Подсистема снабжения инструментами. Снабжение инструментом вручную на обрабатывающих центрах. Способы управления инструментом на базе ЭВМ

В настоящее время инструменты, как на обрабатывающих центрах, так и в ГПС вводятся в магазины иногда комплектами вручную. На складе соответствующие наряду комплекты инструмента укладываются вручную на тележку для инструмента согласно спискам. Если для уменьшения запасов инструмента используются инструменты системы, приходится частично дополнительно к укомплектованным инструментам добавлять инструменты с других обрабатывающих центров. После этого эти отдельные инструменты предварительно настраиваются согласно листу данных, а измеренные значения заносятся в список или выдаются на электронном носителе. Как правило, на все это требуется много времени. Уложенные вручную на тележку инструменты доставляются от места готовности инструмента к соответствующему станку.

По окончании старого наряда на одном из обрабатывающих центров, когда обработаны последние детали наряда, можно приступать к смене наряда. Для этого, прежде всего оператор вынимает из инструментального магазина станка находящийся там инструмент. Затем вводится согласно наряду новый комплект инструментов и производится ручной, а лучше через магнитный носитель, (флэш-память, дискету) ввод данных. После этого в CNC контролируется наличие и готовность инструмента. Только затем можно приступать к обработке первой детали.

Подготовка инструмента вручную и замена износившихся инструментов производится таким же способом. Это все приводит к значительным простоям станка. Ручной ввод данных по инструменту означает высокие издержки на обслуживание и высокую вероятность ошибок.

В последнее время появились многочисленные решения в области управления инструментами, а также их идентификации. Для идентификации инструментов применяется их кодирование с помощью наклейки штрих кодов после настройки их на приборе предварительной наладки, где шифруется номер инструмента, размерные данные.

Стремление иметь на станках как можно больший, охватывающий несколько нарядов запас инструментов с целью минимизации количества сменных циклов привело к укрупнению интегрированных в станках магазинов до 140 и более гнезд для инструмента. Недостатком такого решения, является длительное время поиска инструмента в магазине.

Другим решением для увеличения запаса инструментов на станке является магазин с двойной цепью с двумя работающими независимо друг от друга цепными накопителями. Оба магазина размещены на противоположных сторонах колоны станка. Для обработки определенных нарядов используется поочередно один из них, в то время как во втором параллельно к основному машинному времени могут меняться инструменты для последующих нарядов.

В снабжении инструментами ГПС параллельно машинному времени хорошо зарекомендовали себя робокары, которые снабжают станки из неподвижных стеллажей накопителей через прямую смену инструмента в цепном накопителе. При этом в магазине находятся только инструменты, необходимые для обработки. Все остальные инструменты находятся на стеллажах накопителя, готовы к замене для всех работающих станков.

В последнее время все большее значение приобретают системы для смены укомплектованных кассет с инструментом. В неподвижных станочных магазинах инструменты, подлежащие замене при смене наряда, заменяются путем смены специально предусмотренной для этого в магазине кассеты (рис.6.20). Последующая смена кассеты может быть произведена только тогда, когда интегрированный в станке манипулятор произведет замену не нужных больше инструментов на вновь подвезенные в кассете инструменты.

 

Выбор основного технологического оборудования. Гибкие производственные модули (ГПМ) для обработки деталей типа тел вращения.

Технологический маршрут изготовления деталей типа тел вращения обычно состоит из предварительной или окончательной токарной обработки, сверлильно-фрезерных операций, термообработки и шлифования. Для автоматизированного изготовления таких деталей неприемлем способ закрепления их в приспособлениях-спутниках.

Это связано с тем, что детали типа тел вращения при обработке закрепляются в патронах и получают вращение вокруг оси. Поэтому основной путь автоматизации процесса изготовления деталей типа тел вращения это использование станков с ЧПУ и промышленных роботов. Заготовки располагают на призмах или пазах в накопителей (поддонах) без жесткого закрепления.

Выбор токарных станков с ЧПУ производят в зависимости от габаритных размеров и массы заготовок с корректировкой на точностные возможности оборудования

Совместить токарную обработку с фрезерованием, сверлением, растачиванием деталей типа тел вращения позволяют токарные многоцелевые станки. Эти станки имеют в одной из позиций или в нескольких позициях привод вращения инструмента, например сверла, пальцевых или торцевых фрез, позволяющих на деталях типа тел вращения сверлить отверстия перпендикулярные их оси вращения, фрезеровать лыски.

Одна важная особенность этих станков — они должны иметь функцию осевой ориентации шпинделя, позволяющую ориентировать шпиндель под заданным углом и удерживать или фиксировать его в этой позиции во время обработки.

 

Выбор основного технологического оборудования. Подсистема транспортирования и складирования заготовок и готовых изделий. Автоматизация загрузки, транспортирования и складирования изделий в условиях автоматизированного производства. Загрузочные устройства автоматизированных систем.

Анализ многообразия деталей, подлежащих автоматизированной обработке, и известных автоматизированных участков (АУ) показывает, что можно выделить два основных типа производственных участков, отличающихся оборудованием, средствами автоматического транспортирования, структурно-компоновочными решениями:

1) Автоматизированные участки для изготовления деталей типа тел вращения (валов, дисков, фланцев, шестерен).

2) Автоматизированные участки для изготовления корпусных деталей.

В автоматизированных системах различного уровня широко используются транспортно-загрузочные, накопительные и складские устройства и системы. Правильный выбор средств транспортирования, загрузки, накопления и складирования изделий непосредственно влияет на надежность, производительность и эксплуатационные затраты автоматизированных систем.

Первое, наиболее распространенное требование для деталей, поступающих на ГПМ — их ориентация, базирование и зажим в патронах, например, токарных станков. Для этой цели используют ПР, трансманипуляторы и другие ориентирующие устройства.

Широко исп. вибрационные бункерно-ориентирующие устройства (БОВУ), которые используются для ориентации мелких деталей типа тел вращения.

Детали поступают в ВБОУ в виде неориентированной массы (на­валом) со склада в контейнерах с помощью портальных или монорельсовых трансманипуляторов и засыпаются в БОВУ. После их активной ориентации с помощью ПР или встроенных станочных механизмов загрузки их устанавливают на рабочие позиции.

При обработке крупных корпусных деталей на ГПС, детали поступают со склада на палетах уже сориентированными и зажатыми в приспособлениях с помощью рельсовых или индуктивных тележек.

Особым классом загрузочных устройств (ЗУ) являются трансроботы, которые служат для транспортировки, ориентации и загрузки изделий.

Промышленным роботом (ПР) называют быстро переналаживаемое устройство с собственным программным управлением, позволяющим синхронизировать его действие с другими машинами и механизмами и выполнять с помощью своих механизмов циклически повторяющиеся операции технологического процесса.

По степени участия человека в управлении классифицируют роботы:

- роботы первого поколения работают по «жесткой» программе и требуют точного позиционирования изделий. Они имеют весьма ограниченные возможности по восприятию рабочей среды.

-роботы второго поколения (адаптивные роботы) способны приспосабливаться к изменяющейся обстановке, например, при изменении веса детали, изменяют скорость ее перемещения, обеспечивают точное позиционирование захвата, так как снабжены датчиками обратной связи и не требуют очень точного позиционирования детали.

-роботы третьего поколения (интеллектуальные роботы) могут воспринимать, логически оценивать ситуацию и в зависимости от этого определять движения, необходимые для достижения заданной цели работы.

В отличие от станков роботы программируют, как правило, методом обучения, когда ни первом цикле оператор, управляя роботом вручную, имитирует цикл работы. Вся последовательность движений робота, координаты позиций и траектории перемещений запоминаются и воспроизводятся в последующих циклах автоматически.

В состав ПР входят:

- механизмы захвата и захватные устройства;

- механизмы движения рук по цилиндрической поверхности (рука движется по вертикали и поворачивается) и по сферической поверхности;

- механизмы перемещения;

- датчики.