- •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.
10. Агрегатирование как одно из направлений повышения эффективности автоматизации, его сущность и преимущества. Унификация узлов и агрегатов технического оборудования.
Особым методом создания оборудования в автоматизированном производстве является метод агрегатирования. Он используется при создании агрегатных станков, автоматических линий и т.п. видов оборудования. Онже послужил основой для модульного метода, который применяется в последнее время для разработки промышленных роботов и станков с ЧПУ.
Метод агрегатирования заключается в создании технологического оборудования из готовых отдельных узлов, называемых «агрегаты». Агрегаты изготавливаются на специализированных заводах по хорошо отработанной технологии и поставляются по специальным заказам. Заказ формирует технолог под конкретную деталь и под конкретный техпроцесс. Указанные узлы (агрегаты) в настоящее время нормализованы (унифицированы) и сведены в специальные каталоги. Положительные моменты агрегатирования:
«+» существенно сокращаются сроки подготовки производства из – за сокращения сроков проектирования и изготовления (простая сборка станка и его отладка);
«+» удешевление применяемого оборудования;
«+» повышение точности обработки деталей, а также стабилдьность размеров и качества обработки за счёт исходной точности поступающих узлов;
«+» возможность многократного использования этих узлов в различных компановках станков при переходе на другие обрабатываемые детали;
«+» указанные узлы легко обьединяются и управляются в станке.
Задачей технолога является обоснованный выбор того или иного узла, по этому он должен учитывать следующие факторы:
1. Назначение выбираемого узла:
а – узлы для обеспечения подачи инструмента;
б - узлы для обеспечения главного движения (вращение инструмента). Главное движение и движение подачи может обеспечивать унифицированный узел – агрегатная силовая головка;
в – вспомогательные узлы (станины станков, столы, стойки).
2. Отдельными видами таких унифицированных узлов служат гидро- или пневмораспределители для зажима детали в приспособлениях станка. Встречаются насадки для выполнения фрезерных работ, изменяющие положение оси вращения инструмента на 900 по отношению к оси вращения шпинделя силовой головки. Существует ещё один вид узлов – накладные кондукторы, применяемые для:
сверления мелких отверстий диаметром меньше 3 мм.
при сверлении отверстий в цилиндрической детали во избежание их увода и поломки сверла.
Рисунок 4 – Пример наладки агрегатного станка
11. Агрегатные станки и их устройство, порядок работы, технологические возможности. Разновидности компоновок станков в соответствии с конфигураций обрабатываемых деталей.
Агрегатные стаки - это особый вид автоматизированного технологического оборудования. Главной особенностью которого, является наличие в их конструкции унифицированных узлов и агрегатов, при эотм большая часть узлов унифицирована. Прежде всего, это узлы, обеспечивающие главное движение, а также подачу. Кроме того , узлы , обеспечивающие перемещение обрабатываемых деталей (столы).
Технодогические возможности станков позволяют выполнять следующие виды обработки: сверление отверстий, развёртывание, зенкерование, нарезание резьб метчиками и плашками, токарная обработка (растачивание отверстий, выполнение канавок в отаерстиях, а так же наружное обтачивание, но на небольшой длине), различные виды фрезерования (концевыми, дисковыми или торцевыми фрезами) с помощью специальных фрезерных насадок. Кроме того, агрегатные станки, позволяют выполнить несложные сборочные операции: запрессовка втулок штифтов и т.д.
Для агрегатных станков характерны 2 режима работы:
- автоматический режим, применяемый когда цикл обработки достаточно велик по сравнению со временем загрузки деталей (5 – 7 секунд и более);
- полуавтоматический, применяется по мере необходимости:
когда обрабатывается сложная деталь, требующая особой выверки;
когда длительность рабочего цикла мала по сравнению со временем загрузки деталей.
В настоящее время разработаны две основные компановки станков:
1 – Станки с круглым поворотным столом. В основе работы станка лежит использование многопозиционных поворотных столов, в каждой позиции стола (за исключением вспомогатнльной – загрузочной) размещаются силовые агрегатные головки по принципу: максимальное количество агрегатных головок в каждой рабочей позиции (концентрация отдельных переходов). Допускается наличие резервных позиций, с целью возможности изменения конструкции детали.
Загрузка и разгрузка деталей производится в загрузочной позиции оператором, для простых по форме деталей допускается применение промышленных роботов.
Зажим и разжим деталей в приспособлениях производится всегда авотматически от пневмо- или гидрораспределителя, расположенного в центре поворотного стола. Его принцип действия сводится к тому, что все приспособления в рабочих позициях соединены с нагнетательной магистралью (благодаря этому производится зажим деталей), а приспособление в загрузочной позиции срабатывает на разжим детали. Именно по этому недопустимо проектирование приспособлений с ручным зажимом. В основе управления такими станками лежит “путевой” метод.
Рисунок 5 – Общий вид агрегатного станка с круглым поворотным столом
На рисунке приняты следующие обозначения:
Станина унифицированная;
Многопозиционный поворотный стол – стандартный;
Пневмо- или гидрораспределитель – унифицирован;
Стойки для размещения силовых головок – унифицированы;
Вертикальный кронштейн – унифицирован;
Агрегатная силовая головка – унифицирована;
Приспособление для обраатываемой детали, для конкрктных деталей разные;
Инструмент обычно ГОСТирован, но допускается применение специального инструмента (комбинированного).
Одни и те же силовые головки могут располагаться горизонтально, вертикально или наклонно; в последнем случае используют специальные наклонные кронштейны.
Если в детали имеется несколько однотипных отверстий, целесообразно обрабатывать их одновременно с помощью специальных многошпиндельных насадок.
Насадка крепится на пиноли силовой головки, а вращение её шпинделя передаётся на каждый отдельный шпиндель насадки. Как правило приходится под конкретную деталь также изготавливать и насадки, но есть некоторые виды унифицированных насадок (применяются если отверстия расположены равномерно по окружности или, если данная конструкция насадки позволяет регулировать межцентровое расстояние).
Работа станка сводится к многократному повторению одинаковых рабочих циклов, при этом все силовые головки включаются в работу одновременно по мере поворота и фиксации стола. Зажим и разжим деталей происходит в загрузочной позиции в пределах до 300 угла поворота в обе стороны от загрузочной позиции.
Рабочий цикл станка определяется как сумма рабочего цикла лимитирующей силовой головки и времени поворота стола из одной рабочей позиции в другую.
2 – Компоновка с прямолинейным столом.
Применяется в случаях, когда требуется обработать деталь с противоположных сторон (минимум с двух), для этого предусматривается симметричное расположение головок относительно детали. Дополнительно можно установить и вертикальные головки. В этом случае также предусматривается загрузочная позиция в исходном положении стола.
В некоторых случаях допускается объединять первую рабочую позицию и загрузочную, НО ТОЛЬКО В ТЕХ СЛУЧАЯХ, КОГДА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ РАБОЧИЙ СМОЖЕТ ЗАГРУЖАТЬ ДЕТАЛИ В ПРИСПОСОБЛЕНИЕ БЕЗ ВОЗМОЖНОГО ТРАВМОТИЗМА.
Применяются как правило типовые столы прямолинейного типа. Они имеют 2 положения прочной фиксации: переднее и заднее. В случае необходимости введения промежуточных позиций стол дополнительно снабжается управляемыми фиксаторами.
Для схем обработки на таких станках, характерна меньшая производительность. Это обьясняется наличием холостого хода, дополнительно влияющего на длительность рабочего цикла. Кроме того длительность рабочего цикла характеризуется временем загрузки детали, т.к. такие станки работают чаще всего по полуавтоматическому циклу.
Столы некоторых модификаций позволяют менять величину подачи, тем самым позволяют обрабатывать детали непосредственно при их движении вместе со столом.