Машины и оборудования

Глава4 Токарные автоматы и  полуавтоматы

              Одношпиндерный токарно  – револьверный  автомат модели 1Б140.

      Автоматами  называют такие станки, на которых  после их наладки все движения, связанные с циклом обработки  детали, а также загрузка заготовки  и выгрузка обработанной детали выполняются  без участия рабочего. На  полуавтоматах  установку новой заготовки и  снятие готовой детали выполняет рабочий.

      Токарные  автоматы и полуавтоматы могут быть универсальные и специализированные, горизонтальные и вертикальные, одно и многошпиндельные. Одношпиндельные  прутковые токарные автоматы подразделяют на револьверные, фасонно-отрезные и фасонно-продольные. В уневирсальном исполнении одношпиндельные токарно-револьверные автоматы имеют  шестипозиционную револьверную головку и поперечные суппорты.

      На  токарно – револьверном автомате 1Б140 (см рис) в условиях крупносерийного  и массового производства обрабатывают сложные по форме детали с применением нескольких последовательно или параллельно работающих инструментов.

    Характеристика станка. Наибольший  диаметр обрабатываемого  прутка 40 мм; наибольший диаметр нарезаемой  резьбы: в стальных  деталях М24, в деталях из латуни М32; наибольшая длина подачи прутка за одно включение 100 мм; наибольший ход револьверной головки 100мм; время изготовления одной детали 10,1 – 608,3 с; пределы частот вращения шпинделя: при левом вращении 160 – 2500 об/мин; при правом 63-1000 об/мин; наименьшее и наибольшее расстояние от торца шпинделя до револьверной головки 75-210 мм; мощность электродвигателя 5,5 кВт; габаритные размеры 1900´890´1500 мм.

    Принцип работы станка. Обрабатываемый  пруток пропускают через направляющую трубу и закрепляют в шпинделе станка цанговым зажимом. Инструмент закрепляют в револьверной головке, поперечных и на продольном суппортом. Инструментами револьверной головки протачивают наружные поверхности, обрабатывают отверстия и нарезают резьбу, инструментами поперечных суппортов обрабатывают фассонные поверхности, подрезают торцы, снимают фаски и отрезают готовые детали, а инструментом продольного суппорта производят точение конусов и другие операции. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава5 Сверлильные и  расточные станки

              Координатно-расточной  станок модели 2А450 

 Координатно-расточной  станок модели 2А450 предназначен для  обработки отверстий точным расположением  осей, размеры между которыми заданы в прямоугольной системе координат.

 Наряду  с расточкой на станке, при необходимости  могут выполняться сверление, лёгкое (чистовое) фрезерование, разметка и  проверка линейных размеров, в частности  межцентровых расстояний.

 Применяя  поставляемые со станком поворотные столы и другие принадлежности, можно, кроме того , производить обработку отверстий, заданных в системе координат, наклонных и взаимно перпендикулярных отверстий и проточку торцовых плоскостей.

 Станок  пригоден как для работ в инструментальных цехах (обработка кондукторов и приспособлений), так и в производственных цехах для точной обработки деталей без специальной оснастки.

 Станок  оборудован оптическими экранными  отчётными устройствами, позволяющими отсчитывать целю и дробную части координатного размера в одном месте.

 В условиях нормальной эксплуатации станок обеспечивает точность установки межцентровых расстояний: в прямоугольной системе координат- 0,004мм.

 Станок  оснащён принадлежностями, наиболее часто употребляемыми.

 Прежде  чем приступить к установке станка, к подключению к электросети и к работе на нём, следует внимательно изучить соответствующие разделы настоящего руководства.

Технические характеристики:  

Нормально станок комплектуется электрооборудованием на напряжение 380 В, 50 Гц.

Глава6 Резьбообрабатывающие и зубообрабатывающие станки

          Зубофрезерный полуавтомат  5Д32

      Назначение  станка. Станок предназначен для нарезания цилиндрических зубчатых колес с прямыми и косыми зубьями. Кроме того на данном станке можно нарезать червячные колеса как методом радиальной, так и методом дангециальной подачи. Если на станке имеется специальное приспособление, то можно нарезать зубчатые колеса с внутренним зацеплением. Кроме того на данном станке методом обкатки можно нарезать и другие зубчатые детали (см рис).  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава7 Станки для лучевой  обработки 

      Электронно-лучевая обработка основана на использовании кинетической энергии сфокусированного пучка электронов. Большие электронам сообщают с помощью высоких ускоряющих напряжений в среде, имеющей достаточный вакуум. Сущность процесса состоит в испарении вещества из зоны касания электронного луча.

      Электронно-лучевая  обработка применяется для вырезания  микродиодов, изготовления тонких пленок и сеток для медной фольги и  т.д. Такой обработкой можно получать очень малые отверстия и узкие  прорезы до 0,01 мм.

      Схема электронно-лучевой обработки  состоит из электронной пушки, в которой образуется мощный электронный луч, вакуумной или  рабочей камеры (вместе с устройствами для точной установки и перемещения заготовки), вакуумных насосов, контрольной схемы, управляющей электронным лучом и его траекторией, высоковольтного источника энергии, приборов для контроля и наблюдения за ходом процесса. Для уменьшения энергии, рассеиваемой в материале детали, применяют импульсный режим работы ( см рис). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава8 Промышленные роботы 

Робототехника – сравнительно новое, быстроразвивающееся  и весьма перспективное направление  науки и техники. Робот, являющийся одним из основных объектов изучения в этой науке, представляет собой универсальный автомат для воспроизведения двигательных и интеллектуальных функций человека. Именно создание промышленных роботов и станков с числовым программным управлением сделало реальностью осуществление главной мечты человечества в области материального производства – создание гибкого автоматизированного производства.

Среди всего многообразия роботов важным классом являются манипуляционные  роботы. Специфика манипуляционных  роботов, частным видом которых  являются промышленные роботы, связана  с наличием манипулятора – его исполнительного органа.

Практической  целью создания роботов явилась  передача им тех видов деятельности, которые для человека являются трудоемкими, тяжелыми, монотонными, вредными для  здоровья и жизни. Это прежде всего  вспомогательные производственные операции: загрузка и разгрузка установок, станков, полуавтоматов, и основные производственные операции: сварка, окраска, резка, сборка и т. д., а также работы в так называемых экстремальных условиях: под водой, в космосе, в радиоактивных и ядовитых средах, а также в средах с газовой средой и температурным режимом, неприемлемыми для человека.

Роботы, предназначенные для выполнения двигательных и управляющих функций  в производственном процессе, называются промышленными. Именно необходимость  решения производственных задач обеспечила бурное развитие в течение почти полувека исследований в области робототехники и производства роботов. От традиционных средств автоматизации промышленные роботы отличаются универсальностью, возможностью их быстрой переналадки, что позволяет создавать на базе универсального оборудования роботизированные технологические комплексы, быстропереналаживаемые гибкие производственные системы (ГПС), гибкие автоматизированные производства (ГАП). Создание ГАП в настоящее время рассматривается как одна из основных тенденций развития современного машиностроения.

Сложность промышленного робота, как объекта  для изучения и проектирования, необычайно высокие требования, предъявляемые  к нему как к автоматической манипуляционной  системе, состоят в следующем: предельная погрешность перемещения рабочего органа соизмерима с аналогичной характеристикой наиболее точных станков при значительно больших величинах перемещений и количествах степеней подвижности. При этом для удовлетворительной производительности скорость должна быть выше на порядок. Поэтому изучение вопросов структуры, кинематики и динамики является весьма важной составной частью при разработке и практическом использовании исполнительных устройств промышленных роботов как объекта управления. 

     Промышленный робот – автоматическая машина, состоящая из манипулятора и устройства программного управления его движением, предназначенная для замены человека при выполнении основных и вспомогательных операций в производственных процессах. 
    Манипулятор – совокупность пространственного рычажного механизма и системы приводов, осуществляющая под управлением программируемого автоматического устройства или человека-оператора действия (манипуляции), аналогичные действиям руки человека.

Назначение  и область применения. 

   Промышленные роботы предназначены для замены человека при выполнении основных и вспомогательных технологических операций в процессе промышленного производства. При этом решается важная социальная задача - освобождения человека от работ, связанных с опасностями для здоровья или с тяжелым физическим трудом, а также от простых монотонных операций, не требующих высокой квалификации. Гибкие автоматизированные производства, создаваемые на базе промышленных роботов, позволяют решать задачи автоматизации на предприятиях с широкой номенклатурой продукции при мелкосерийном и штучном производстве. Копирующие манипуляторы, управляемые человеком-оператором, необходимы при выполнении различных работ с радиоактивными материалами. Кроме того, эти устройства незаменимы при выполнении работ в космосе, под водой, в химически активных средах. Таким образом, промышленные роботы и копирующие манипуляторы являются важными составными частями современного промышленного производства. Принципиальное устройство промышленного робота. 

   Манипулятор промышленного робота по своему функциональному назначению должен обеспечивать движение выходного звена и, закрепленного в нем, объекта манипулирования в пространстве по заданной траектории и с заданной ориентацией. Для полного выполнения этого требования основной рычажный механизм манипулятора должен иметь не менее шести подвижностей, причем движение по каждой из них должно быть управляемым. Промышленный робот с шестью подвижностями является сложной автоматической системой. Эта система сложна как в изготовлении, так и в эксплуатации. Поэтому в реальных конструкциях промышленных роботов часто используются механизмы с числом подвижностей менее шести. Наиболее простые манипуляторы имеют три, реже две, подвижности. Такие манипуляторы значительно дешевле в изготовлении и эксплуатации, но предъявляют специфические требования к организации рабочей среды. Эти требования связаны с заданной ориентацией объектов манипулирования относительно механизма робота. Поэтому оборудование должно располагаться относительно такого робота с требуемой ориентацией. 
    Рассмотрим для примера структурную и функциональную схемы промышленного робота с трехподвижным манипулятором. Основной механизм руки манипулятора состоит из неподвижного звена 0 и трех подвижных звеньев 1, 2 и 3 (рис.19.1).