Состав оборудования автоматизированных комплексов

ГПМ типа АТМ-001 (рис: 93) предназначен для токарной обработки деталей с максимальным диаметром 150 мм. Модуль может работать как самостоятельная технологическая единица, так и в составе ГПС. В состав модуля входят: токарный станок управляемый от ЧПУ; робот и магазинное устройство для патронных деталей.

Состав оборудования автоматизированных комплексов

Двойной захват руки робота обеспечивает быструю смену деталей в зоне станка или магазинного устройства поворотного типа. После окончания обработки заготовок (максимальное число 45 шт.) с одной стороны магазин поворачивается на 90° и рабочий цикл повторяется вновь.

Состав оборудования автоматизированных комплексов

В ГПМ (рис. 94, а) имеется многоцелевой станок, оснащенный транспортной системой подачи инструмента из накопителей. Магазин станка выполнен автономно. Транспортно-накопительная система инструментов (рис. 94, б) состоит из накопителей, которые устанавливают у каждого многооперационного станка, обслуживаемого ПР, в функции которого входит доставка инструмента из накопителя к станку и их смена.

Смена инструмента в шпинделе производится поворотным устройством (рис. 94, в), имеющим руку с двумя захватами. Для смены инструмента ПР по программе подает из магазина необходимый инструмент. Станок оснащен автоматическим устройством подачи заготовки на стол станка и удаления готовой детали на позицию ожидания.

Транспортно-накопительная система может обеспечить непрерывную работу станка в течение длительного времени. Для повышения эффективности многооперационных станков с ЧПУ при их использовании в ГПС они оснащаются спутниками и транспортной системой с накопителями для их перемещения в технологическом потоке. Спутник из накопителя передается на челночное устройство, обеспечивающее автоматическую смену спутников на станке.

В ГПС все типы многооперационных станков оснащены спутниками, что позволяет совместить вспомогательное время съема обработанной детали и установки новой заготовки и приспособление на позиции ожидания с машинным временем обработки заготовки, находящейся на столе. Спутник представляет собой плиту унифицированной конструкции, которая фиксируется на столе станка.

Системы автоматического контроля и диагностирования ГПМ. Одним из требований, предъявляемых к длительной работе ГПМ без вмешательства оператора, является контроль и диагностирование процесса обработки и состояния инструмента.

Состав оборудования автоматизированных комплексов

Широко применяют устройства контроля размеров деталей, устанавливаемые в шпинделе станка с ЧПУ, смонтированные в инструментальной оправке. На фланце корпуса шпинделя вплотную насаживают два трансформатора 3 и 4 (рис. 95, а), имеющие тороидальные сердечники с обмотками. Во время измерения размера в шпиндель автоматически из магазина инструментов устанавливается датчик 2, несущий подпружиненный щуп 1, который имеет возможность отклоняться в радиальном и осевом направлениях. Обмотка трансформатора 3 включена в схему генератора 5 (рис. 95, б), формирующего синусоидальные колебания высокой частоты. Обмотка трасформатора связана с устройством 6 формирования импульса касания.

Пока щуп не коснется исходной поверхности 14 обрабатываемой детали 13, между трансформаторами 3 и 4 магнитной связи нет. При этом на выходе трансформатора 3 напряжение равно нулю.

В момент, когда щуп датчика касается измеряемой поверхности 14 детали, закрепленной на столе станка 12, возникает магнитный поток 11. При этом между трансформаторами 4 и 3 возникает магнитная связь и на выходе трансформатора 3 появляется напряжение. Это напряжение подается в формирователь сигнала 6, который вырабатывает импульс, поступающий по каналу 7 на входной канал УЧПУ 8.

Алгоритм устройства памяти микрокоманд УЧПУ выполнен так, что перед каждым шагом интерполяции происходит опрос системы измерения. Пока ответа нет (щуп не касается исходной поверхности), выдается сигнал линейной интерполяции на привод 10 с датчиком обратной связи 9. В момент поступления ответа от датчика (касание щупом поверхности) выдача сигнала интерполяции прекращается и происходит следующее; обнуляется ячейка памяти хранения информации о положении координаты, по которой проводится измерение; формируется нуль отсчета по данной координате, определяющей положение исходной поверхности; все расчеты в системе ведутся от нуля.

Статическая погрешность станка ± 3 мкм; сила прижима, необходимая для срабатывания измерительного устройства ≤0,5 Н; припуск на перебег по осям X, Y ± 15 мм, по оси Z 15 мм; измерение может осуществляться как при неподвижном шпинделе, так и при вращении.

Получают развитие также средства автоматизированного контроля размеров вне станка, между операциями на транспортных линиях перемещения деталей. Получает распространение измерение размеров инструмента на станке с ЧПУ. Для этих целей применяют систему автоматического измерения.

При этом измерительное устройство устанавливают на столе станка, а инструмент, помещенный в магазин, по программе подводится к щупу датчика. Измеренная разность между фактическим положением режущей кромки и заданной программой выдается в устройство управления.

Полностью автоматизированное производство и станочные комплексы должны иметь надежную систему контроля за состоянием инструментов (рис. 96). В качестве измерителей находят применение пьезоэлектрические преобразователи.

На станке установлен датчик 1 (рис. 96) системы автоматического измерения. Резец 3, закрепленный на револьверной головке 4, по программе подводится к щупу 2 датчика, закрепленного на станке. Фиксируется фактическое положение режущей кромки, которое 138

 

Состав оборудования автоматизированных комплексов

Состав оборудования автоматизированных комплексов

сопоставляется с заданным значением в программе. В случае поломки инструмента 5 датчик выдает сигнал в УЧПУ на смену инструмента или выдает коррекцию, если инструмент изношен.

ПР, используемые в транспортных системах ГПС позволяют упростить конструкцию ГПМ, поскольку отпадает необходимость в их оснащении загрузочными и разгрузочными устройствами; упростить транспортную систему, так как отпадает необходимость в спутниках, системах возврата и кантователях.

ПР „Электроника ПЦ-ТМ” (рис. 97) предназначен для загрузки и выгрузки деталей типа тел вращения диаметром 150 мм высотой до 150 мм. Робот состоит из электромеханического манипулятора и системы управления на базе микроЗВМ.

Манипулятор имеет пять степеней подвижности и два схвата, расположенных под углом 90°, один настраивается на захват заготовки, другой на захват готовой детали.

Система управления выполнена на базе ЭВМ „Электроника-60М” и снабжена дисплеем. Система запрограммирована на стандартный цикл манипулирования деталями; вводятся только переменные данные, характеризующие новую партию деталей: тип кассеты и число деталей в ней.

Информация о партии деталей, поступающих на обработку, вводится с клавиатуры дисплея или поступает в систему управления от системы управления высшего уровня.

Программное обеспечение робота „Электроника НЦ-ТМ” обеспечивает самообучение по первой детали, „дожим” заготовки в патроне токарного станка и прекращение движения робота при наезде на препятствие.

Механизм горизонтального перемещения служит основанием робота и состоит из корпуса, в котором закреплены цилиндрические направляющие для перемещения каретки, осуществляемого от привода через зубчатую передачу и шариковинтовую пару. Механизм поворота закреплен на каретке механизма горизонтального перемещения и состоит из корпуса, на котором закреплены привод, коническая зубчатая передача, водило и мальтийский крест. Вращение водила осуществляется от привода через коническую передачу. Для фиксации мальтийского креста в крайних положениях используют выдвижной фиксатор, управляемый кулачком, кинематически жестко связанный с водилом.

Состав оборудования автоматизированных комплексов

Механизм подъема закреплен на переднем конце ползуна механизма горизонтального перемещения. Механизм захвата детали закреплен на нижнем конце штанги механизма подъема и состоит из двух схватов, расположенных под углом 90° в подвижном корпусе. Вращение подвижного корпуса происходит вокруг оси, расположенной под углом 45° к вертикальной штанге. Угол ротации схватов регулируется подвижными упорами. Механизм схвата детали снабжен устройством обдува, предназначенного для удаления стружки с патрона станка и со схватов робота.

ПР имеет пять программируемых перемещений (рис. 98): вертикальное перемещение Z (вверх и вниз) каретки; поворот Q каретки в горизонтальной плоскости; горизонтальное перемещение R штока; угловое α вращение блока и поворот β в горизонтальной плоскости.

Состав оборудования автоматизированных комплексов

ПР состоит из манипулятора и управляющего устройства „Контур-1’. Тип системы управления позиционный, число программируемых координат 5, погрешность позиционирования ±1 мм. Робот может манипулировать деталями массой до 20 кг. Приводы робота выполнены на высокомоментных электродвигателях постоянного тока. Робот может обслуживать два станка. Установка и съем обработанной детали осуществляются путем поворота Q робота. Подпружинный схват компенсирует погрешность поворотного блока при движении загружаемой детали в патрон.

Портальный робот-манипулятор, используемый в транспортной системе ГПС, показан на рис. 99. На балке 2 коробчатой формы установлены плоская 3 и призматическая 11 направляющие рельсы. Сбоку на плоском рельсе 3 нарезана зубчатая рейка, зацепляющаяся с приводом перемещения каретки. На основании каретки расположены опорные ролики и плиты 12 ,цля схватов 8 и 10, гидроаккумулятор 9, гидродвигатель 4 привода перемещения каретки по монорельсу, кронштейн 5 крепления кабельной цепи 6. Предусмотрена плита 12 для подъема каретки при монтаже. Плиту монтируют вертикально или под углом 10°, устанавливают на шарнире и закрепляют планками. Регулируемую стяжку 13 используют при монтаже, а после установки планок снимают. Схваты 8 и 10 имеют два конструктивных исполнения: с механизмом вращения захватного устройства и без него.

Привод продольного перемещения схватов, вращения захватного устройства и движение зажима производятся от гидроцилиндров. Гидравлический привод использует собственную гидравлическую станцию с воздушным охлаждением. Гидравлическая система состоит из двуходовых клапанов, обеспечивающих возможность осуществлять процессы пуска и останова.

Пульт управления 7 (может быть подвижным или встроенным) может работать в ручном, наладочном или автоматическом режиме с выдачей соответствующих сигналов в систему управления ГПС в соответствии с циклом „загрузка- разрузка”.

Каждый новый цикл осуществляется сигналами от внешнего оборудования (станков с ЧПУ, транспортно-накопительных систем). С помощью кнопки „Конец цикла” манипулятор занимает исходное положение для контроля. Сигнализация на пульте показывает основное положение манипулятора.

Состав оборудования автоматизированных комплексов

В электрошкафу 1 размещены силовая часть, система контакторов и реле последовательной подачи управляющего напряжения к гидравлике. Для связи с другим оборудованием в комплексе предусмотрены необходимые входные и выходные сигналы. Заготовки на позиции загрузки подают с помощью спутников, устанавливаемых на тактовых столах.

Состав оборудования автоматизированных комплексов

Тактовый стол (ТС) предназначен для транспортировки деталей или заготовок (рис. 100) в зону ПР. Заготовку можно устанавливать на пластину стола или палеты, которые крепят на пластинах ТС. Допускается установка заготовок валов в вертикальном положении. При выборе способа установки заготовок на ТС и количества заготовок на пластине (палете) необходимо учитывать зону работы ПР, точность его позиционирования, размеры и компоновку схвата. Готовую деталь можно ставить на ТС или предусмотренную для этого отдельную тару.

Смотрите также