14. Выбор структурных компоновок автоматических систем машин.

Ответ:

Типовые компоновки гпм и гпс.

Основные типы компоновок ГПМ приведены в государственном стандарте ГОСТ 27491-87 "Модули гибкие производственные и станки многоцелевые сверлильно-фрезерно-расточные. Основные параметры и размеры".

На рис. 3.20 показаны горизонтальные ГПМ для обработки корпусных деталей.

Стойка 1 с перемещающейся по ней в вертикальном направлении шпиндельной бабкой 2 устанавливается либо неподвижно, либо перемещается по станине 3. При неподвижной стойке 1 (рис. 3.20, а) поворотный стол 5 со столом-спутником 6 перемещаются по двум взаимно перпендикулярным осям координат с помощью промежуточных между ним и основанием салазок 4, снабженных крестообразно расположенными верхними и нижними направляющими.

Рис. 3.20. Горизонтальные ГПМ для обработки корпусных деталей:

а-с неподвижной стойкой и крестовым поворотным столом, б-с подвижными по одной оси координат поворотным столом и стойкой, в- с неподвижным поворотным столом и крестовой стойкой, г - с неподвижным по одной линейной оси поворотно-наклонным столом.

При подвижной в одном направлении стойке 1 стол 5 также перемещается по одной линейной оси координат (рис. 3.20, б). Если же стойка 1 с помощью промежуточных салазок 7 перемещается по двум взаимно перпендикулярным осям, то поворотный стол 5 выполняется неподвижным (рис. 3.20, в). Компоновки с неподвижным или перемещающимся только по одной оси координат столом 8 используется в станках и модулях, где стол 8 является поворотно-наклонным и на нем могут обрабатываться детали с пяти сторон и под различными углами (рис. 3.20,г).

На рис. 3.21 показан горизонтальный ГПМ для обработки деталей произвольной формы – корпусных или тел вращения.

На неподвижной стойке 1 в вертикальном направлении перемещается бабка 2 с выдвижным шпинделем 3, а подвижный в перпендикулярном оси шпинделя направлении стол 5 перемещается по горизонтальной оси. Такой модуль служит для сверлильно-фрезерно-расточной обработки вращающимся инструментом и для токарной обработки деталей закрепленных на столе-спутнике 4 не вращающимся инструментом (установленным в тот же шпиндель 3 и зафиксированным относительно корпуса шпиндельной бабки).

Рис.3.21. ГПМ для обработки деталей произвольной формы с поворотным вокруг горизонтальной оси координат столом	Рис.3.22. Вертикальный ГМП для обработки плоских деталей с неподвижной стойкой и крестовым столом.

На рис. 3.22 показан вертикальный ГПМ с неподвижной стойкой 2, вертикально перемещающейся шпиндельной бабкой 1 и крестовым столом 3 на салазках 4. Стол со столом-спутником 5 вертикальных ГПМ имеет, как правило, удлиненную форму, размеры которой соответствуют отношению длины к ширине плоских деталей. Кроме того, вертикальные станки удобны для обработки небольших удлиненных деталей произвольной формы (в том числе типа тел вращения), закрепляемых в накладных поворотных вокруг горизонтальной оси столах.

На рис. 3.23 показаны двухстоечные вертикальные ГПМ. Портал 1 может быть неподвижным (рис. 3.23, а) или подвижным вдоль неподвижной плиты-стенда 7 (рис. 3.23, б). При неподвижном портале, (см. рис. 3.23, б) стол 3 перемещается по одной оси координат (вдоль длинной стороны), на нем может устанавливаться стол-спутник 4. Шпиндельная бабка 5 расположена на поперечине 2 и перемещается по ней в горизонтальном направлении, перпендикулярном направлению перемещения портала или стола. Поперечина 2 может быть неподвижной (при этом она является частью портала) или иметь установочное перемещение вдоль оси шпинделя. При неподвижной поперечине (см. рис. 3.23, б) по оси координат Z перемещается шпиндельная бабка 5 (или ползунковый шпиндель), расположенная на салазках 6, перемещающихся по поперечине 2.

На рис. 3.20–3.23 показаны принятые в нормативных документах направления осей координат, по которым перемещаются рабочие органы.

Значительная часть модулей имеет одностоечную компоновку с неподвижным бесконсольным столом, крестовым или продольно-подвижным (по координате X). При этом, как правило, используется стойка портального типа, по которой вертикально перемещается шпиндельная бабка с жестким неподвижным шпинделем.

Разделение перемещений стола и стойки по одной линейной координате в станках способствует достижению высокой точности позиционирования, так как отсутствуют консольные I участки, и нет взаимного влияния подвижных по осям X и Z (Y) узлов. Появляется также возможность увеличения длины стола и его перемещения по координате X, что необходимо для обработки длинномерных деталей.

Рис.3.23. Вертикальные двухстоечные ГПМ для обработки корпусных и плоских деталей:

а- с подвижным столом и поперечиной, б- с подвижным порталом.

Уменьшение числа координат, по которым перемещается стол, приводит к улучшению условий сбора и отвода стружки, стыковки с устройствами автоматической смены обрабатываемых заготовок, т.е. облегчается встраиваемость модулей в ГПС. В связи с этим в последнее время шире стали применяться ГПМ с крестовой стойкой, даже при небольших размерах рабочей поверхности столов. Компоновки с неподвижным или перемещающимся по одной линейной координате столом, которые ранее применялись в основном только в двухстоечных портальных станках, в настоящее время используются и в большинстве горизонтальных модулях.

В малых модулях достаточно широко используется поворотный вокруг горизонтальной оси стол шириной до 400…500 мм (т.е. стол с вертикальной рабочей поверхностью). В таких модулях наиболее надежно решается вопрос отвода стружки и СОЖ, что является весьма важным для работы в режиме "безлюдной" технологии.

Двухстоечные ГПМ со столом шириной 1000 мм и более применяют для обработки крупных деталей. Следует отметить, что станки с подвижным порталом при одинаковых размерах стола существенно легче, чем станки с подвижным столом.

На рис. 3.24 представлена структура ГПМ, в состав которого помимо целевого станка входят дополнительные устройства и приспособления для реализации следующих основных функций:

1. автоматизации переналадки, осуществляемой в результате наличия устройств АСИ и АСЗ с накопителями, повышенного объема памяти для управляющих программ (УП) и автоматического вызова необходимой УП по коду обрабатываемой детали;

2. самодиагностирования с помощью устройства ЧПУ, которое сообщает диагностическую информацию, и реагирует на нее заранее 43апланироваными (алгоритмизированными) действиями;

3. автоматизации контроля над технологическим процессом: срока службы, износа или повреждения инструментов, точности обработки, величины нагрузок приводов рабочих органов, последовательности работы силового электрооборудования и времени протекания процессов;

4. поддержания непрерывного функционирования модуля путем автоматической подачи заготовок в необходимых количествах, инструментов-дублеров и их автоматического ввода в работу, автоматического поднастраивания инструментов по результатам контроля обрабатываемых поверхностей, поддержания заданных параметров работы систем и механизмов станка, адаптации режима обработки применительно к условиям процесса резания.

Необходимыми компонентами для создания ГПМ являются высоконадежные многоцелевые станки, современная вычислительная техника, измерительные преобразователи (датчики) контроля различных параметров и размеров и соответствующее программное обеспечение.

На рис. 3.25 показан ГПМ, выполненный на базе двух шпиндельного токарного станка для обработки де талей типа тел вращения. В состав ГПМ входят станок 1, оснащенный автоматизированными зажимными патронами для крепления заготовок и магазином 2 инструментов с устройством их автоматической замены (при износе, поломке). Промышленный робот (ПР), оснащенный четырьмя манипуляторами 5 предназначен для автоматической смены заготовок 6. Он может производить смену в двух шпинделях: снять обработанные дета ли и установить новые заготовки, взятые с поддонов 9 транспортно-накопительной системы 8, оснащенной манипулятора 7 и 10 для перемещения поддонов, может устанавливать заготовки на призмы поворотного стола 11, где они кантуются v одновременно контролируются, что позволяет сократить вспошпиндельной бабкой 1, стойкой 12 и поворотным столом 2 связан перегрузчиком 3 с накопителем 6 столов-спутников 5. Накопитель 6 на дополнительной позиции ш производит смену обрабатываемых деталей; она стыкуется с общей транспортной системой, если модуль встраивается в ГПС. Станок оснащен двумя инструментальными магазинами 14 и 15 и поворотным устройством 8 с тремя дополнительными магазинами 7, 9 и 10, которыми можно заменять магазин 15, что существенно увеличивает общую емкость инструментальной системы и количество инструментов-дублеров для замены изношенных инструментов. Устройство 4 и промышленный робот перемещаются вдоль станка по порталу 3.