Принципы проектирования приспособлений для станков с ЧПУ и ГП-модулей.
В Приспособлениях для станков с ЧПУ предъявляют повышенные требования по точности жесткости. Технологический процесс обработки заготовок на станках с ЧПУ проходят при относительном перемещении заготовок и инструмента в системе заранее выбранных координат. Что требует точного определения положения заготовки относительно координат основной базы приспособления совмещаемой с координатой системы станка. При мых партиях обрабатываемых заготовок целесообразно применять быстро переналаживаемые зажимные устройства. На станках ЧПУ применяют также специализированные приспособления предназначенные для установки и закрепления групп заготовок имеющих одинаковые базовые поверхности, как регулируемые, так и наладочные.
Механизация и автоматизация приспособлений.
Она позволяет освободить рабочего от тяжелого ручного труда, повышает производительность, облегчает труд и сокращает число рабочих мест.
В зависимости от масштабов производства осуществляется частичное и полное автоматизация управления. Частично автоматизируют следующие приемы работы:
· Загрузка и выгрузка заготовок в рабочую зону;
· Базирование заготовок, т.е. доведение их базовых поверхностей до полного контакта с установочными элементами приспособлениями, закрепление и открепление заготовок, вращение, фиксация и крепление поворотных или передвижных частей приспособления, съем и выталкивание заготовок, измерение заготовок, очистка от стружки.
В автоматических приспособлениях все приемы осуществляются без применения труда рабочего. Автоматизации приспособлений основана на применении пневматических, пневмогидравлических, механических, электрических и гидравлических приводов. Управляемые через концевые выключатели, серво-золотники, емкостные датчики и упоры. Для исключения возможности неправильной установки заготовок применяют блокировочные и предохранительные устройства, контрольные упоры на автоматических линиях, Которые при неправленом положении заготовки останавливают станок. На автоматических линиях используют приспособления стационарные и приспособления-спутники.
Стационарные приспособления АЛ, выполняют те же функции, что и обычные приспособления, их монтируют на отдельные агрегаты автоматических линий. Отличительной чертой этих приспособлений является то, что они должны обеспечить правильную установку заготовок, при простейших движениях транспортирующих устройств. Для контроля надежности и правильности положения заготовки используются пневматические, электрические и другие датчики. Зажимное устройство должно быть надежным и самотормозящим. Должна быть обеспечена автоматическая очистка приспособления от стружки. Большинство автоматических линий работают при базировании заготовки по плоскости и двум цилиндрическим отверстиям, например корпусные изделия. Если заготовка не имеет таких баз, ее необходимо установить на приспобление СПУТНИК, а само приспособление-спутник при помощи вдвижных пальцев и фиксаторов будет забазировано по плоскости и двум отверстиям, Приспособления-спутники применяют для обработки закготовок сложной конфигурации. В начале линии на спутник устанавливают и закрепляют заготовку, в конце линии загтовку снимают, а спутник возвращвют в исходное положение. Перемещение спутника и заготовки производится при помощи шагового или цепного (реже) привода.
Промышленные роботы.
Промышленные роботы.- это автономное устройство состоящее из механического манипулятора и перепрограммируемой системы управления. ПР являются важными компонентами гибких производственных систем (ГПС). При использовании станков ЧПУ, операции по загрузке и разгрузке станков осуществляются программируемыми манипуляторами. В составе робота есть механическая часть и система управления, которая получает сигналы от сенсорной части. Механическая часть робота делятся на манипуляционную систему и систему передвижения. Манипулятор – это механизм для управления пространственным положением орудий и объектов труда. Манипуляторы включают в себя подвижные звенья двух типов. 1) Обеспечивающие поступательные движения 2) обеспечивающие угловые перемещения. Сочетания и взаимное расположение звеньев определяет степень подвижности, а также область действия манипуляционной системы робота. Для обеспечения движения в звеньях применяют электрические, гидравлические и пневматические приводы. Частью манипуляторов являются захватные устройства. Наиболее универсальные захватные устройства аналогичны руке человека. Для захвата плоских предметов используются захватные устройства с пневматической присоской, для захвата множества однотипных деталей применяют специализированные конструкции. Вместо захватных устройств манипулятор может быть оснащен рабочим инструментом:
Сварочные клещи, отвертки и т.д. Внутри помещений роботы могут передвигаться вдоль монорельсов, по напольной колее и т.д. Для перемещения по наклонным и вертикальным плоскостям используются шагающие конструкции с пневмо-присосками.
Управление промышленными роботами бывают нескольких типов:
1) программное управление – с таких роботах отсутствует сенсорная часть, все действия четко зафиксированы и регулярно повторяются
2) Адаптивное управление – с сенсорной частью, на основе искусственного интеллекта или дистанционным управлением человеком.
Управление роботом может осуществляться как человеком оператором, так и системой управления промышленным предприятием, ERP-система
Самые распространенные действия :
- перемещение деталей и заготовок
- сварка швов и точечная сварка
- покраска
- операция обработкой резанием по сложной траектории
Достоинства ПР, высокая и быстрая окупаемость, исключение влияния человеческих факторов на конвейерных производствах, повышение точности выполнения технологических операций, возможность использования оборудования в 3 смены 365 дней, рациональность использования производственных помещений, исключение вредных факторов на рабочих.
Kawasaki
Robotics
KUKA
Roboter
GmbH
FANUC
ABB
Epson
Типовые схемы схватов (захватных устройств).
К схватам предъявляются следующие требования:
1) Надежность схватывания и удержания объекта во время разгона и торможения подвижных элементов промышленных роботов;
2) Точность базирования заготовки в губках схвата;
3) недопустимость повреждения или разрушения транспортируемой заготовки, при этом особое внимание должно быть обращено на проверку допустимых для данного захватного устройства контактных и изгибающих напряжений и моментов на местах крепления;
4) Большой диапазон размеров захватываемых заготовок без переналадки;
5) Возможность автоматической и быстрой замены захватного устройтсва;
6) Компактность и простота конструкции;
В большом многообразии известных конструкций схватов их можно классифицировать по следующим основным признакам:
1. по типу закрепляемых деталей.
a. Для деталей типа валов;
b. Для деталей типа фланцев, дисков, шкивов, зубчатых колес и т.д.
c. Для деталей плоской и прямоугольной формы.
При выборе кинематической схемы и конструкции схвата, необходимо учитывать характер движения губок схвата. Для закрепления, удержания и базирования деталей круглой формы (валы, шкивы, диски), губки схвата могут перемещаться как по радиусу, так и в плоско – параллельном направлении. В тоже время при захвате деталей плоской и прямоугольной формы, губки схвата должны перемещаться только в плоско-параллельном направлении, в противном случае не будет обеспечен правильный контакт схвата и закрепляемой поверхности.
2. По характеру базирования заготовок.
a. Центрирующие схваты обеспечивающие точное положение оси или плоскости симметрии захватываемого объекта. В таких схватах должно обеспечиваться одновременное перемещение всех губок в направлении к центру или плоскости симметрии заготовки.
b. Базирующие схваты определяют точное положение базовой поверхности закрепляемой заготовки, при этом одна из губок (базовая) остается неподвижной, а вторая перемещается в направлении к закрепляемой поверхности
c. Фиксирующие схваты, в которых сохраняется точное положение объекта в момент его захватывания
3. По числу рабочих позиций
a. Однопозиционные
b. Многопозиционные
Многопозиционные схваты подразделяются на три группы: последовательного действия, параллельного действия, комбинированного действия. К схватам последовательного действия относят двухпзиционные устройства, имеющие загрузочную и разгрузочные позиции. Много позиционные схваты параллельного действия имеют ряд позиций для одновременного захватывания и высвобождения группы деталей. Схваты комбинированного действия оснащены группами параллельно работающих позиций, причем группы эти приводятся в действия независимо одна от другой.
4. по рабочему диапазону размеров закрепляемых деталей.
a. Широкодиапазонные, способные центрировать и удерживать заготовки в широком диапазоне размеров без переналадки или подстройки
b. Узко диапазонные, способные к удержанию объектов в ограниченном диапазоне размеров. Для таких узко диапазонных схватов, для переналадки, применяют конструкции быстросменных или автоматически заменяемых схватов.
5. по типу привода
a. с пневмоприводом. Для закрепления объектов до 10 кг.
b. С гидроприводом. Для крупногабаритных, тяжелых объектов массой более 20 кг.
c. С электроприводом. Используются малогабаритные электродвигатели постоянного тока. Применяются для деталей от 5 до 20 кг.
d. Неприводные схваты. Которые одерживают детали в следствии эффекта самозатягивания или запирающего действия губок, как правило, работа схватов такого типа, возможна при их вертикальном положении, когда запирающее действие осуществляется за счет веса заготовки.