ВВЕДЕНИЕ 3
1 Анализ предметной области 6
1.1 Назначение и конструкция детали 6
1.2 Анализ действующего технологического процесса 7
1.3 Анализ основного и вспомогательного оборудования 8
1.4 Анализ датчиков и контроллеров 11
1.5 Анализ исполнительных устройств 16
1.6 Цель и задачи дипломного проектирования 18
2 Разработка технологического процесса 19
2.1 Разработка планировки участка 19
2.2 Расчет режимов резания 20
2.3 Технологическое нормирование операций 24
2.4 Расчет количества основного оборудования 27
2.5 Выбор основного оборудования 28
2.6 Выбор вспомогательного оборудования 33
2.7 Разработка участка 37
3 Разработка аппаратной части системы управления 39
3.1 Выбор элементов системы управления 39
3.2 Разработка структурной модели системы 56
3.3 Разработка электрической принципиальной схемы 57
4 Разработка программной части 59
4.1 Разработка циклограммы 59
4.2 Разработка математической модели 61
4.3 Выбор языка программирования 63
4.4 Разработка программы 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 71
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Автоматизация производства на предприятии представляет собой самостоятельную комплексную проблему. К ее решению подталкивает мировая конкуренция, которая понуждает принимать соответствующие меры. Автоматизация создает возможности для улучшения условий и подъема производительности труда, роста качества продукции, сокращения потребности в рабочей силе и в систематическом повышении прибыли, что позволяет изменить тенденцию развития, сохранить старые и завоевать новые рынки.
Внедрение специальных автоматических устройств способствует безаварийной работе оборудования, исключает случаи травматизма, предупреждает загрязнение атмосферного воздуха и водоемов промышленными отходами.
В автоматизированном производстве человек переключается на творческую работу — анализ результатов управления, составление заданий и программ для автоматических приборов, наладку сложных автоматических устройств и т. д. Для обслуживания агрегатов, оснащенных сложными системами автоматизации, требуются специалисты с высоким уровнем знаний. С повышением квалификации и культурного уровня рабочих стирается грань между физическим и умственным трудом.
Конечно, автоматизация не единственный способ выйти победителем в конкурентной борьбе. Большие возможности таятся в стимулирующей роли заработной платы. Другим оружием в этой борьбе является участие рабочих в управлении производством и повышении качества продукции. Однако автоматизация является доминирующим средством в достижении успеха в условиях глобализации международных экономических отношений.
Автоматизация производственных процессов на основе внедрения роботизированных технологических комплексов (РТК) и гибких производственных модулей (ГПМ), вспомогательного оборудования, транспортно-накопительных и контрольно-измерительных устройств, объединенных в гибкие производственные системы (ГПС), управляемые от ЭВМ, является одной из стратегий ускорения научно-технического прогресса в машиностроении.
Применение ГПС и РТК обеспечивает: увеличение уровня технической вооруженности производства за счет автоматизации практически всех основных вспомогательных операций; повышение производительности труда; решение проблемы сокращения дефицита рабочих, выполняющих как основные, так и вспомогательные операции; изменение условий и характера труда за счет увеличения доли умственного и сведения к минимуму физического труда.
Гибкая производственная система (ГПС) в соответствии с ГОСТ 26228-85 — это совокупность в разных сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц тех. оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.
Гибкий автоматизированный участок (ГАУ) — гибкая производственная система, функционирующая по технологическому маршруту, в котором предусмотрена возможность изменения последовательности использования технологического оборудования. Для обработки деталей типа тел вращения ГАУ включает в основном токарные станки с ЧПУ, агрегатные станки со сменными многошпиндельными головками для обработки отверстий, а также многоцелевые станки с ЧПУ и контрольно-измерительные устройства.
Применение ГАУ обеспечивает распространение преимуществ массового производства на серийное, что включает в себя повышение производительности, сокращение численности работающих и расхода фонда заработной платы, повышение качества изделий, возможности организации безлюдного производства в третью смену, сокращение времени пролеживания деталей, более быструю окупаемость капитальных вложений, сокращение времени сборочных операций и т. д.
На сегодняшний день в машиностроении сложилась тенденция к применению прогрессивных технологий. Это, прежде всего, выражается в использовании в производстве автоматизированного и автоматического оборудования: ГПМ, ГАУ, ГАЛ, ГПС, РТК. По организационной структуре ГПС формируются в виде производственных модулей (ГПМ), гибких автоматических линий (ГАЛ) и участков (ГАУ), а также в виде гибких производственных цехов и заводов.
В механообрабатывающем производстве ГПС представляет собой развитую автоматизированную систему, управляемую от ЭВМ; такая система включает в себя комплекс обрабатывающего оборудования, связанного автоматизированной транспортно-складской системой (АТСС), автоматизированную систему инструментообеспечения (АСИО) и систему автоматического контроля (САК). В результате применения этих технологий в будущем станет возможным повсеместное использование безлюдных технологий. Целью данной работы является разработка автоматизированного участка по обработке детали типа «Наконечник 3509.3707200».
В ходе выполнения дипломного проекта были проведены следующие работы:
- выбор основного оборудования, с учетом особенностей обрабатываемой детали и вспомогательного оборудования, которое обеспечивает работу основного оборудования в автоматическом режиме в течение заданного срока;
- разработка автоматизированного участка, с учетом выбранного оборудования;
- разработка схемы электрической системы управления, для более полной информации о принципе работы узлов и отдельных устройств, станков и установок:
- разработка циклограммы для определения и пояснения продолжительности и последовательности включения аппаратуры управления, реле и приводов;
- разработка математической модели на основе циклограммы;
- разработка программы работы системы управления.
Разработанный участок позволяет значительно улучшить и облегчить работу оператора, обеспечить качественное управление процессом, более полно и экономно использовать ресурсы. На новом участке увеличилась производительность оборудования, сократился брак выпускаемой продукции, повысилась безопасность работы.
Все поставленные цели были достигнуты.
1. “Общемашиностроительные нормативы вспомогательного времени, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. Серийное производство”, Машиностроение, Москва, 2015г.
2. “Промышленные роботы в машиностроении. Альбом схем и чертежей”, под ред. Соломенцева Ю.М., Машиностроение, Москва, 2013г.
3. “Промышленные роботы. Справочник”, Козырев Ю.Г., Машиностроение, Москва, 2010г.
4. “РТК и ГПС в машиностроении. Альбом схем и чертежей”, под ред. Соломенцева Ю.М., машиностроение, Москва, 2009г.
5. “Справочник технолога-машиностроителя” в 2-х томах, том 1, под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова, Машиностроение, Москва, 2014г.
6. “Справочник технолога-машиностроителя” в 2-х томах, том 2, под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова, Машиностроение, Москва, 2014г.
7. “Справочник технолога-машиностроителя”, в 3-х томах, том 3, под ред. Анурьева В.И., Машиностроение, Москва, 2015г.
8. “Конструирование узлов и деталей машин”, П.Ф. Дунаев и О.П. Леликов, Высшая школа, Москва, 2010г.
9. Таблицы с режимами резания.
10. «Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы» - под редакцией С.В. Якубовского, М.:Высш.шк.,2012
11. «Применение интегральных микросхем. Том 1.» - под редакцией
Уильямса А., М.: Мир.,2014г.
12. «Применение интегральных микросхем. Том 2.» - под редакцией
Уильямса А., М.: Мир.,2017г.
13. « Популярные цифровые схемы: Справочник » - под редакцией Шило В.Л., Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение,2014 г.
14. Конспект лекций, доцент, к.т.н. Заморский В.В.
15. Siemens SIMATIC Программирование с помощью STEP 7 V5.3/
Руководство. / Редакция 01/2014 - A5E00261405-01.
16. Микропроцессоры и контроллеры [Электронный ресурс] // Структура и функциональные возможности SIMENS S7 400. URL: http://microchipinf.com/ articles/43/76 (дата обращения: 23.04.2018).