фрезерные и шлице-шлифовальные; шпоночно-фрезерные; протяжные (для внутреннего и наружного протягивания); резьбо-фрезерные и резьбо-шлифовальные; отделочно-расточные станки; агрегатные (состоящие из унифицированных узлов); зубообрабатывающие.
3. Размерные параметры станков. Поскольку РТК создаются в основном для обработки изделий массой до 500 кг, в состав комплексов рекомендуется включать станки, имеющие следующие основные размеры: диаметр обрабатываемой детали при установке над станиной Dy до 320 мм и расстояние между центрами до 2000 мм – для центровых станков (токарных, круглошлифовальных и др.); Dy до 630 мм – для станков токарных патронных, токарно-лобовых, внутришлифовальных, зубообрабатывающих; размер стола в плане (длинах ширина) до 1600X630 мм – для сверлильно-фрезерно-расточных станков с прямоугольными столами; диаметр стола до 2000 мм – для станков с круглыми столами.