7. Контроль і діагностика в умовах автоматизованого виробництва
В основі заходів забезпечення надійної роботи автоматизованих систем лежить безперервний або періодичний контроль за ходом технологічних процесів, що реалізуються в цих системах. Для реалізації цих функцій в сучасному виробництві використовуються мікропроцесори, лазерні системи і ін.
Контроль - це перевірка відповідності об'єкта встановленим технічним вимогам. Під об'єктом технічного контролю розуміються піддається контролю продукція, процеси її створення, застосування, транспортування, зберігання, технічного обслуговування і ремонту, а також відповідна технічна документація.
Отже, об'єктом може бути як продукція, так і процес її створення.
Важливою умовою ефективної роботи в автоматизованому режимі і швидкого відновлення працездатності обладнання є його оснащення засобами діагностики.
Організація автоматизованого контролю в виробничих системах
Контроль в АП може бути міжопераційному (проміжним), операційним (безпосередньо на верстаті), післяопераційним, остаточним. Автоматизованого контролю повинні піддаватися всі елементи технологічної системи: деталь, ріжучий інструмент, пристосування, саме устаткування. Кращими є методи прямого контролю, хоча методи непрямого контролю ширше використовуються при контролі інструментів, діагностиці стану обладнання.
Контроль в процесі обробки є однією з найбільш активних форм технічного контролю, так як дозволяє підвищити якість продукції, що випускається при одночасному збільшенні продуктивності праці. Тому розробляються які самостійно системи керуючого контролю.
Контроль самоналагоджувальний керуючий - це керуючий контроль, при якому на основі інформації, одержуваної при змінних умовах роботи, автоматично змінюються параметри налаштування засоби контролю до забезпечення заданої точності при довільно мінливих зовнішніх і внутрішніх збурень.
Контроль деталей і виробів в автоматизованих системах
Безпосередньо на ділянці механічної обробки здійснюють контроль трьох видів:
• установки заготовки в пристосування;
• розміру вироби безпосередньо на верстаті;
• вихідний контроль деталі.
Контроль установки заготовки в пристосування може здійснюватися на конвеєрі перед верстатом або на верстаті безпосередньо перед обробкою. У першому випадку можуть використовуватися датчики положення, розташовані на конвеєрі, або спеціальні вимірювальні установки з роботами. Безконтактні датчики положення реєструють відхилення дійсного стану вимірюваної поверхні від запрограмованого або різниця умовної бази і вимірюваної поверхні (датчики дотику).
До безконтактним датчиків належать: оптичні вимірювачі; лазерні датчики; датчики зображення (технічного зору). Виносної контроль заготовок і деталей в процесі їх транспортування вони не подовжує виробничого циклу, однак найбільш оперативним є контроль заготовок і деталей безпосередньо на верстаті. При невеликому збільшенні тривалості обробки він істотно підвищує її якість, активно впливаючи на процес обробки.
Діагностика технологічної системи
Важливою умовою ефективної експлуатації в автоматизованому режимі, швидкого відновлення працездатності обладнання є оснащення його засобами діагностики.
Технічним діагностуванням (ТД) називається процес визначення в часі технічного стану об'єкта діагностики (ОД) з певною точністю в умовах обмеженої інформації.
За допомогою ТД вирішуються наступні завдання:
• визначення працездатності технічних пристроїв;
• визначення форм прояву відмов;
• розробка методів локалізації, розпізнавання і прогнозування прихованих дефектів без розбирання або з нетрудомісткої розбиранням технічних пристроїв;
8. Принципи побудови і приклади автоматизованих виробничих систем
Автоматизовані виробничі системи створюються на базі відповідного обладнання в залежності від галузі та типу виробництва. Устаткування може бути універсальним, агрегатним, спеціальним та спеціалізованим. Це можуть бути автомати, напівавтомати, обробні центри, верстати з ЧПУ.
Залежно від межстаночного транспорту АЛ класифікуються наступним чином:
• з наскрізним транспортом без перестановки вироби;
• з транспортною системою з перестановкою вироби;
• з транспортною системою з накопичувачами.
За видами компонування (агрегатування) розрізняють наступні АЛ;
• скомпоновану з роботизованих осередків.
Остання лінія отримала переважний розвиток в силу можливості створення переналагоджуваних виробництв.
Виробничим модулем називають що складається з одиниці технологічного обладнання систему, оснащену автоматизованим пристроєм програмного керування (ПУ) і засобами автоматизації технологічного процесу, автономно функціонуючу і має можливість бути вбудованою в систему більш високого рівня.
Окремим випадком ПМ є виробнича осередок (ПМ) - комбінація з елементарних модулів з єдиними системами вимірювань, інструментообеспеченія, транспортно-накопичувальної і вантажно-розвантажувальної системами, з груповим керуванням.
Автоматизована лінія - переналагоджувані система, що складається з декількох ПМ і (або) ПЯ, об'єднаних єдиною транспортно-складської системою і системою АСУ ТП. Устаткування АЛ (рисунок 3) розміщено в прийнятій послідовності технологічних операцій.
Вибір технологічного обладнання та промислових роботів в умовах АП
Вихідною інформацією для вибору обладнання та промислових роботів (ПР) є відомості про виготовлених деталях і організаційно-технологічних умовах їх виготовлення.
Підбір і групування деталей для виготовлення на автоматизованому ділянці виконують з урахуванням наступних характеристик:
1) конструктивно-технологічна подоба деталей, тобто схожість за габаритними розмірами, масою, конфігурації, характеру конструктивних елементів, вимогам до точності обробки я якості оброблюваних поверхонь, числу Оброблюваність »поверхонь;
2) максимальна ступінь завершеності маршруту обробки деталей на автоматизованому ділянці без переривання маршруту обробки для виконання будь-яких специфічних операція (термічної обробки, доведення і ін.);
3) подобу використовуваної оснащення і інструментів;
4) наявність у деталей чітко виражених ознак орієнтації, однорідних за формою і розташуванню поверхонь дли базування в пристроях-супутниках або захоплення захватними пристроями П Р.
Підібрана група деталей з урахуванням річної програми випуску, розміру і частоти повторюваності кожного типорозміру.
Числа переналадок повинна забезпечити завантаження устаткування при дво-, тризмінної роботі.
На основі підібраної групи деталей з урахуванням видів обробки і трудомісткості проводиться вибір типажу необхідного обладнання, пристосувань, ПР, характеру і маршруту транспортування деталей. На цьому етапі визначається компоновка автоматизованого виробничої дільниці, розраховуються місткість автоматизованого складу, число супутників, виконується оптимізація просторового розташування обладнання.
9. Побудова циклограм функціонування робототехнічних комплексів. Приклади переналагоджуваних автоматизованих систем механічної обробки. Вимоги до інструментів і пристроїв, що використовуються в АПС. Методика побудови цикл функціонування роботизованого технологічного комплексу
Для побудови циклограми функціонування РТК необхідно:
1) визначити всі рухи (переходи) основного і допоміжного обладнання (робота, верстата, накопичувача), необхідні для виконання заданого циклу обробки деталі;
2) визначити і скласти перелік усіх механізмів основного і допоміжного устаткування, що беруть участь у формуванні заданого циклу;
3) задати вихідне положення механізмів робота, верстата, транспортера;
4) скласти послідовність рухів обладнання за цикл у вигляді таблиці;
5) визначити час виконання кожного руху th.
де # 945; i, - кут повороту механізмів, li, - лінійне переміщення механізмів, мм; # 969; i. # 965; i - відповідно паспортні швидкості кутового, ° / с, і лінійного, мм / с, переміщення механізмів за відповідною координаті.
Приклади переналагоджуваних автоматизованих систем для виготовлення типових деталей
Обробка типових деталей ведеться за типовими тех.процессам, що робить необхідним використання в автоматизованих системах металорізальних верстатів певних типів.
У РТК для обробки деталей типу тіл обертання переважають фрезерно-Центрувально, токарні та шліфувальні верстати з ЧПУ, які обслуговуються ПР. Для обробки корпусних деталей в РТК переважають фрезерні й свердлильні верстати з ЧПУ, багатоцільові верстати типу «обробний центр», об'єднані транспортно-накопичувальною системою.
Автоматизовані переналагоджувані системи типу АСК є РТК, що включають комплекти обладнання з ЧПУ для обробки корпусних деталей, об'єднані єдиною транспортно-накопичувальною системою і системою управління на базі ЕОМ. Ділянки типу АСК призначені для чорнової і чистової обробки корпусних деталей в дрібносерійне виробництво.
На верстатах з ЧПУ виконують фрезерні, розточувальні, свердлильні, різьбонарізні і інші операції. Крім цих верстатів, до складу ділянок типу АСК можуть входити координатно-дорожня машина з цифровою індикацією і контрольно-вимірювальна машина з ЧПУ.
Для обробки корпусних деталей на АСК застосовуються багатоцільові верстати з ЧПУ і автоматичною зміною інструменту. Компонування верстатів дає можливість обробляти деталі з чотирьох сторін за одну установку з точністю розточувального отвору по H7-H8 і Ra 1,25. 2,5 мкм.
Вимоги до інструментів і пристроїв, що використовуються в АПС
Інструментальна оснащення повинна бути більш жорсткою, масивної і вібростійкою, ніж в умовах неавтоматізір-ого виробництва.
Для забезпечення заданої точності ріжучий інструмент повинен володіти рядом властивостей:
1) високою ріжучою здатністю і надійністю при використанні найбільш досконалих інструментальних матеріалів;
2) підвищеною точністю за рахунок виготовлення інструмент-тов по спец-им посиленим стандартам;
3) універсальністю, що дозволяє обробляти складні деталі за один автоматичний цикл;
4) високою жорсткістю і вібростійкою;
6) можливістю автоматичної настройки та поднастройкі.
Для установки деталей в АП застосовують автоматизир-ські стаціонарні Приспи. і прісп.-супутники. Розрізняють 3 види стаціонарних Приспи. спеціальні (одноцільові, непереналажіваемие), спеціалізовані (вузькоцільовий, обмежено переналагоджувані), універсальні (багатоцільові, шірокопереналажіваемие). Як стаціонарний Приспи. і змінних налагоджень прісп.-супутників в переналаж. багато-виробництві застосовують стандартні системи Приспи. універсально-збірні, універсально-налагоджувальні, збірно-розбірні, спеціалізовані налагоджувальні та ін. Ці Приспи. складаються з базового агрегату і налагоджень, кіт. встановлюють на базовий агрегат і регулюють безпосередньо на столі верстата або нижній плиті супутника. Приводи механізмів затиску повинні забезпечувати можливість регулювання сили затиску в певних межах. Цій вимозі задовольняють гідравлічні приводи, пневмогідроприводи і пневмоприводи.
Число фіксаторів в пристосуванні повинно бути мінімальним (один - два).
10. Завантажувальні пристрої автоматизованих систем. Магазинні завантажувальні пристрої. Бункерні завантажувальні пристрої. Осікачі і механізми поштучного видавання
Завантажувальні пристрої автоматизованих систем це група цільових механізмів, що включає в себе підйомники, транспортери-розподільники, механізми прийому і видачі виробів, лоткові системи, що відводять транспортери, між операційні накопичувачі (бункерні і магазинні), автооператори.
Магазинні завантажувальні пристрої в залежності від способу транспортування можна розбити на 3 класу: самопливні; примусові (магазини-транспортери); полусамотечние. У магазинних пристроях всіх класів деталі з моменту надходження зберігаються і видаються в орієнтованому стані. У соматичних (гравітаційних) МОЗУ заготовки переміщаються під дією сил тяжіння. Такі магазини використовуються для подачі заготовок впритул, а заготовок спеціальної форми - вразрядку, тобто з інтервалом, для чого кожна заготовка поміщається в окреме гніздо або між захопленнями транспортує елемента. Заготовки переміщаються коченням або ковзанням.
В примусових МОЗ і транспортних пристроях заготовки переміщаються за допомогою приводних механізмів в будь-якому напрямку і з будь-якою швидкістю. Пристроями цього типу можна транспортувати заготовки за допомогою несучих засобів (транспортерів) або спеціальними захопленнями впритул і вразрядку, поштучно або порціями. Найбільш широко використовуються пристрої з орбітальним рухом робочих органів переміщення заготовки, з обертовими гладкими валками, одно- і двох гвинтові, інерційні, барабанні, карусельні та ін.
У полусамотечних МОЗ заготовки ковзають по площині, розташованої під кутом, значно меншим кута тертя. Заготовки переміщаються внаслідок штучного зменшення сили тертя між поверхнями ковзання при поперечному коливанні несучої поверхні або в результаті освіти між поверхнями ковзання повітряної подушки.
Бункерні завантажувальні пристрої являють собою ємності з орієнтованими заготовками, розташованими в один або кілька рядів. Особливістю БЗУ слід вважати відсутність захватних і орієнтують пристроїв і ручну орієнтацію заготовок. БЗУ відрізняються одне від іншого розташуванням, характером переміщення заготовок в них і способом видачі заготовок. Як правило, в бункерах зберігаються і видаються заготовки деталей простої форми: болти, шайби, ковпачки.
Заготовки зосереджені в бункері навалом, тому потрібні їх автоматичний захват (ворушіння) і орієнтування для подальшого завантаження на обладнання. Бункери можуть мати як одну ємність для накопичення і захоплення заготовок, так і дві ємності: одну - для накопичення запасу заготовок, а іншу - для видачі орієнтованих заготовок.
Найбільшого поширення набули вібраційні БЗУ (вібробункера). Принцип дії вібробункера заснований на використанні поступального руху заготовок в процесі їх вібрації. Існують вібробункера для вертикального підйому деталей з спрямованої і вільної підвісками лотка або чаші. Розрахунок такого вібробункера проводиться на підставі умов необхідної продуктивності, розміру заготовок, їх маси, орієнтовною ємності бункера і інших чинників.
Осікачі - механізми поштучного видавання - призначені для відділення однієї заготовки (або декількох заготовок) від загального потоку заготовок, що надходять з накопичувача, і для забезпечення переміщення цієї заготовки (або заготовок) в робочу зону обладнання або на транспортер. За траєкторії руху розрізняють відсікачі з зворотно-поступальним, коливальним і обертальним типами руху. Як власне відсікачів заготовок використовують штифти, планки, кулачки, гвинти, барабани, диски з пазами.
Живильники призначені для примусового переміщення орієнтованих заготовок з накопичувача в зону затискного пристосування або на транспортує пристрій. Конструкції живильників різноманітні; їх форма, розміри, привід рухомих частин залежать від конструкції обладнання, взаємного розташування інструменту та заготовки, від форми, розмірів і матеріалу подаються заготовок.
Осікачі і живильники входять до складу автоматичних завантажувальних пристроїв (ЗУ) - автооператором. Автооператори є спеціальними цільовими ЗУ, які складаються з живильника, отсекателя, заштовхувач, поршня (знімача), відвідного пристрою. Ці пристрої є спеціальними, тобто застосовуються для обслуговування однієї або ряду подібних операцій. Автооператори виконують зворотно-поступальний, коливальний переміщення заготовок в зону обробки. При цьому час роботи автооператора строго синхронізоване з роботою устаткування, яке обслуговує. Автооп-ри можуть мати механічні, магнітні, електромагнітні, вакуумні захватні пристрої.
Інформація про роботу «Автоматизоване виробництво»