5. 6. Проектирование автоматизированного комплекса
После решения вопросов по технологии обработки детали (группы деталей) и определения вида используемого оборудования необходимо решить вопрос создания автоматизированного комплекса (или автоматической линии) для изготовления детали с возможно меньшим использованием труда рабочих.
С этой целью осуществляется проработка всех систем автоматизированного комплекса.
5.6.1. Выбор транспортно-накопительной системы.
При разработке роботизированного комплекса транспортно-накопительная система должна обеспечивать возможность работы автоматизированного комплекса без участия человека в течение длительного промежутка времени.
Этот период должен составлять не менее половины смены, а лучше – быть равным времени рабочей смены, с тем, чтобы необходимые работы по подаче к комплексу заготовок были осуществлены во время перерыва в работе производственных рабочих. При этом, транспортно-накопительная система не должна существенно увеличивать производственную площадь, занимаемую автоматизированным комплексом. Должен быть решен вопрос об ориентировании детали на транспортно-накопительной системе для возможности её захвата рукой робота и перемещения на рабочую позицию станка в автоматическом режиме. Конструктивное исполнение системы должно быть простым и надежным в работе, обеспечивать высокую производительность; встраиваться в общую систему управления комплексом.
При разработке автоматической линии необходимо решить вопросы подачи заготовок на транспортер линии; выбора рациональной конструкции транспортера; создания накопителей для повышения гибкости линий; создания линий возврата спутников для спутниковых линий.
При разработке ГПС должен быть решен вопрос связи транспортной системы ГПС со складской системой для хранения заготовок, готовых деталей, инструмента и технологической оснастки.
Чертежи транспортно-накопительных систем могут быть вынесены в графическую часть проекта.
5.6.2. Выбор средств автоматизации загрузки-разгрузки изделий
Устройство загрузки-разгрузки должно решать вопрос подачи детали к зажимному приспособлению в ориентированном виде за минимально короткое время и с достаточной точностью. Эту роль может выполнять: манипулятор, автооператор, робот, устройство перегрузки детали из накопителя, транспортер автоматической линии. Устройство должно работать по командам от общей системы управления; обеспечивать необходимую ориентацию для качественного последующего закрепления детали.
Чертежи устройств загрузки-разгрузки могут быть вынесены в графическую часть проекта.
5.6.3. Выбор средств автоматического закрепления заготовки
на обрабатывающем оборудовании.
Необходимо рассмотреть конструктивное исполнение зажимного приспособления применительно к конкретному виду изделия и обрабатывающего оборудования. Для деталей типа «тело вращения» это могут быть системы автоматического привода для кулачковых систем, цанговых, гидропластовых, мембранных и др. Для корпусных деталей это могут быть устройства с гидравлическим приводом; с тарельчатыми пружинами, винтовые, магнитные, вакуумные и т.д. Могут быть использованы механизмы внешнего воздействия: гайковерты с регулируемым крутящим моментом, пневматические или гидравлические нажимные устройства и т.д. В результате должна быть решена задача автоматического закрепления заготовки и раскрепления обработанной детали без ручного труда.
На автоматических линиях должна быть решена задача центрирования детали на рабочих позициях и жесткого их закрепления на период обработки.
Чертежи устройств для автоматического закрепления деталей могут быть вынесены в графическую часть проекта.
5.6.4. Выбор системы инструментообеспечения.
При использовании в проекте станков с ЧПУ должны быть рассмотрены используемые магазины инструментов; отмечено количество инструментов в магазине; рассмотрены системы смены инструментов; их быстродействие; применяемая оснастка для крепления инструментов. Могут быть приведены схемы систем инструментообеспечения и вынесены в графическую часть соответствующие чертежи.
Применительно к автоматическим линиям рассматриваются вопросы подготовки инструментов к использованию на линии; настройка инструментов на размер с помощью специальных средств вне станка; конструктивные особенности инструментов, обеспечивающие их высокую стойкость и сокращение технологических переходов и т. д.
5.6.5. Выбор и обоснование систем контроля качества обработки.
Системы контроля качества должны быть органической частью автоматизированного комплекса. Обеспечивая получение данных по точности обработки или по состоянию режущего инструмента, эти системы представляют собой информационную систему, благодаря которой можно влиять на ход технологического процесса. Как работает такая система в конкретном разрабатываемом комплексе, должно быть раскрыто в тексте данного раздела. Целесообразно привести соответствующие рисунки и схемы для раскрытия сути предлагаемых решений. Соответствующие чертежи могут быть вынесены в графическую часть проекта.
5.6.6. Выбор специальных средств оснащения.
В проекте могут быть использованы оригинальные решения по использованию специальной инструментальной оснастки; приспособлений для закрепления деталей из элементов УСП; элементы систем фиксации рабочих органов и т. д. Такие решения могут быть представлены в настоящем разделе и вынесены в графическую часть проекта.
5.7. Патентное исследование.
Патентное исследование должно быть связано с разрабатываемыми в проекте решениями и может быть проведено по отношению к любому из разрабатываемых в проекте устройству, узлу, механизму, инструменту, оснастке и т.д. В патентной библиотеке студент находит необходимые патенты по 3-4-м ведущим в промышленном отношении странам и прикладывает 3-4-е ксерокопии патентов к проекту. В расчетно-пояснительной записке студент обосновывает предмет патентного поиска, кратко отмечает направления выявленных патентных решений и делает вывод о принятых в проекте решениях в сравнении с патентными разработками.
Направление патентного исследования определяет руководитель дипломного проектирования.
5.8. Научно-исследовательская часть
Раздел является обязательным и должен быть неразрывно связан с разрабатываемой темой. В разделе могут рассматриваться вопросы связанные с исследованием точности базирования деталей, их деформацией под действием сил резания; исследованием производительности, обеспечиваемой автоматизированным комплексом; анализом и расчетом элементов системы автоматизации; исследованиям с использованием ЭВМ для выявления погрешностей в кинематических связях конструктивных элементов оборудования или опасных, с точки зрения возможного разрушения, звеньев конструкций и т. д.
Содержание раздела определяется руководителем дипломного проектирования.
Структура раздела должна включать следующее:
- цель, состояние вопроса, актуальность исследования
- содержание исследования
- полученные результаты
- выводы
Результаты исследований в виде графиков, диаграмм, графических материалов и т.д. могут быть вынесены по решению руководителя дипломного проектирования в графическую часть проекта.
5.9. Конструкторская часть проекта
5.9.1. Расчеты узлов и механизмов
В расчетно-пояснительной записке в настоящем разделе представляются расчеты конструкций узлов и механизмов оборудования, входящего в автоматизированные системы. Возможный перечень устройств, по которым выполняются расчеты, приведен в разделе 9 содержания пояснительной записки. Руководителем проекта могут быть выданы задания по расчету других элементов оборудования и средств автоматизации; поверочные расчеты звеньев механизмов и т. д.
При выполнении расчетов приводятся расчетные формулы с ссылкой на литературный источник. Обязательно указывается, в каких единицах должна быть рассчитываемая величина и расшифровываются входящие величины в соответствующих единицах размерности. Подставляемые значения могут быть взяты только из предварительных расчетов или из справочников, ссылка на которые обязательна.
5.9.2. Разработка компоновки (планировки) автоматизированного
комплекса
При разработке компоновки автоматизированного комплекса или планировки размещения автоматической линии обосновывается выбор сетки колонн цеха и расстояния оборудования до колонн, проходов и проездов. Определяется ширина проходов и проездов. Контуры оборудования изображаются в масштабе с приближением к контурам и с конструктивными особенностями реальных станков.
Рассчитывается общая площадь участка; определяется система уборки отходов производства и, при необходимости, описываются средства транспортировки отходов. Компоновочное решение по размещению оборудования автоматизированного комплекса или планировка линии выносятся в графическую часть проекта.
5.10. Система управления и информации
Раздел выполняется под руководством преподавателя кафедры «Автоматика и процессы управления», который определяет содержание расчетной и графической части проекта по данному направлению и подписывает соответствующие материалы.
В работе должны использоваться методические материалы, разработанные на кафедре.
5.11. Электропривод
Раздел выполняется под руководством преподавателя кафедры «ЭКЭМС», который определяет содержание расчетной и графической части проекта по данному направлению и подписывает соответствующие материалы.
В работе должны использоваться методические материалы, разработанные на кафедре.
5.12. Безопасность жизнедеятельности и охрана труда