Общие сведения. В повышении эффективности производства, улучшении качества продукции и условий труда рабочего особая роль отводится комплексной автоматизации производственных

В повышении эффективности производства, улучшении качества продукции и условий труда рабочего особая роль отводится комплексной автоматизации производственных процессов. Для единичного и мелкосе- рийного производств высшая степень автоматизации достигается в услови- ях работы гибкого автоматического производства (ГАП). ГАП – производ- ственная единица (линия, участок, цех, завод), функционирующая на осно- ве безлюдной технологии. Работа всех производственных ячеек ГАП коор- динируется многоуровневой системой управления, обеспечивающей быст- рую смену технологии изготовления изделия при замене объекта произ- водства.

ГАП имеет в своём составе гибкие производственные модули (ГПМ), представляющие собой производственные комплексы, каждый из которых состоит из технологического оборудования, промышленного робота и ряда других обслуживающих устройств. ГПМ может работать в составе ГАП с централизованным управлением от общей ЭВМ либо автономно – по само- стоятельной управляющей программе.

Гибкий токарный производственный модуль 16А20Ф3 М132 предна- значен для выполнения всех видов токарных работ на штучных заготовках с диаметрами до 250 мм и длинами до 500 мм. Его используют в мелкосе- рийном и единичном производствах, обеспечивая в этих условиях быструю переналадку с изготовления одного изделия на другое с помощью рабоче- го-наладчика или по командам управляющей ЭВМ.

Состав и устройство гибкого токарного модуля (ГТМ)

Гибкий токарный модуль 16А20Ф3 М132 является технологическим комплексом, состоящим из токарного станка 1 модели 16А20Ф3, промыш- ленного робота 5, тактового стола 6, управляющих стоек 2 и 3 (для станка и робота), электрошкафа тактового стола 7 (рис. 1.48). На стойке 3 нахо- дится пульт 4 управления движениями робота 5. Станок 1, робот 5 и такто- вый стол 6 гибкого модуля имеют устройства числового программного управления (ЧПУ).

Рис. 1.48. Гибкий токарный производственный модуль модели 16А20Ф3 М132

Управление технологическим оборудованием с ЧПУ осуществляется от программоносителя, на который в закодированном виде записывают управляющую программу. Программа представляет собой последователь- ность команд, обеспечивающих выполнение заданного алгоритма функ- ционирования оборудования в целом и отдельных его элементов.

Для обозначения станков с ЧПУ к основному цифровому индексу модели станка добавляется один из следующих индексов: Ф2, Ф3, Ф4. Раз- личие в индексе моделей станков характеризует различие систем ЧПУ по типу управления движениями рабочих органов. Индекс Ф2 присваивается позиционным системам ЧПУ, индекс Ф3 – контурным, а индекс Ф4 – ком- бинированным системам ЧПУ.

Позиционные системы ЧПУ (Ф2) обеспечивают поочередное пере-

мещение рабочих органов станка по направляющим из одной позиции в

другую согласно заданным в программе координатам позиций. Такие сис- темы применяют главным образом на расточных и сверлильных станках, для которых наиболее характерна работа по схеме: позиционирование ра- бочего узла (перемещение в заданную позицию) – рабочий цикл.

Контурные системы ЧПУ (Ф3) предназначены для одновременного согласованного управления скоростями и направлениями движений по на- правляющим двух или нескольких рабочих органов станка. Благодаря тако- му управлению инструмент можно перемещать по криволинейной траекто- рии относительно заготовки, что необходимо при обработке сложных фа- сонных поверхностей. При этом выдерживается постоянная по контуру ско- рость движения рабочего органа станка. Контурная скорость есть геометри- ческая сумма продольной и поперечной подач в каждой точке контура. Кон- турными системами ЧПУ оснащают в первую очередь токарные и фрезер- ные станки. Такая система управления использована на станке 16А20Ф3.

Комбинированные, контурно-позиционные системы ЧПУ (индекс Ф4) по своим технологическим возможностям аналогичны контурным сис- темам. Используют эти системы на расточных и многооперационных стан- ках с целью расширения технологических возможностей последних.

Структурные части гибкого токарного модуля работают согласован- но по единой управляющей программе, состоящей из блоков подпрограмм для тактового стола, робота и станка. Каждый блок подпрограммы вступа- ет в действие после сигнала о выполнении своей части программы преды- дущим элементом ГПМ. Модуль выполняет без участия оператора весь ав- томатический цикл обработки заготовки: перенос ее с тактового стола на станок, обработку и возвращение детали на тактовый стол после заверше- ния технологической операции. Далее тактовый стол автоматически подает в рабочую зону робота следующую заготовку. Затем цикл повторяется.

Исходной информацией для составления управляющей программы служит технологический эскиз заготовки с указанием размеров ее поверх- ностей до и после обработки, требуемых точности размеров и шероховато- стей обработанных поверхностей. Составлению управляющей программы должна предшествовать разработка технологической операции, состоящая в выборе способа закрепления заготовки, назначении технологических пере- ходов, назначении для каждого из переходов режущих инструментов, расче-

та траектории движения каждого инструмента, опорных точек на этой тра- ектории, скоростей движения инструмента и заготовки на пути между со- седними опорными точками.

Опорными точками траектории режущего инструмента называют точки, в которых должны изменяться направление движения либо форма траектории движения, либо скорость одного или обоих рабочих движений. Эти точки на траектории на технологическом эскизе обозначают в соответ- ствии с последовательностью движения инструмента арабскими цифрами, начиная с цифры «0» (рис. 1.49).

Рис. 1.49. Схема расположения опорных точек траектории движения резца

Для отсчета перемещений рабочих органов на станке принята систе- ма декартовых координат X, Y, Z с началом в точке, называемой «нуль станка». Для удобства программирования конкретной технологической операции начало координат в управляющей программе отождествляют с обработанным торцом заготовки, называя эту точку на оси Z «нулем дета- ли». Ось Z совмещают с осью шпинделя, а ось X направляют от центра за- готовки по радиусу. Для начала обработки инструмент перемещают в ис- ходную точку, от которой далее и начинается расчет его перемещений по траектории движения подачи. На технологических эскизах индивидуаль- ных заданий эта точка обозначена цифрой «0».