Автоматизация МП

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Апреля 2014 в 08:19, курсовая работа

Описание работы

В этом курсовом проекте мы рассмотрим автоматизацию технологических процессов «Лазерного раскроя металла». В курсовом проекте проведем анализ технологических возможностей машиностроительного оборудования, охарактеризуем производителя выбранного промышленного оборудования, подберем оборудование соответствующее нашему маршруту изготовления детали. После произведем расчет необходимой площади производственного участка и построим планировку производственного участка. А в заключении мы проведем расчет коэффициента автоматизации гибкой автоматической линии.

Файлы: 1 файл

Курс(куз)03.doc

— 3.46 Мб (Скачать файл)

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшая проблема развития любого современного производства — автоматизация технологических процессов. Автоматизация машиностроения не только увеличивает производительность труда, устраняет ручной тяжелый и монотонный труд, но и повышает качество и надежность изготовляемых изделий, улучшает коэффициент использования оборудования, сокращает цикл производства.

В этом курсовом проекте мы рассмотрим автоматизацию технологических процессов «Лазерного раскроя металла». В курсовом  проекте проведем анализ технологических возможностей машиностроительного оборудования, охарактеризуем производителя выбранного промышленного оборудования, подберем оборудование соответствующее нашему маршруту изготовления детали. После произведем расчет необходимой площади производственного участка и построим планировку производственного участка. А в заключении мы проведем расчет коэффициента автоматизации гибкой автоматической линии.

Основной целью нашего курсового проекта будет являться разработка и проектирование автоматической линии производства раскроя метала, путем лазерной резки, на станках марки «MAZAK». Манипулирование готовых деталей и заготовок будет осуществляться при помощи промышленных роботов «KUKA». Промышленные роботы обеспечат высокий коэффициент автоматизации, нашего машиностроительного производства и сравнительно уменьшат вспомогательное время.

 

 

 

 

 

 

 

  1 Анализ технологических возможностей современных технологий

Промышленные роботы (ПР)

ПР находят все более широкое применение, заменяя человека (или помогая ему) на участках с опасными, вредными для здоровья, тяжелыми или монотонными условиями труда. Особенно важно то, что ПР можно применять для выполнения работ, которые не могут быть механизированы или автоматизированы традиционными средствами. Однако ПР - всего лишь одно из многих возможных средств автоматизации и упрощения производственных процессов. Они создают предпосылки для перехода к качественно новому уровню автоматизации - созданию автоматических производственных систем, работающих с минимальным участием человека.

 

Рисунок 1.1 Автоматическая  линия сварки

 

 

Промышленные роботы применяются в промышленном производстве и научных исследованиях. В большинстве случаев под промышленным роботом подразумеваются автоматические программно-управляемые манипуляторы, выполняющие рабочие операции со сложными пространственными перемещениями.

 

 

Рисунок 1.2 – Гибка листового металла при помощи ПР

По применению промышленные роботы делят на:

  • Сварочные роботы
  • Роботы для плазменной резки.
  • Роботы для дуговой сварки.
  • Роботы для контактной сварки.
  • Промышленные роботы для паллетирования.
  • Роботизированная покраска  

Применить современные промышленных роботов - такую задачу ставят перед собой многие предприятия. Действительно промышленные роботы улучшают качество продукции, ее производительность, заменяют человека на монотонных и тяжелых работах, помогает экономить материалы и энергию.

Лазерные станки с ЧПУ

Сравнительно недавно взятая в использование, технология лазерной резки обладает массой преимуществ перед традиционными способами обработки листовых металлов, таких как резка механическим, электрическим и газотермическим способом, штамповка и вырубка. По сравнению с теми же механическими способами обработки металлов, лазерная резка обладает минимальными недостатками. В силу высокой точности и легкости управления, она дает возможность получать объемные и сложные стальные конструкции. Лазерная резка позволяет получать при сравнительно небольших затратах высококачественную продукцию.

Рисунок 1.3 Лазерный раскрой металла

Из-за отсутствия контакта с поверхностью детали лазерная резка металла не вызывает деформации материала. Строго локализованный точечный нагрев детали позволяет применять ее для резки металлов с высокой теплопроводностью и для сложных, хрупких и декоративных деталей и изделий. Программное управление лазерной установкой позволяет производить детали серийно, гибко изменять настройки процесса резки и обработки. но гарантирует точное проведение технологического процесса резки и позволяет спроектировать и рассчитать деталь в любой удобной среде CAD-системы.

Рисунок 1.4 Лазерный станок с ЧПУ и робот манипулятор

По сравнению с традиционными методами в области раскроя листового проката (штамповкой, газоплавленой резкой, плазменной электроискровой резки и рубки), преимущества лазерной резки неоспоримы:

  • высокая скорость;
  • идеальная поверхность реза;
  • высокая производительность процесса;
  • экономия материала благодаря малой ширине разреза;
  • незначительная зона термического воздействия;
  • изготовление изделий любой сложности в единичных экземплярах;
  • отсутствие деформации материала;
  • используя возможности лазерной резки, можно раскроить по сложному контуру практически любой листовой материал;
  • отсутствует механическое воздействие на обрабатываемый материал.

2 Краткая характеристика производителя оборудования

Рисунок 2.1 - Логотип предприятия «MAZAK»

Корпорация Yamazaki Mazak Corporation (Япония, 1919) - это всемирно известный производитель высокотехнологичного металлообрабатывающего оборудования – многоцелевых станков, токарных центров с ЧПУ, вертикальных и горизонтальных обрабатывающих центров, станков лазерной резки, а также гибких производственных систем и программного обеспечения.

Одним из приоритетных направлений нашей работы является постоянное внедрение передовых технологий на протяжении всего производственного цикла, что впоследствии помогает сэкономить затраты наших клиентов. Кроме этого, передовые технологии применяются и в наших собственных производственных мощностях, доказывая тот факт, что конкурентоспособное производство возможно организовать в любой точке мира.

Рисунок 2.2 – Завод корпорации «MAZAK»

10 заводов на территории  Японии, США, Европы, Сингапура и Китая, 78 Технологичных и Технических центров по всему миру – все это помогает нам быть ближе к клиенту, решать задачи, стоящие перед нашими заказчиками и, как следствие, быть более конкурентоспособными на рынке.

Рисунок 2.3 – Логотип предприятия «KUKA»

Частью корпоративной философии группы КУКА Роботикс является знание сегодня того, что нашим клиентам потребуется завтра. Гибкость, динамика и инновационные решения - это ключ к нашему экономическому успеху и лидирующему положению на рынке. Группа КУКА Роботикс уже знает требования для машин и людей в будущем, а также понимает пожелания наших клиентов и совместно с ними мы создаем наши идеи - идеи которые работают.

Компания была основана в 1898 году Иоханном Йозефом Келлер и Якобом Кнаппиш в Аугсбурге. Производство было сконцентрировано на внутреннем и городском освещении, но в скором времени были охвачены и другие производственные сферы (сварочные инструменты и оборудование), а в 1966 году фирма KUKA стала лидером на рынке коммунальной техники в Европе. В 1973 году KUKA создала первый в мире промышленный робот, известный как FAMULUS. В это время компания является частью группы Квандт, но в 1980 году семья Квандт отстраняется от производственных процессов, и KUKA становится государственной компанией. В 1995 году фирма разделилась на KUKA и KUKA Welding GmbH (теперь KUKA Systems GmbH). Сегодня KUKA концентрируется на передовых решениях в сфере автоматизации производственных процессов. Компания является частью KUKA AG (ранее IWKA Group).

Штаб-квартира предприятия находится в Аугсбурге, количество сотрудников KUKA насчитывает 3 150 человек по всему миру (на 30.09.2012). Главными заказчиками фирмы являются предприятия из автомобилестроительной промышленности, но постоянно растёт число заказчиков из других промышленных сфер.

Рисунок 2.4 – Проходная предприятия «KUKA»

 

 

 

 

 

3 Подбор промышленного оборудования

Станки лазерной резки

OPTIPLEX 3015 Fiber

Рисунок 3.1 - Внешний вид и темплет станка лазерной резки OPTIPLEX 3015 Fiber

Благодаря станку OPTIPLEX 3015 Fiber обеспечивается высокоскоростная обработка тонколистового металла с высокой точностью, а также превосходное качество обработки меди, латуни и алюминия.

Таблица 3.1 - Технические характеристики лазерной резки OPTIPLEX 3015 Fiber

 

OPTIPLEX 3015 Fiber

Выходная непрерывная мощность лазера:

2.0 кВт

Макс. размер обрабатываемой заготовки:

1525 × 3050 мм

Рабочий ход (по осям X / Y / Z):

3100/1580/100 мм

Точность позиционирования (по осям X, Y):

± 0.05/500 мм

Точность позиционирования (ось Z):

± 0.01/100 мм

Требуемая площадь:

8489 × 3485 мм


HYPER GEAR

 

 

Рисунок 3.2 - Внешний вид и темплет станка лазерной резки HYPER GEAR

        HYPER GEAR – сверхмощный 2D станок лазерной резки, оснащенный линейными двигателями всех осей, а также широким спектром автоматических функций, ещё больше повышающих производительность станка.

Таблица 3.2 - Технические характеристики станка лазерной резки HYPER GEAR

 

612

Выходная непрерывная мощность лазера:

2.5/4.0 кВт

Макс. размер обрабатываемой заготовки:

2000×4000 мм

Рабочий ход (по осям X/Y/Z):

4030/2030/90 мм

Точность позиционирования (по осям X, Y):

±0.05/500 мм

Точность позиционирования (ось Z):

±0.01/100 мм

Требуемая площадь:

13050×4040 мм


 

 

SUPER TURBO-X

 

Рисунок 3.3 - Внешний вид и темплет станка лазерной резки SUPER TURBO-X

         SUPER TURBO-X -компактный, высокопроизводительный 2D станок лазерной резки, который занимает в 2 раза меньше площади по сравнению с традиционным лазерным станком.

Таблица 3.3 Технические характеристики станка лазерной резки SUPER TURBO-X

 

44

Выходная непрерывная мощность лазера:

2.5/4.0 кВт

Макс. размер обрабатываемой заготовки:

1250×1250 мм

Рабочий ход (по осям X/Y/Z):

1270/1270/130 мм

Точность позиционирования (по осям X, Y):

±0.01/500 мм

Точность позиционирования (ось Z):

±0.01/100 мм

Требуемая площадь:

2950×3268 мм


 

 

 

 

SPACE GEAR-U44

 

Рисунок 3.4 - Внешний вид и темплет станка лазерной резки SPACE GEAR-U44

        SPACE GEAR-U – это 2D/3D лазерный станок для резки деталей различной формы – от кубических форм до труб.

 

Таблица 3.4 - Технические характеристики станка лазерной резки SPACE GEAR-U44

 

SPACE GEAR-U44

Выходная непрерывная мощность лазера:

2.5/4.0 кВт

Макс. размер обрабатываемой заготовки (из листового материала):

1250×1250 мм

(объемные заготовки):

900×900×340 мм

Рабочий ход (по осям X/Y/Z):

1270/1270/340 мм

Точность позиционирования (оси X, Y):

±0.01/500 мм

Требуемая площадь:

3055×3585 мм


 

 

 

 

 

HYPER TURBO-X48

Рисунок 3.5 - Внешний вид и темплет станка лазерной резки HYPER TURBO-X48

          Станки серии HYPER TURBO-X отличаются несравненной легкостью управления при обработке небольших партий деталей. Оборудованы линейными двигателями, всех осей и имеют множество автоматических функций, например, функцию автоматической смены резака.

Таблица 3.5 - Технические характеристики станка лазерной резки  HYPER TURBO-X48

 

X48

Выходная непрерывная мощность лазера:

2.5/4.0 кВт

Макс. размер обрабатываемой заготовки:

1525×3050 мм

Рабочий ход (по осям X/Y/Z):

3070/1545/80 мм

Требуемая площадь:

8000×3100 мм


 

 

Промышленные роботы

KR 100 R3500 PRESS (KR QUANTEC)

Рисунок 3.6 - Внешний вид и темплет промышленного робота KR 100 R3500 PRESS (KR QUANTEC)

Благодаря очень большому радиусу действия наши межпрессовые системы отлично подходят для загрузки и разгрузки, в том числе, крупных деталей в соединениях.

Таблица 3.6 - Технические характеристики промышленного робота KR 100 R3500 PRESS (KR QUANTEC)

Нагрузки

Полезная нагрузка

100 kg

дополнительная нагрузка

50 kg

Рабочая зона

Макс. радиус действия

3501 mm

Другие данные и исполнения

Количество осей

6

Стабильность повторяемости

±0,06 mm

Вес

1240 kg

Монтажное положение

На полу

Система управления

KR C4

Тип защиты

IP 65

Информация о работе Автоматизация МП