Расчет емкости накопительного устройства

Накопительные устройства являются одним из важнейших видов вспомогательного оборудования РТК, во многом определяющие его компоновку и эффективное функционирование. Они обеспечивают накопление деталей для длительной автоматической работы комплекса и их поштучную выдачу в зону действия ПР.

Важнейшей характеристикой накопительного устройства являет­ся емкость, которая определяет время автоматического функциониро­вания роботизированного комплекса, конструкцию и размеры данного устройства.

При выборе емкости учитываются два обязательных условия / 3/:

а) непрерывная работа РТК в автоматическом режиме не менее поло­вины смены, т.е. четырех часов ;

б) возможность стыковки с другими РТК или транспортно-складской системой производственного участка.

В основу определения емкости накопителей РТК заложен принцип непрерывной автономной работы комплекса в автоматическом режиме не менее половины смены, т.е. 4-х часов. ,

где Q_см – сменная производительность деталей в смену

Т.к. Q_{см =} 182шт., то

Е_н=182*0,5=91шт. Принимаем значение емкости накопительного устройства равной: Е_н=91 шт.

Расчетная схема магазина-накопителя представлена на рис. 3 с условными обозначениями:

Н_з – высота одного наклонного участка лотка;

- общая высота зигзагообразных участков лотка;

Н_мин – минимальное расстояние от механизма поштучной выдачи заготовок (отсекателя) до пола цеха;

Н – полная высота магазина-накопителя;

L – длина магазина-накопителя;

- угол наклона зигзагообразной части лотка.

рис. 3.

Одной из главных характеристик лотка, определяющих его работоспособность и габаритные размеры, является угол наклона. Исходя из практических соображений и рекомендаций, можно принять значение угла . Установим длину магазина-накопителя L=750 мм. И возьмем 2 рядомстоящих магазина-накопителя. Диаметр заготовки D_з=160 мм.

На одном наклонном участке лотка может разместиться z заготовок:

Принимаем z=5 заготовок.

При требуемой емкости Е_мн магазина-накопителя количество

зигзагообразных участков к_з составит: . Принимаем к_з=18.

Общая высота зигзагообразных участков Н_з составит: мм, принимаем Н_∑=1180 мм.

Н_мин=1375 (высота от пола до шпинделя станка).

Полная высота магазина-накопителя:

мм.

Принимаем ширину магазина-накопителя равной 130мм.

2. Разработка компоновочной схемы РТК

Для разработки компоновочной схемы РТК для токарной обра­ботки деталей тел вращения типа валов определимся с его составом. В состав роботизированного технологического комплекса входят следующие элементы:

1. Промышленный робот портального типа модели СМ40Ф2.80.01;

2. 3 токарных обрабатывающих цента модели 1715-2D;

3. 1 накопитель заготовок;

4. 1 накопитель деталей.

Предложим схему линейного обслуживания ПР технологического оборудования. При данной схеме станки расположены в одну линию и ПР осуществляет захват заготовки из накопителя, загрузку-разгрузку станков, межстаночное транспортирование заготовок, их перебази­рование и укладку деталей в выходные позиции.

Станки обслуживаются по вызовам. При одновременном поступ­лении вызовов с двух станков устанавливается система приоритета, по которой в первую очередь ПР обслуживает станок с наиболее дли­тельным циклом обработки.

Комплекс оборудован системой светозащиты, которая обеспечи­вает безопасность обслуживающего персонала.

Одно из главных преимуществ данной компоновки - малая зани­маемая производственная площадь (по сравнению с напольными ро­ботами) и удобство работы оператора.

3. Разработка алгоритма управления РТК

Алгоритм работы (управления) определяет взаимодействие всех элементов комплекса в виде последовательности команд цикла. Для удобства последующих расчетов все действия ПР, станков и других элементов РТК разбиваем на элементарные приемы. Алгоритм работы роботизированного комплекса приведен в таблице 3.

Алгоритм работы РТК

Таблица 3

Команды	Действия	Расчет tп, c
Исходное положение: рука ПР в верхнем положении располагается над рабочей зоной станка 1, в захватном устройстве ЗУ1 находится заготовка, захватное устройство ЗУ2 разжато.
1.Останов станка 1, открытие ограждения 2.Поворот руки к станку 1 на = 90 о 3.Опускание руки на 500 мм 4.Зажим ЗУ2 5.Разжим патрона станка 1 6.Сдвиг каретки ПР вправо на 100 мм 7.Поворот руки (ротация захватных устройств) на 180о 8.Сдвиг каретки ПР влево на 100 мм 9.Зажим патрона станка 1 10. Разжим ЗУ1 11. Подъем руки на 500 мм 12. Поворот руки от станка 1 на = 90о 13. Закрытие ограждения станка 1 14. Пуск станка 1	Снятие детали со станка 1 и установка новой заготовки     Снятие детали со станка 2 и установка заготовки со станка 1	90:90 1 500:400 2   100:800 1   180:90 2   100:800 1 500:400 2   90:90 1   Тм1

15.Перемещение каретки ПР вправо на 6100 мм 16.Опускание руки на 500 мм 17.Разжим ЗУ1 18.Подъем руки на 500 мм 19.Перемещение каретки ПР влево на 3400 мм 20.Опускание руки на 500 мм 21.Зажим ЗУ1 22. Подъем руки на 500 мм 23. Перемещение каретки ПР вправо на 1500 мм 24. для станка 2Повторение команд 1-14 25. Перемещение каретки ПР вправо на 1900 мм 26.Опускание руки на 500 мм 27.Разжим ЗУ1 28.Подъем руки на 500 мм 29.Перемещение каретки ПР влево на 3400 мм 30.Опускание руки на 500 мм 31.Зажим ЗУ1 32.Подъем руки на 500 мм Перемещение каретки ПР вправо на 1500 мм для станка 2 32.для станка 3Повторение команд 1-14 33. Перемещение каретки ПР вправо на 5700 мм 34.Опускание руки на 500 мм 35.Разжим ЗУ1 36.Подъем руки на 500 мм 37.Перемещение каретки ПР влево на 3400 мм 38.Опускание руки на 500 мм 39.Зажим ЗУ1 40.Подъем руки на 500 мм Перемещение каретки ПР вправо на 1500 мм

Сброс обработанной детали в тару     Взятие заготовки из магазина-накопителя     Сброс обработанной детали в тару     Взятие заготовки из магазина-накопителя   Сброс обработанной детали в тару     Взятие заготовки из магазина-накопителя

6100:800 8   100:800 1 3400:400 9   90:90 1   Тм2   1500:800 2     1900:800 2   100:800 1   3400:400 9   90:90 1       5700:800 7     3400:800 4   100:800 1     1500:400 4

Определяем длительность цикла ра­боты Тц =5,94 мин.

4. Расчет производительности комплекса

В мелко- и среднесерийном производстве производительность преимущественно оценивается через длительность производственного цикла изготовления изделий[1]:

, (4)

где - номинальная цикловая производительность; - календарное время, за которое определяется производительность (час, смена, сутки и т.д.);

- длительность производственного цикла изготовления изделий.

Фактическую цикловую производительность можно определить умножением номинальной производительности на коэффициент использования :

, (5)

В расчетах можно принимать = 0,7…0,8. При определении длительности цикла в РТК учитывается перекрытие времени, для чего разрабатывается алгоритм функционирования комплекса и строится в определенном временном масштабе циклограмма работы.

(6)

, (7)

где – годовой фонд работы оборудования, ч;

– суммарный объем выпуска по всей номенклатуре деталей, закрепленных за РТК, шт.

Фактическую производительность РТК необходимо сравнить с требуемой и проверить соблюдение условия . Если данное условие не выполняется (комплекс не обеспечивает заданной производительности), необходимо предложить мероприятия по обеспечению эффективной работы РТК.

Определим номинальную цикловую производительность РТК по формуле (4):

=480/5,94=81шт., но исходя из того что, на участке стоит 3 однотипных станка =81*3=243шт.

Определим фактическую цикловую производительность по формуле (5):

=243*0,75=182шт.

Определим такт выпуска по формуле (7):

Тогда для двухсменного режима работы

для трехсменного режима работы

Определяем требуемую производительность РТК по формуле (6):

.

Тогда повышение производительности при использовании промыш­ленного робота:

При 2-сменном режиме работы:

При 3-сменном режиме работы:

Из представленных расчетов делаем вывод, что РТК обеспечивает требуемую производительность

Заключение

В соответствии с темой курсовой работы в процессе ее выполне­ния были решены следующие задачи:

выбор средств технологического оснащения РТК, а именно вы­бор технологического оборудования и промышленного робота;

проектирование и расчет захватного устройства;

расчет емкости накопителя;

разработка компоновочной схемы РТК;

разработка алгоритма управления комплексом;

Кроме того, был проведен расчет производительности роботизированного комплекса, который показал, что при применении промыш­ленного робота в качестве загрузочно-разгрузочного средства дает прибавку к сменной производительности при ручной загрузке обору­дования.

Выполнены графические разработки:

• компоновочное решение РТК;

• сборочный чертеж захватного устройства.

Список литературы

1. Обработка металлов резанием: Справочник технолога./ Под общ. Ред. А.А. Панова. - М.: Машиностроение, 1988. - 736 с.

2. Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник, - М.: Маши­ностроение , 1983. - 376 с.

3. Проектирование роботизированных технологических комплексов и гибких производственных систем: Методические указания, - Кур­ган: КМИ, 1994. - 26 с.

4. Мельников Г.Н. , Вороненке В. П. Проектирование механосбороч­ных цехов: Учебник для студентов машиностроительных специаль­ностей вузов, - М.: Машиностроение , 1990. - 352 с.

5. Роботизированные технологические комплексы и гибкие производ­ственные системы в машиностроении: Учебное пособие. - Альбом схем и чертежей. / Под общ. Ред. Ю.М. Соломинцева. - М: Маши­ностроение, 1989. - 191 с.

6. Смолин А.И. , Полибза Т.Т. , Коротенко В.М. Проекты (работы) дипломные и курсовые. Правила оформления. Руководящий матери­ал. - Курган: КГУ, 1995.-27 с.