Переналадка автоматической лини по выпуску деталей конической шестерни среднего и заднего моста осуществляется переводом операции зубонарезного станка позиции 7 на позицию 8 путем установки позиции загрузки и выгрузки робота манипулятора на соответствующий станок.
В устройство ориентации заготовки выгружает погрузчик, после того как заготовка выходит уже ориентированной, робот манипулятор 1 помещает в позицию 1, после того как цикл станка закончиться, робот манипулятор 1 перемещает в позицию 2, после окончании обработки на позиции 2, робот кладет заготовку на склиз-скат, под своей гравитацией заготовка скатывается к следующей группе станков. Такой цикл повторяется до тех пор пока не закончатся заготовки в ориентирующем устройстве. Далее заготовка скатившиеся по склизу скапливается на его конце, а робот манипулятор 2 при появлении заготовки в зоне загрузке на позиции 5, перемещает заготовку в позицию 6, после того как обработка заготовки закончится, робот 2 перемещает в позицию 7 или 8 (в зависимости от конструкции детали), когда обработка закончиться, робот 2 перемещает заготовку в позицию 9, робот манипулятор начинает заполнять тару. Такой цикл повторяется до тех пор пока не закончатся заготовки в склизе. После заполнения, заготовки отправляются на термическую обработку. После термической обработки заготовка помещается в вибробункер 2, после того как заготовка выйдет в ориентированном виде, робот манипулятор 3 берет заготовку и перемещает в позицию 11, после окончания обработки на станке, робот манипулятор перемещает в позицию 12, после обработки на этой позиции, робот манипулятор перемещает в позицию 13, и после обработки на этой позиции, робот манипулятор перемещает готовую деталь в позицию 14, где заполняет тару. Такой цикл повторяется как и в первой группе станков.
Устройство числового программного управления линией и электрошкафы расположены за ограждениями.
Вспомогательное оборудование необходимо для выполнения работ не связанных с обработкой детали. К таким работам относятся перемещение заготовки от одного станка к другому, к конвейеру, межоперационного накопления заготовок, деталей, транспортировка заготовок и готовых деталей.
К вспомогательному оборудованию данной автоматической линии относятся:
Устройство ориентации (вибробункер)
Транспортная система (склиз-скат)
Промышленный робот манипулятор.
С развитием вычислительной техники и повышением надежности средств автоматизации стало возможным и экономически выгодным автоматизировать различные вспомогательные операции.
Конструкция устройства ориентации показана в приложении Б.
Механизм ориентации и захвата, выполняется виде бункера-воронки. В которой бункер имеет форму конуса, направленной вершиной вниз, так как отвод ориентированных деталей производиться вниз по наклонному двухрельсовому лотку. В самом низу лотка вырезано отверстие Т - образного типа под ориентацию детали. За прорезью бункера закреплен траверс. Бункер крепиться на 4-ех стойках с направляющими, по 2 с каждой стороны. Для обеспечения подвижности бункер подпружинен. На дне, с внешней стороны бункера крепиться электромагнит. Электромагниты ЭМ 34 переменного тока, однофазные, предназначенные для применения в качестве комплектующих изделий для дистанционного управления исполнительными механизмами различного промышленного назначения для эксплуатации в стационарном состоянии. Электромагниты рассчитаны для включения в сеть переменного тока частоты 50 и 60 Гц на номинальное рабочее напряжение до 660 В. Чертеж представлен в приложении В.
Технические характеристики электромагнита представлены в таблице 2.
Таблица 2
| Режимработы ПВ, % | Номинальноетяговое усилие, Н | Времясрабатывания, с | Время возврата, с | Номинальная частота включений, в час | Номинальная активная мощность, Вт |
| 100 | 4,0 | 0,075 | 0,055 | 2400 | 13.5 |
| 40 | 5,0 | 0,085 | 0,059 | 2000 | 16 |
| 15 | 6,3 | 0,12 | 0,055 | 1200 | 20 |
| 0,08 | 0,055 | 2400 | 18 |
Принцип работы устройства ориентации:
Детали насыпанные навалом в бункер устремляются вниз под действием сил тяжести. И по инерции возникающим в результате направленного колебательного движения, в которое от электромагнитного вибратора приводиться бункер вместе с массой деталей. От вибрации детали ориентируются и выходят вниз из “Т” - образного разреза в бункере на траверс. Вдоль траверса ставиться оптический датчик, для распознавания роботом манипулятором наличие детали.
Чертеж гравитационного транспорта показана в приложении В.
Гравитационный транспорт содержит наклонный желоб. Желоб может иметь наклон от 40 до 70. Желоб состоит из каркаса выполненного из уголков различных размеров и трех прутков для увеличения износостойкости, прутки держаться на двух стойках, на конце желоба имеется траверс для накопления детали и захвата робота манипулятора.
Принцип работы гравитационного транспорта:
По наклонному желобу движется деталь вниз, под своим весом.
На каждую пару станков предлагается установить по одному роботу-манипулятору. Робот производил бы обслуживание двух станков последовательно. В качестве оборудования для обслуживания станков предлагается напольный робот Fanuc-2 L-2400.
Основное назначение - для установки заготовок на металлорежущие станки и снятие готовых деталей; штабелирование грузов, обслуживание конвейеров и другие операции. Характеристика промышленного робота
Fanuc-2 L-2400 приведены в таблице 3.
Таблица 3
| Наименование | Значение |
| Номинальная грузоподъемность, кг | 68,1 |
| Число степеней подвижности | 4 |
| Число рук/захватов на руку | 1/2 |
| Тип привода | пневмо и электро |
| Устройство управления | позиционное |
| Число программируемых координат | 4 |
| Ёмкость памяти системы, число положений рабочего органа | 60 |
| Погрешность позиционирования, мм | ±1,27 |
| Максимальный радиус зоны обслуживания R, мм | 1450 |
| Линейные перемещения со скоростью 0,914м/с, r, zмм | 1450, 1067 |
| Угловые перемещения | 3300 |
При выборе основного технологического оборудования следует руководствоваться конструктивно-технологическими особенностями обрабатываемого изделия, режимами резания. Так как в данной работе идёт проектирование гибкого автоматизированного участка, то выбираемое оборудование должно быть с ЧПУ предназначенное для работы в условиях автоматизированного производства. На данном автоматизированном участке может идти обработка не только конической шестерни среднего и заднего моста, но и других аналогичных деталей, поэтому производство должно быть быстропереналаживаемым в случае перехода на изготовление другой аналогичной детали.
Выбор станка осуществляем по следующим признакам:
частота вращения шпинделя;
размеры рабочей поверхности стола;
мощность электропривода главного движения;
скорость быстрого перемещения стола;
подача стола;
наибольшее перемещение стола.
Для обработки деталей конической шестерни среднего и заднего моста предлагается использовать следующие станки с ЧПУ:
- вертикально-фрезерный станок FANUC XD-40,токарно-патронный станок 16К20РФ3,зубошлицефрезерный станок 5Б352ПФ2,Зуборезный станок 5А270ВФ3,шлицешлифовальный станок ОШ-628Ф3,зубошлифовальный станок 5А868Ф,
- круглошлифовального станка ЗМ151Ф2.
Вертикально-фрезерный станок разработанный с использованием последних мировых технологий представляет новое поколение вертикально-фрезерных станков с ЧПУ которые идеальны для крупносерийного и массовых производств средних и малоразмерных деталей.
Такие характеристики станка, как 3-х осевое параллельное управление, высокоуровневое программирование (макрокоды), графический дисплей, гарантируют превосходную точность исполнения команд и позволяет оператору быстро добиться желаемого результата.
Сервопривод постоянного тока с цифровым управлением обеспечивает точные и быстрые перемещения по всем 3 - м осям. Большое количество операций, таких как фрезерование, растачивание, сверление, нарезание резьбы и т.п., можно осуществить за одну установку детали.
Стол и суппорт станка отливается из специального высокопрочного чугуна, они компактны, имеют большую область загрузки, высокую жесткость и отличные антивибрационные характеристики, способные обеспечить самую высокую точность обработки на станках подобного класса.
Конструкция включает в себя мощный высокомоментный шпиндель и встроенную систему подачи СОЖ в зону резания, что обеспечивает высокоскоростные режимы резания. Как дополнительное оборудование может быть заказан поворотный стол (4ая-ось), управляемый центральной системой ЧПУ станка. С помощью него возможна 4х-осевая обработка контуров любой сложности. Технические характеристики вертикально фрезерного консольного станка Fanuc XD40 представлены в таблице 4.
Таблица 4
| Наименование | Значения |
| Размер стола, мм | 420x800 |
| Размер T-паза, мм | 18x125x3 |
| Максимальный вес заготовки, кг | 300 |
| Перемещение по X/Y/Z, мм | 600/420/520 |
| Расстояние от шпинделя до колонны, мм | 519 |
| Подача по X/Y/Z, мм/мин | 1-10000 |
| Быстрые перемещения по X/Y/Z, мм/мин | 24/24/24 |
| Мощность, кВт | 7,5/11 |
| Максимальная скорость, об/мин | 6000 (8000) |
| Конус шпинделя | №40 7: 24 |
| Точность позиционирования по X/Y/Z, мм | 0,02/0,016/0,02 |
| Точность возврата в координату X/Y/Z, мм | 0,008/0,006/0,008 |
| Максимальный диаметр сверления, мм | 22 |
| Максимальный растачиваемый диаметр, мм | 100 |
| Максимальный момент на шпинделе, Н*м | 53,7 |
| Габариты станка, мм | 2310x2040x2317 |
| Масса станка, кг | 4000 |
Токарно-патронный станок 16К20РФ3 предназначены для выполнения разнообразных токарных работ: обтачивания и растачивания цилиндрических и конических поверхностей, нарезания наружных и внутренних метрических, дюймовых, модульных и питчевых резьб, а также сверления, зенкерования, развертывания, и т.п. Отклонение от цилиндричности 7 мк, конусности 20 мк на длине 300 мм, отклонение от прямолинейности торцевой поверхности на диаметре 300 мм - 16 мк.