- •Дисциплина «Автоматизация производственных процессов в машиностроении (аппм)». Составитель: к.Т.Н., доцент кафедры там Апатов ю.Л.
- •1. Основные понятия и определения. Механизация и автоматизация производства. Автоматические и автоматизированные процессы и оборудование. Степень автоматизации.
- •2. Автоматы и полуавтоматы. Понятие о рабочем цикле. Автоматический рабочий цикл. Симметричный и асимметричный циклы, их применение.
- •3. Эффективность автоматизации. Цель и задачи. Современное состояние и направление развития автоматизации.
- •5. Основные количественные характеристики автоматизированных технологических процессов. Производительность механообработки и сборки. Разновидности и методика определения.
- •6. Гибкость как основная характеристика серийного автоматизированного производства. Ее виды и методика расчета.
- •7. Производственный процесс как поток материалов, заготовок, деталей и информации. Обеспечение размерных связей в автоматизированном процессе изготовления деталей.
- •8. Методы обеспечения точности установки деталей, характеристики погрешностей, возникающих при установке и закреплении, транспортировке и обработке.
- •10. Агрегатирование как одно из направлений повышения эффективности автоматизации, его сущность и преимущества. Унификация узлов и агрегатов технического оборудования.
- •11. Агрегатные станки и их устройство, порядок работы, технологические возможности. Разновидности компоновок станков в соответствии с конфигураций обрабатываемых деталей.
- •Построение циклограмм станков.
- •12. Агрегатные силовые головки, их классификация, назначение и особенности встраивания в проектируемое автоматизируемое оборудование.
- •13. Механические (плоскокулачковая и винтовая) силовые головки. Схема устройства и принцип действия.
- •14. Гидравлическая силовая головка, ее устройство и принцип действия .
- •15. Пневмогидравлическая силовая головка, ее устройство и принцип действия .
- •16. Пневматическая силовая головка (пневмотурбинка).
- •17. Многопозиционные столы как основная часть агрегатного станка. Назначение, устройство и принцип действия на примере поворотного стола с мальтийским механизмом.
- •18. Модульный принцип создания оборудования с числовым программным управлением. Разновидности и технологическое назначение стандартных модулей.
- •Разновидности узлов
- •19. Автоматические линии, их признаки и разновидности. Линии с жесткой и гибкой связью. Классификация. Обеспечение надежности работы.
- •Разновидности автоматических линий
- •20. Роторные автоматические линии непрерывного действия. Устройство и принцип действия рабочих и транспортных роторов.
- •21. Транспортные системы, их разновидности при использовании составе автоматических линий.
- •22. Поперечный транспорт заготовок и деталей. Типаж шаговых транспортеров.
- •23. Верхний и продольный (вынесенный) транспорт как разновидность средств межоперационного транспортирования.
- •24. Лотки как простейшее средство транспортирования деталей. Условия прохождения деталей по лотку. Пневмолотки, их преимущества, вибролотки.
- •25. Транспортные системы удаления стружки из зоны резания и от станков. Примеры способов.
- •26. Спутниковый и бесспутниковый методы транспортирования деталей. Конструктивные решения спутников. Погрешности, возникающие при использовании спутников и борьба с ними. Кодирование спутников.
- •27. Накопители как средство создания межоперационных заделов. Их разновидности и область использования.
- •Вопрос 27 в конспекте не представлен. Оставлен на самостоятельную проработку.
- •28. Автоматизированные загрузочные устройства – важнейшая часть механообрабатывающей системы. Классификация устройств загрузки . Питатели.
- •29. Вибробункер, его область применения, устройство и принцип действия. Использование предбункеров, их преимущества.
- •31. Структурная схема и порядок работы сборочного промышленного робота. Требования к автоматическому сборочному оборудованию. Определении длительности рабочего цикла.
- •32. Условие выполнения автоматической сборки по точности (геометрическое). Учет элементарных погрешностей, определяющих суммарное значение погрешности несовпадения осей сопрягаемых деталей.
- •33. Динамическое условие осуществления оборки цилиндрических деталей. Повышение безотказности процесса соединения деталей посредством устройств адаптации.
- •34. Автоматический контроль точности размеров и формы деталей. Разновидности контроля. Использование информации, полученной при контроле,
- •35. Системы автоматического контроля при механообработке. Контроль при внутреннем шлифовании. Схема и порядок работы.
- •36. Контроль при хонинговании. Реализация прямого и косвенного методов контроля, их достоинства и недостатки.
- •37. Применение автоподналадчиков и возможность управления точностью обработки деталей. Блок-схема устройства автоподналадчика.
- •38. Выбор методов управления автоматизированным технологическим оборудованием.
- •Путевой метод
- •2. Центральный метод управления
- •3. Комбинированный метод
- •39. Диспетчирование, планирование и организация управления автоматизированным производством в машиностроении.
- •40. Экономический анализ при выборе объектов автоматизации и роботизации производства. Основные показатели.
31. Структурная схема и порядок работы сборочного промышленного робота. Требования к автоматическому сборочному оборудованию. Определении длительности рабочего цикла.
Для операций сборки специально разрабатываются модели ПР. Такой ПР характеризуется повышенной точностью позиций, возможность смены захватывающих устройств, в том числе в автоматическом режиме.
Рисунок 55 – Структурная схема сборочного промышленного робота
1 – рабочий стол, обслуживающий ПР;
2 – ПР портального типа;
3 – портал с направляющими;
4 – рука ПР;
5–датчик тактильной информации, предназначенный для определения сборочных усилий, который возникает между 2-мя соединенными деталями;
6- упругий компенсирующий механизм;
7 – захватывающее устройство;
8 – кассета с деталями. Ее особенность – ориентированное положение деталей в ней;
9 – питатель для подачи более простых деталей;
10 – базовое сборочное приспособление, предназначено для закрепления базовых деталей, т.е. деталь, первая поступившая в сборочную позицию; остальные детали, входящие в собирательный узел, называются присоединяемыми;
11 – технологическое устройство, предназначенное для выполнения соединений с гарантированным натягом. Механизм самого робота не обладает возможностями запрессовки;
12 – столик для сменных захватных устройств;
13 – монитор.
ПР программируются на выполнение стандартного рабочего цикла, который будет повторяться столько раз, сколько требуется для сборки всего узла или партии узлов. Схема рабочего цикла следующая:
Рисунок 56 – Схема рабочего цикла сборочного робота
1 – перемещение в загрузочную позицию;
2 – опускание захватывающего устройства в ЗП;
3 – захват детали
4 – подъем для извлечения детали из кассеты;
5 – перемещение в сборочную позицию;
6 – опускание ЗУ в СП;
7 – осуществление соединения деталей;
8 – разжим деталей;
9,10 – возврат в исходную точку.
. (11)
Длительность рабочего цикла – сумма времени всех вспомогательных переходов, где i- номер перехода, n – общее количество переходов в данном рабочем цикле; tc – основное время, затрачиваемое на соединение деталей. Скорость осуществления соединения, как правило, в 3 раза меньше чем объем всех ускоренных вспомогательных перемещений.
При выполнении операций сборки могут встречаться так называемые отказы, которые сопровождаются заклиниванием деталей. Об отказе мы судим по срабатыванию датчика 5, он указывает на то, что сборочное усилие достигло или превысило допускаемое значение. Отказ может произойти по 2 причинам;
На сборку поступила негодная деталь, в этом случае, робот программируется на повторение данного рабочего цикла с этой же деталью, в случае повторения отказа детали сбрасываются в тару для брака;
Может служить смещение оси валика сверх допустимого значения, в этом случае должен сработать механизм компенсации.
Чтобы избежать отказа 2 вида, необходимо выполнение так называемого точностного условия сборки.
32. Условие выполнения автоматической сборки по точности (геометрическое). Учет элементарных погрешностей, определяющих суммарное значение погрешности несовпадения осей сопрягаемых деталей.
Рисунок 57 – Образование погрешности взаимного несовпадения осей собираемых деталей
Данное условие автоматической сборки записывается:
. (12)
Допускаемое значение погрешности смещения осей зависит от схемы сборки:
А) Жесткая сборка, когда сборка производится без каких либо компенсирующих механизмов:
, (13)
где Zp – радиальный зазор в данном соединении;
Do и Db – фактический размер отверстия и вала
Учитывая то, что в современном машиностроении радиальные зазоры малы, сборка становится затруднительной.
Б) Сборка с упругими компенсаторами:
. (14)
Величину фаски задает конструктор при проектировании, можно считать допускаемую погрешность смещения осей достаточно большой для практического использования этого метода.
, (15)
где (в порядке простановки при суммировании погрешностей):
погрешность настройки или обучения ПР (систематическая погрешность), имеющая постоянное значение при всех повторных работах цикла;
погрешность позиционирования ПР;
погрешность положения валика в захватывающем устройстве;
аналогичная погрешность базового приспособления;
погрешность межцентровых расстояний в базовых деталях с
несколькими отверстиями;
Рисунок 58 – Влияние погрешности межосевого размера
ε – эксцентриситет, характерный для ступенчатых валиков, полученный на предшествующей механической обработке. Все слагаемые погрешности, находящиеся под корнем являются случайными, поэтому они суммируются по правилу геометрической суммы.
Рисунок 59 – Влияние погрешности несоосности двух поверхностей
Выводы по первому условию сборки: Фактическое значение допускаемой погрешности, как правило, превышает допустимое значение, следовательно, одним из основных направлений разработки устройств является разработка компенсирующих ЗУ и ЗУ, учитывающих динамику процесса сборки. Рассматриваемая теория относится как к ПР, так и к любым другим сборочным автоматам.