4.6.3 Особенности проектирования технологических процессов механической обработки для гпс без использования пр

Как правило, без использования ПР в ГПС обрабатываются заготовки кор­пусных деталей, рычагов, кронштейнов и других деталей сложной формы. Для их установки на станки используются приспособления-спутники (палеты). Та­кое решение оказалось наиболее рациональным, так как обеспечить единообра­зие схем установки и закрепления заготовок сложной формы не представляется возможным, а автоматизированный производственный процесс требует строгой ориентации и надежного закрепления заготовок при обработке.

В случае использования палет, они меняются на столе станка с помощью устройств автоматической смены палет. На некоторых ГПС установка палет производится с помощью ПР.

Заготовки устанавливаются и закрепляются в приспособлениях, которые в виде различных наладок монтируются на палетах.

Для нормального функционирования необходимо иметь в обращении ком­плект из нескольких палет с приспособлениями для каждого наименования об­рабатываемых заготовок.

Установка наладок и закрепление на них заготовок в настоящее время про­изводится вручную.

Наладчик комплектует наладку и устанавливает заготовки в соответствии со схемой установки, транслируемой системой управления ГПС на экран тер­минала участка комплектации.

При подачи заготовок к станкам с помощью элементов транспортной сис­темы требуемая точность ориентации спутников на различных этапах их транс­портирования различна. Наибольшая точность необходима при установке спут­ника на рабочий стол станка, что и определяет точность изготовления базовых поверхностей на спутниках. Погрешность установки спутника определяется ли­нейными и угловыми смещениями его координатной системы относительно ко­ординатной системы стола станка.

На спутник может быть установлено несколько заготовок.

Наибольшее число известных в настоящее время ГПС служат для изготов­ления корпусных деталей.

Для большинства из них характерно наличие нескольких комплектов вспо­могательных баз, которые в соответствии со служебным назначением должны быть расположены с заданной определенностью относительно основных баз де­тали. Исходя из этого, для большинства заготовок структура технологического процесса следующая:

• обработка основных баз с базированием по черным поверхностям,

• обработка остальных поверхностей с использованием в качестве технологических основных конструкторских баз.

Наиболее приемлемы три варианта обработки:

• сохранение на окончательно обработанной заготовке одной необработанной поверхности для базирования, закрепления и обработки загото­вок за один установ;

• предварительная обработка (вне ГПС на участке подготовки баз) базо­вых поверхностей для установки, закрепления и обработки в ГПС за один установ;

• обработка базовых поверхностей и дальнейшая обработка в самой сис­теме с перезакреплением заготовки.

Для обработки заготовок корпусных деталей и деталей сложной формы за один установ необходимо использование станков с поворотными столами, мно­гошпиндельных, станков с поворотной шпиндельной головкой. Могут исполь­зоваться станки с глобусными поворотными столами. По возможности следует использовать многошпиндельные насадки.

Кроме станков, имеющих поворотную шпиндельную головку, управляемую от системы программного управления, используются станки с автоматически уста­навливаемой угловой насадкой на шпиндельную бабку. В условиях автоматизиро­ванного производства деление операций, выполняемых на одних и тех же станках, на черновые и чистовые, а также прерывание автоматического цикла в целях осу­ществления искусственного старения заготовки, является нежелательным. Искус­ственное старение должно выполняться до поступления заготовки на автоматизи­рованный участок. Заготовки должны быть точными и иметь небольшие при­пуски, отвечающие условиям получистовой и чистовой обработки.

Закрепление заготовок на первой операции при обработке технологических баз обычно осуществляется путем предварительной выверки по разметке, для точ­ных заготовок - без разметки. Подготовленные технологические базы должны обеспечивать возможность последующей обработки заготовки с пяти сторон.

Разметка и выверка для точной установки заготовок на спутниках требует большого времени и не гарантирует высокой точности (т.к. погрешности уста­новки наладок, погрешности установки заготовок, погрешности установки спутников на станке могут при неблагоприятных сочетаниях суммировался и вызывать недопустимую погрешность обработки).

Возможно несколько путей преодоления этого недостатка.

1) Установка заготовки на спутник осуществляется без предварительной разметки в рабочем пространстве координатно-разметочной машины (КРМ). На поворотном столе КРМ смонтировано приспособление аналогичное тем, кото­рые установлены на станках. Начало отсчета перемещений рабочих органов КРМ совмещено с комплектом вспомогательных баз этого приспособления. Ба­зовый спутник устанавливается на приспособлении на КРМ так же, как он уста­навливается на станки. Заготовка выверяется относительно спутника с исполь­зованием отсчетной системы КРМ. После закрепления комплект «спутник-заготовка» поступает на станки для обработки. Начало управляющей програм­мы ЧПУ связано с комплектом основных баз приспособления-спутника, относительно которых задается и положение заготовки. За счет этого точность на­чального этапа повышена на 40 %.

2) Заготовка устанавливается на спутник без разметки и выверки, затем ус­танавливается в рабочее пространство КИМ (координатно-измерительной ма­шины) с ЧПУ точно так же, как устанавливается на станок. Измерительная го­ловка КИМ определяет положение заготовки относительно координатной сис­темы станка, а система ЧПУ вычисляет величины необходимых коррекций (линейных и угловых) начала координат. Эти величины хранятся в памяти, а при поступлении заготовки на станок для обработки передаются в систему ЧПУ станка для отработки коррекции. Некомпенсируемыми являются только по­грешности установки спутников на станок.

3) Установка спутника с закрепленной без выверки заготовкой на станок и оп­ределение ее положения с помощью измерительного преобразователя, установлен­ного в шпинделе станка. При этом некомпенсируемые составляющие погрешности установки исключаются, но метод требует дополнительного времени.

КИМ является широкоуниверсальным средством контроля. Принцип их действия заключается в измерении перемещений измерительного преобразова­теля относительно измеряемой детали в заданной системе координат. Как пра­вило, число координат не менее трех.

КИМ автоматически производит весь процесс измерения: согласование систем координат КИМ и измеряемой детали; управление движениями испол­нительных органов КИМ; считывание, обработку и запись результатов. В состав КИМ входят:

• измерительная головка с измерительным наконечником; датчики больших перемещений;

• механическая часть КИМ;

• система ЧПУ на базе ЭВМ.

Некоторые современные КИМ оснащены системой автоматической смены измерительных щупов (наконечников).

В стандартное математическое обеспечение КИМ входят программы, позво­ляющие осуществить математическое базирование по нескольким поверхностям.

При этом вместо механической выверки базовых поверхностей деталей на­ходят координаты нужного числа точек базовой поверхности, определяющих связанную с данным изделием систему координат. Эти данные обрабатываются на ЭВМ, а все измеренные в дальнейшем координаты точек поверхностей пересчитываются в систему координат изделия.

Измерение заготовки перед обработкой позволяет решать еще одну задачу - оптимальное распределение припуска по переходам.