Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Автоматизация технологических процессов и производств

Система инструментального обеспечения

В настоящее время более 40 % типов станков оснащены системами автоматической смены инструментов, из них примерно 55...60 % приходится на многооперационные станки токарной группы и 40...45 % — на фрезерно-расточные обрабатывающие центры. Существует два способа замены затупившегося (или сломанного) инструмента:

  • • индивидуальный — замена отдельных инструментов в магазине инструментов (МИ);
  • • комплектный — замена целиком магазина инструментов.

Первый способ позволяет максимально использовать режущие

свойства (стойкость) инструмента, оперативно заменять инструмент в случае поломки и постоянно сохранять в МИ инструменты-дублеры. Второй способ обеспечивает минимальное время переналадки станка, но приводит к неполному использованию резерва стойкости каждого инструмента.

Конструктивно магазины инструментов выполняют в виде револьверных головок с числом позиций от четырех до 12, дисков и барабанов емкостью от 12 до 30 инструментов и цепных накопителей емкостью от 30 до 120 инструментов (рис. 5.5, 5.6).

В токарных станках инструмент устанавливается в специальных резцедержателях с вертикальной или горизонтальной осью вращения с помощью промежуточных оправок. Манипулятор заменяет инструментальные блоки в целом. На фрезерно-расточных станках инструмент устанавливается в оправках в гнезда инструментального магазина встроенным автооператором.

Компоновка системы инструментального обеспечения (СИО) автоматизированных производств определяется количеством используемого инструмента, интенсивностью его замены в зависимости от программы обработки заготовок заданной номенклатуры. В качестве примера рассмотрим компоновку СИО для обеспечения работы ГПК в составе семи обрабатывающих центров (рис. 5.7).

Внешний вид станка с дисковым магазином инструментов (а) и конструкция

Рис. 5.5. Внешний вид станка с дисковым магазином инструментов (а) и конструкция

дискового магазина (б)

а б

Рис. 5.6. Многооперационные станки с горизонтальным (а) и вертикальным (б) цепными магазинами инструментов

Инструментальный склад ГПК представляет собой два одноярусных накопителя Н1 и Н2, в гнездах которых инструменты располагаются вертикально. Накопитель Н1 имеет две кассеты К1 и К2 (по 6 гнезд каждая), через которые происходит прием инструментов с центрального инструментального склада и отправка их обратно на заточку затупившегося и замену сломанного инструмента. Загрузку и разгрузку кассет и установку инструмента в гнездо СК для считывания кода производит манипулятор М3. Манипулятор М2 комплектует необходимым инструментом накопитель Н1 в соответствии с запросами станков участка (передача инструмента из Н2 в Н1 и обратно). Манипуляторы М2 и М3 связаны между собой через передаточную зону ПЗ, которая, как и кассеты К1, К2, имеет привод вертикального хода для

пз

Д1 Д2

| ооо оо|о|о| ОО ОО I

мзЧХН

НХЬМ4

|ОООО ООI

М1 НЖКЧ г ? ??

1

Ц*4Х1*М2

в

Рис. 5.7. Пример компоновки СИО для ГПК в составе семи обрабатывающих центров: а — с одним станочным манипулятором; б — с одним манипулятором в накопителе;

в — с полным комплектом манипуляторов

удобства захвата инструмента. Передачу инструментов в инструментальный магазин ОЦ и обратно производит манипулятор М1. В различных вариантах компоновок СИО число манипуляторов между накопителями Н1 и Н2 и между Н1 и станками варьируется от одного до двух. Оценка вариантов компоновки СИО производится с помощью графа перемещений манипуляторов М1—М3, над дугами которого указывается число их перемещений за месяц, а вершины показывают пункты доставки инструмента (рис. 5.8).

Окончательный выбор числа инструментальных манипуляторов СИО производится не только с учетом интенсивности инструментального потока, но и с позиций оценки надежности работы ГПК. Например, если оставить один манипулятор для обслуживания станков, то при выходе его из строя будет остановлен весь ГПК. То же самое произойдет, если между накопителями Н1 и Н2 останется один

Граф перемещений инструментальных манипуляторов за месяц

Рис. 5.8. Граф перемещений инструментальных манипуляторов за месяц

манипулятор. Для крупных ГПК оптимальной является компоновка СИО с четырьмя манипуляторами.

Расчет параметров СИО

Целью расчета является определение емкости Е инструментального склада ГПК и числа обслуживающих манипуляторов пы. Емкость определяется числом инструментов /7ИН, необходимых для обработки заданной номенклатуры п заготовок, т. е. Е - яин. Если в инструментальном складе участка не удается разместить весь необходимый инструмент, то часть инструментов яцс приходится хранить в центральном инструментальном складе.

Исходные данные для расчета параметров СИО.

Число обрабатывающих центров в ГПК п - 7; емкость магазина инструментов каждого ОЦ Еми - 30 ин.; номенклатура обрабатываемых заготовок на ГПК п.гр = 152 т/р; среднее число инструментов-дублеров на один типоразмер заготовок «д = 2; среднее время обработки заготовок одного типоразмера гоб = 90 мин; среднее время работы одного инструмента /ин = Ю мин; длина накопителей Н1 и Н2 Ь-= 26 500 мм; шаг между гнездами накопителя 5= 125 мм.

Длина Г накопителей определяется габаритами ОЦ и расстояниями между ними, а шаг 5 задается конструктором с учетом возможности захвата инструмента манипулятором (рис. 5.9).

1

2

2500

1500

V

Н2

Схема для расчета емкости инструментального накопителя ГПК

Рис. 5.9. Схема для расчета емкости инструментального накопителя ГПК

Расчет необходимого количества инструмента. Количество инструментов в магазинах ОЦ:

«ми = ?ми«оц = 30-7 = 210ин.

Количество инструментов в одном накопителе ГПК:

пн = Ь/8= 26 500/125 = 212 ин.

То же в двух накопителях:

Ен = 2 • пн = 2 - 212 = 424 ин.

Количество инструментов на станках ГПК:

ягпк = «ми + Ен = 210 + 424 = 634 ин.

Количество основных инструментов для обработки всей номенклатуры заготовок:

«оси = «тр • 'об Айн = 152 • 90/10 = 1368 ин.

Количество инструментов-дублеров для обработки всей номенклатуры заготовок:

«д = «д • «Тр - 2 • 152 = 304 ин. дубл.

Общее число инструментов для обработки всей номенклатуры заготовок:

пт - посн + /7Д = 1368 + 304 = 1672 ин.

Количество инструментов, которые должны храниться на центральном складе:

= 1672 - 634 = 1038 ин.

Н1

пцс = пчн ~ ^ГПК

Расчет числа обслуживающих манипуляторов пм.

Число пм рассчитывают по коэффициенту загрузки манипулятора М1:

^зм 1 об

где Фм = 305 ч — месячный фонд времени манипулятора;

Т = дсм • /см/60 — суммарное время обслуживания станков манипулятором М1;

псм — число смен инструмента в течение месяца;

/см/60 — среднее время смены одного инструмента, мин.

Если коэффициент загрузки кзм > 1, то принимают пм = 2.

Для манипулятора М2 (зона обслуживания между Н1 и Н2): где Гвв — время ввода-вывода инструмента из ГПК через К1 и К2;

?кн — время комплектования инструментом накопителя (обмен между Н1 и Н2). Время простоя манипулятора в течение месяца:

t = ф - / ,

‘пр.м М Л ОО •

Расчет числа кассет в инструментальном накопителе Производительность кассеты:

0к = ЛИн-*п/Фм, ШТ-/Ч,

где кп = 1,5 — коэффициент партионности заготовок по типоразмерам;

(2К = 1672 • 1,5/305 ч = 8,22 ~ 9 ин./ч (или 9/60 ин./мин).

Тактовое время замены инструмента:

Дин - 1/С?к =1-60 мин/9 ин. = 6,66 ~ 7 мин.

Если /т ин ~ /т уч, то достаточно одной кассеты (здесь /т уч — тактовое время обработки заготовок на участке ГПК). Если гтин>/туч, то необходимо 2 кассеты.

В схеме на рис. 5.7 инструментальные накопители условно размещены по одну сторону от линии станков, а в реальной компоновке Н1 и Н2 размещаются симметрично по обе стороны от станков над ними. Их обслуживают подвесные манипуляторы. Станочные магазины инструментов обслуживают встроенные в станки манипуляторы.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы