Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Автоматизация технологических процессов обработки металлов давлением: Учебно-методические указания для студентов, обучающихся по специальности 15020165 "Машины и технология обработки металлов давлением"

Голосов: 4

Содержит методические указания к выполнению лабораторных работ и разработан в соответствии с учебной программой курса "Автоматизация технологических процессов обработки металлов давлением" для студентов машиностроительного факультета специальности 15020165. Содержит описание порядка выполнения и оформления лабораторных работ по изучаемым средствам автоматизации технологических процессов: валковая подача пресс-автомата и построение циклограмм его работы, клино-роликовая подача, штамповочный комплекс с вибробункером и роботом-манипулятором, робот однорукий. Подготовлен на кафедре "Материаловедение и обработка металлов давлением" УлГТУ.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
                 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
  Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
 УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ




                              О. В. Мищенко




      АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ:


                Учебно-методические указания
    для студентов, обучающихся по специальности
    «Машины и технология обработки металлов давлением»




                                       2009


       УДК                 (076)
       ББК 34.5 я 7
         М71


       Рецензент:
       Доцент кафедры «Материаловедение и              УлГТУ      Н. Кокорин


       Одобрено секцией методических пособий научно-методического совета
       университета




       Мищенко О.В.
М 71   Автоматизация    технологических процессов   обработки  металлов
       давлением        учебно-методические  указания   для   студентов,
       обучающихся по специальности 15020165 «Машины и технология
       обработки металлов давлением»     О. В. Мищенко. - Ульяновск
       УлГТУ, 2009. - 47 с.

           Содержит методические указания к выполнению, лабораторных работ и
       разработан в соответствии с учебной программой курса «Автоматизация
       технологических процессов обработки металлов давлением» для студентов
       машиностроительного факультета специальности
           Содержит описание порядка выполнения и оформления лабораторных работ по
       изучаемым средствам автоматизации технологических процессов: валковая подача
       пресса-автомата и построение циклограмм его работы, клино-роликовая подача,
       штамповочный комплекс с вибробункером и роботом-манипулятором, робот
       однорукий.
           Подготовлен на кафедре       «Материаловедения и обработка металлов
       давлением».


                                                            621: 65.011.56 (076)
                                                        ББК 34.5 я 7


                                                        © О. В. Мищенко, 2009
                                                    © Оформление. УлГТУ, 2009


                               СОДЕРЖАНИЕ

Техника безопасности при выполнении лабораторных работ          4
Общие положения                                                 5
Лабораторная работа №    Построение и анализ циклограммы
 работы машин. Циклограмма пресс-автомата 930-2004 ПС            6
Лабораторная работа №    Исследование валковой автоматической
подачи пресс-автомата         РЭ                                13
Лабораторная работа №    Исследование клещевой клино-
роликовой автоматической подачи
Лабораторная работа № 4. Изучение работы и исследование
производительности автоматического вибробункерного
захватно-ориентирующего устройства (АБЗОУ)                      22
Лабораторная работа №    Анализ работы однорукого
робота        Составление циклограммы работы робота             30

Библиографический список
Приложение    Электронное цикловое программное устройство
Приложение 2. Система команд ЭЦПУ-6030. Примеры программ        39
Приложение    Основные технические данные робота ПМ-9С          46




                                    3


               ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ
                        ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

     Перед началом работы следует:
        Проверить видимое заземление корпуса установки.
     2. Проверить наличие ограждения подвижных частей машины, не яв­
ляющихся непосредственно рабочими.
        Проверить крепление инструмента и деталей механизма подач.
     4. Перед пуском машины убедиться, что в машине не остался: какой-либо
инструмент, детали или приборы.
     При выполнении лабораторной работы следует:
        Выполнять только работу, которая поручена преподавателем.
     2. Сообщать учебному мастеру (преподавателю) о всех отклонениях в
работе оборудования.
     3. При обнаружении напряжения (ощущения электротока) на метал­
лических частях станка немедленно выключить его и сообщить об этом
учебному мастеру или преподавателю.
     4. Работать исправным и чистым инструментом. Соблюдать правила
обращения с инструментом.
        Перед провертыванием машины вручную убедиться, что это не принесет
вреда присутствующим. Шестерни вариатора должны стоять в нейтральном
положении.
     6. Проворот машины с помощью двигателя осуществлять только в
присутствии преподавателя или лаборанта (учебного мастера), ведущих
занятие.
     7. Во время работы пресса опасаться захвата одежды, рук или волос
подвижными частями машины.
     8. Во время работы не прикасаться к движущимся частям машины.
     9. Заправку лент в подачу и извлечение отштампованной ленты
осуществлять только в рукавицах.
     10. При возникновении аварийных ситуаций оператор, обслуживающий
машину, должен нажать на пульте управления кнопку «общий стоп» и
отключить машину при помощи тумблера на пульте управления.
         При работе с высечкой аккуратно обрезать или отогнуть острые кромки
во избежание пореза рук.
     12. Быть внимательным и аккуратным во время выполнения работы, не
отвлекаться самому и не отвлекать других посторонними разговорами.
         После окончания работы убрать рабочее место, сдать инструмент и
методические пособия.




                                     4


                            ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

    Лабораторные работы по автоматизации технологических процессов
обработки металлов давлением выполняются с целью закрепления полученных
на теоретических занятиях знаний, а также изучения конструкции,
кинематической схемы и способов регулирования параметров наиболее часто
встречающихся средств автоматизации. Выполнение лабораторных работ
предполагает получение практических навыков обращения с конкретными
конструкциями средств автоматизации. Некоторые работы требуют элементов
творческого подхода (например, составление программы действий робота) и
умения анализировать полученные экспериментальные данные (например,
определение точности подачи), а также умения делать выводы по результатам
конкретного проведенного исследования. По программированию движение
робота каждому студенту предпочтительно выдавать конкретную схему
организации рабочего места и задание по проведению технологического
процесса.
      Все работы выполняются в лаборатории кафедры «Материаловедение и
обработка металлов давлением». Продолжительность каждой работы     четыре
часа.
      Студенты, приступающие к выполнению лабораторных
     - изучить правила техники безопасности, которые необходимо соблюдать
при выполнении работы;
     - ознакомиться с содержанием работы по руководству;
     - ознакомиться с технологическим оснащением;
    - изучить методику проведения работы;
    - выполнить экспериментальную часть работы;
     - составить отчет о выполненной работе.
     Оформление отчетов по работам необходимо производить в отдельной
тетради.
     Лабораторная работа считается выполненной после предъявления
оформленного отчета с полученными результатами и ответа на контрольные
вопросы.
     Защита отчета по каждой работе подтверждается подписью преподавателя.




                                    5


                      ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
              Построение и анализ циклограммы работы машин.
                 Циклограмма пресс-автомата 930-2004 ПС

                                  Цель работы

         Ознакомление с типами циклограмм.
    1.2. Ознакомление с основными приемами составления циклограмм.
    1.3. Ознакомление с приемами обеспечения работы основных
машины в соответствии с составленной циклограммой.
   1.4. Построение циклограммы

                Оборудование и инструмент для проведения работы

        Пресс-автомат усилием 30 кН, оснащенный автоматической валковой
подачей.
    2.2. Штамп для вырубки круглых деталей.
         Линейка металлическая.
    2.4. Набор гаечных ключей для осуществления регулировок подачи.
    2.5. Металлическая лента шириной 30 мм, толщиной 0,2-2,0 мм.

                            Теоретические положения

      В состав средств автоматизации входят агрегаты и вспомогательные
механизмы различного технологического назначения, связанные между собой
транспортными устройства и элементами, обеспечивающими выполнение
заданного технологического процесса. Для обеспечения их точного по месту и
времени взаимодействия разрабатываются циклограммы работы оборудования.
     Циклограмма представляет собой условное изображение периодов
«срабатывания» отдельных механизмов или машин системы в их взаимной
связи друг с другом.
     При составлении циклограммы необходимо глубоко проанализировать
работу всех механизмов для того, чтобы точно выбрать последовательность их
движения. От того, как согласована работа агрегатов и вспомогательных
механизмов, в конечном счете будет зависеть производительность машины,
надежность срабатывания ее основных узлов, величина нагрузок.
     При автоматизации машин возможны три основных типа циклов работы:
последовательный, совмещенный и комбинированный
     Последовательный цикл характеризуется тем, что в нем все движения
механизмов средств автоматизации и основные движения машины-орудия
происходят последовательно. Машины в этом случае работают в режиме
одиночных ходов, в перерыве между которыми совершают последовательно
(друг   за   другом)  необходимые     движения   средства   автоматизации.
Последовательный цикл работы позволяет:


                                    6


                       в различном порядке очередность срабатывания
отдельных элементов средств автоматизации, что может оказаться весьма
важным при автоматизации различных операций штамповки, в том числе
штамповки крупногабаритных деталей;
                  средства автоматизации и механизации на универсальные
машины без модернизации последних;
                     универсальные   машины    во   вновь    проектируемые
автоматические линии без синхронизации числа ходов отдельных агрегатов.
     Наряду с отмеченными преимуществами последовательный цикл имеет и
следующие недостатки:
     - снижение производительности автоматизированных машин-орудий из-
за того, что продолжительность времени t последовательного цикла является
суммой периодов работы собственно машины-орудия          обслуживающих ее
средств     и времени включения и выключения     этих средств. Циклограмма
работы машины-орудия, оборудованной средствами автоматизации при
последовательном цикле, представлена на рис.
    - трудно обеспечить надежную фиксацию заготовок в период, когда один
механизм уже закончил работу, а другой еще не начал;
    - тяжелые условия работы систем включения и выключения указанных
устройств, которые должны «срабатывать» при каждом ходе машины.
    При последовательном цикле его продолжительность определяется по
формуле

                                                                              (1.1)

      - машинное время (время работы машины-орудия).




                             Циклограмма работы машины-орудия,
         оснащенной автоматическими устройствами при последовательном цикле




                                      7


    Следует учитывать, что величина эта не может быть определена по

приводимой    в   некоторых   источниках    [5]   формуле

паспортное число ходов машины-орудия). Паспортное число ходов обычно
дается из расчета работы машины в режиме автоматических ходов. В реальном
случае после «срабатывания» включающих или выключающих устройств
имеются участки разгона и торможения машины, поэтому          Когда
работа осуществляется в режиме одиночных ходов, то для большинства
серийных машин обычно известны углы разгона и торможения главного
механизма.
    Можно показать,       что скорость ведущих элементов машины с
механическим приводом изменяется по степенному закону и приближенно
можно считать, что средняя скорость          на этом участке составляет 35-45 %
от максимального значения скорости       Для машин с пневматическим или
гидравлическим     приводом     эта    зависимость   будет  определяться
характеристиками применяемых насосов и особенностями гидро- или
пневмосистемы:       - время «срабатывания» средства автоматизации;     -
время, затрачиваемое на «срабатывание» системы включения пресса и средств
автоматизации (оно колеблется в пределах 0,07-0,25 с
    Совмещенный цикл характеризуется тем, что в нем все основные
движения вспомогательных механизмов совмещены по времени с основными
рабочими движениями главного рабочего механизма. Машина-орудие в этом
случае работает на непрерывных автоматических ходах, циклограмма такой
машины представлена на рис.




                               Циклограмма работы машины-орудия,
             оснащенной автоматическими устройствами при совмещённом цикле

    Основными преимуществами такого цикла работы машины
    - высокая производительность;
     - отсутствие необходимости постоянного переключения машины-орудия,
что приводит, как правило, к снижению динамических нагрузок в машине и на



                                        8


рабочем месте, значительному (на механических прессах до 25-30 дб)
снижению уровня шума, издаваемого машиной, повышению долговечности
основных узлов машины.
    Основными недостатками цикла являются:
    - сложность его осуществления на машинах, находящихся в эксплуатации;
    - средства автоматизации, встраиваемые в машину-орудие, должны иметь
надежные блокировки, вплоть до механической связи привода автоматических
машин с приводом машины-орудия.
    При совмещенном цикле его продолжительность

                                                                             (1.2)

     Комбинированный цикл представляет собой усовершенствованную
разновидность последовательного цикла и отличается тем, что в этом случае
часть движений, выполняемых средствами автоматизации, совмещена с
движениями основных органов машины-орудия и самих средств автоматизации
(см. рис. 1.3).




                         1.3. Циклограмма работы машины-орудия,
         оснащенной автоматическими устройствами при комбинированном цикле


     Как видно из рис.   этот цикл включает в себя следующие преимущества
совмещенного и последовательного циклов:
     - увеличивается производительность машины-орудия по сравнению с
последовательным циклом;
     - возможно устанавливать некоторые средства автоматизации на уни­
версальные машины без модернизации последних.
     Но вместе с тем в этом цикле остается один из основных недостатков
последовательного цикла: устройства для пуска и остановки машины-орудия
будут работать в тяжелых условиях. При комбинированном цикле его
продолжительность определяется по зависимости




                                      9


                       t=         +
        - машинное время;
             время срабатывания средств автоматизации, приходящееся на
период выстаивания машины-орудия;
         - время включения и выключения средств автоматизации, не перекрыва­
емое работой других средств
    п - число средств автоматизации, работающих в период выстаивания
машины-орудия;
      - число средств автоматизации, работающих в период выстаивания ма­
шины-орудия и других средств автоматизации.
     Приведенные на рис.         циклограммы являются линейными. Наряду с
указанными видами циклограмм в ряде случаев необходимо знать не только
участки,    время    или    углы    перемещения     отдельных    механизмов
автоматизированной машины, но и характер изменения перемещений и их
взаимосвязь. Это бывает необходимо, когда в качестве ведущих элементов
механизма используются кулачки, поскольку закон перемещения - это, в
конечном счете, стойкость механизма и величина динамических нагрузок,
действующих в нем; или когда механизм должен выполнить какую-то рабочую
функцию совместно с другим механизмом в процессе движения; а это значит,
что рабочие элементы этих механизмов в определенные моменты времени
должны находиться в строго определенных положениях. В указанных случаях
пользуются ходограммой, т. е. графическим изображением перемещения этих
элементов.
     Иногда, например, для роторных машин, строится круговая циклограмма
(в полярной системе координат). Круговые циклограммы применимы при
совмещенном цикле работы.
     Построение цикловой диаграммы начинается с выбора основного
циклового механизма, принимаемого за машину-орудие. В качестве основного
циклового      механизма,      выбирается     исполнительный       механизм
рассматриваемого технологического оборудования - ползун пресса или
кривошипный (коленчатый, эксцентриковый) вал пресса. При построении
циклограммы необходимо пользоваться кинематической схемой механизмов с
действительными размерами перемещений. За начало цикла принимается одно
из крайних положений циклового механизма. В процессе построения
циклограммы необходимо определить направление и величину перемещения
всех звеньев средств автоматизации в зависимости от движения основного
циклового механизма (машины-орудия) - угла поворота главного вала машины
или перемещения ползуна. Циклограмма строится в координатах «время-
перемещение». Перемещение может быть выражено в линейных или в угловых
величинах. Число строк в линейной циклограмме (или число кругов в круговой
циклограмме) соответствует числу звеньев средств автоматизации



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика