 |
Расчет неполных приведенных затрат
|
|
|
|
| № варианта | q | n у | m | Ki, руб. | Зп i, руб. | j i | З i, руб. |
| 1,007 | |||||||
| 1,017 |
Вариант 2, соответствующий минимуму целевой функции, является оптимальным.
На 1-м участке структурная компоновка линии последовательно-параллельная, на 2-м участке – последовательная. Параллельно валы изготавливаются на токарно-копировальных станках (поз. 2 и поз. 3 в табл. 1.1). Простои в работе одного из станков 1-го участка приводят к тому, что заготовки на 2-й участок поставляются из накопителя. Простои в работе любого станка, находящегося на 2-м участке, приводят к заполнению заготовками накопителя. На участках предполагается верхнее расположение транспортера относительно оборудования. Накопитель представляет собой магазинные устройства с упорядоченно уложенными заготовками.
Поштучная передача заготовок от одного станка к другому на 2-м участке осуществляется шаговым транспортером с призматическими захватами. Загрузка заготовок в магазинное устройство на 1-м участке производится вручную оператором. Установка заготовки с транспортёра на рабочие позиции 3, 4 и 6 (см. табл. 1.1) выполняется с помощью автоматических механизмов, включающих отсекатель и автооператор. Снятая со станков (рабочие позиции 2, 3 и 5) заготовка перемещается под действием собственного веса к подъемникам, откуда после принудительного подъема на определенную высоту она скатывается в соответственные накопители.
Контрольные вопросы
1. Из каких соображений назначается персонал, обслуживающий АЛ?
2. Связано ли количество переустановок детали в оптимальной структурной компоновке АЛ со стоимостью транспортно-накопительных устройств?
|
|
|
3. Всегда ли установка станка-дублёра приводит к созданию ветвящегося потока?
4. Должна ли в процессе переориентации рассматриваемой в работе детали выдерживаться её схема базирования?
5. Назовите устройства, обеспечивающие транспортирование детали в АЛ.
II. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СХЕМ
АВТОМАТИЗАЦИИ СТАНКОВ
Лабораторная работа №7
Построение циклограммы работы станка,
встроенного в АЛ
В ходе выполнения лабораторных работ №№ 1-6 студент получил структурно-компоновочную схему АЛ, обеспечивающей выпуск деталей с заданной производительностью. При этом производительность работы каждого станка, встроенного в АЛ, определена своим конкретным цикловым временем Т ц i (см. табл. 1.1), в течение которого исполнительные (целевые) механизмы станка совершают необходимые для обработки рабочие и холостые ходы. Указанное обстоятельство отличает станок, оснащённый системой автоматического управления (САУ), от обычного универсального станка с ручным управлением и нежёстким циклом.
САУ накладывает свои особенности на кинематику и конструкцию механизмов автоматически действующей машины, обеспечивает выполнение исполнительными механизмами своего функционального назначения, задаёт последовательность и согласованность (синхронизацию) их движений по времени.
Для детальной разработки САУ в качестве исходных данных необходимо иметь принципиальную кинематическую схему, структурную схему систем управления и цикловую диаграмму. Принципиальные кинематические схемы большинства станков приведены в научно-технической литературе. Структурные схемы систем управления рассмотрены в курсе «Теория автоматического управления» и для металлообрабатывающего оборудования представляются системами либо с разомкнутой цепью, либо с обратной связью, либо комбинированными.
На начальном этапе проектирования, когда ещё нет чёткого представления о конструкциях целевых механизмов, но есть представление об их функциональном назначении, принципиальную схему работы станка-автомата может характеризовать цикловая диаграмма.
|
|
|
По своему виду циклограммы бывают круговыми и развёрнутыми. Более широкое распространение получили развёрнутые циклограммы, которые отражают последовательность работы практически любой САУ. Круговые диаграммы типичны для систем управления, имеющих централизованное устройство, задающее программу движений целевых механизмов. Чаще всего такими устройствами являются распределительный вал или вал командоаппарата с насаженными на них кулачками, каждый из которых управляет движением какого-либо одного исполнительного механизма. Вращение вала происходит с постоянной угловой скоростью ω, поэтому циклограмма работы механизма представляется углом поворота вала φ = ωt, связанного со временем t.
Циклически повторяющуюся работу автоматически действующего оборудования можно наблюдать и зафиксировать в техническом центре Emag, в УПЦ «Машиностроитель» при обработке партии деталей одного наименования. Примеры построения циклограмм рассмотрены в книге [13].
Цель работы. Построить цикловую диаграмму работы встроенного в автоматическую линию станка с заданным в предыдущих работах цикловым временем.
Оснащение. Автоматически действующее оборудование VL 4, SPU 20 и MCFV 1060.
Последовательность выполнения работы:
1. Наметить целевые механизмы, реализующие требуемый цикл обработки.
2. Выбрать типовые циклы работы механизмов.
3. Наметить систему управления станком.
4. Построить циклограмму работы станка.
Получаемые результаты. Представляются развёрнутой или круговой циклограммой работы одного из станков, встроенной в спроектированную студентом структурно-компоновочную схему АЛ. Если предлагаемая схема управления будет путевой, то на циклограмме следует указать места установки конечных выключателей.
Содержание отчёта. Отчёт по работе должен содержать аккуратно выполненную циклограмму и описание последовательности работы механизмов и передачи управляющих команд, как это показано на приведённом ниже примере.
Пример построения развёрнутой циклограммы для токарно-копировального станка c Т ц 2 = 0,48 мин = 29 с и станка-дублёра, установленных на второй позиции АЛ.
|
|
|
В рассматриваемом случае попеременную доставку заготовки от фрезерно-центровального станка к одному из двух параллельно работающих станков осуществляет транспортёр шагового действия. Захват заготовки здесь и далее производится устройством, снабжённым упругими элементами, не требующими специального привода. С транспортёра заготовка автооператором, имеющим две степени свободы (два движения по двум осям координат – вертикальной и горизонтальной), перемещается на ось центров станка. Затем движением пиноли задней бабки заготовка устанавливается на передний центр, закреплённый в центробежном трехкулачковом поводковом патроне. При включении привода главного движения кулачки автоматически зажимают заготовку, передавая ей крутящий момент. В данном случае целевая функция, связанная с зажимом заготовки, совмещена с включением вращения шпинделя. Обработка заготовки осуществляется последовательно за два перехода: переход 1 – точение ступенчатого контура проходным упорным резцом, расположенным на копировальном суппорте, переход 2 – точение фасок и канавок набором резцов, закреплённых на поперечном суппорте. Удаление обработанной заготовки со станка и передача её на следующий станок производятся вторым автооператором, работа которого совмещена по времени с работой первого автооператора. Т.е. предполагается, что передача заготовки с транспортёра на первый токарный станок осуществляется одновременно с передачей другой заготовки с первого на второй токарный станок. Подобным образом передаются заготовки по всем участкам линии, где отсутствуют накопительные устройства.
Следующий этап – выбор типовых циклов работы механизмов. В данном случае цикл работы механизмов 01 – 04: быстрый подвод – стоп – быстрый отвод; цикл работы суппортов 06 и 07: быстрый подвод – рабочая подача – быстрый отвод.
В станке применена путевая система управления с разомкнутой цепью. Подвод механизма обозначен поднимающейся прямой, стоп (выстой) – горизонтальной прямой, отвод – ниспадающей прямой линией. Трудоёмкие расчёты времени, затраченного в станках-автоматах на быстрый подвод и отвод механизмов, показывают, что оно составляет величину, меньшую 1 с. Принимаем это время равным 1 с. Такое же время рекомендовано в нормативах [8].
|
|
|
Третий этап – построение циклограммы работы станка. Для рассматриваемого примера она приведена в табл. 7.1.
Цикл работы станка, изображённый на циклограмме, начинается с отвода пиноли задней бабки. В конце холостого хода расположенный на пиноли выступ воздействует на конечный выключатель SQ1, замыкание электрических контактов которого приводит к срабатыванию вертикальных гидроцилиндров двух параллельно работающих автооператоров. Один автооператор снимает заготовку с транспортёра, другой удаляет обработанную заготовку со станка. В верхнем положении шток поднимающегося поршня гидроцилиндра, находящегося в зоне транспортёра, нажимает на конечный выключатель SQ2, размножающий команды, передаваемые горизонтальному гидроцилиндру автооператора и гидроприводу транспортёра. Один автооператор перемещает заготовку от транспортёра к станку, другой – от первого токарного станка ко второму станку. В это время транспортёр возвращается к приёмному лотку. Горизонтальное перемещение автооператоров останавливает конечный выключатель SQ3, который передаёт команду вертикальным цилиндрам на опускание заготовок.
Таблица 7.1
|
|
|
