Разработка и проектирование специализированного оборудования и технологии лазерного легирования боковой поверхности втулок

      Данная  интересна тем, что позволяет  легко и просто производить настройку бункера на нужную частоту.

Так как жесткость  колебательной системы зависит  от длины торсионов, то изменяя её перестановкой шатунов, можно менять частоту собственных колебаний бункера.

      Помимо  удобства регулировки и сборки такое  исполнение бункера является достаточно простым и надежным в эксплуатации, так как обеспечивает жесткое  крепление пружинящих элементов.

Рис.6 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 8

Далее деталь будет  скатываться по желобу на ровную поверхность 
 
 

2.6 Выбор робота 

     В качестве устройства загрузки- выгрузки , для уменьшения вспомогательного времени , на установку детали будем  применять промышленного робота.

     При выборе робота необходимо учитывать требования к роботу, участвующему в данном технологическом процессе. Грузоподъемность робота должна быть не менее 0,300 кг , число степеней подвижности не меньше 5-и,  угловое перемещение не менее 180⁰

KAWASAKI F-SERIES:

FS06N (FS06L)

 

Грузоподъемность 6 

Угол  поворота 

JT 1 320  
JT 2 245  
JT 3 520  
JT 4 540  
JT 5 290  
JT 6 720 

Максимальная  скорость 

JT 1 240 (200)  
JT 2 200 (140)  
JT 3 250 (200)  
JT 4 430 (360)  
JT 5 430 (360)  
JT 6 720 (600) 
 

Повторяемость ±0,05 (±0,1)  
Рабочая зона гор./верт.: 1108/1432 (1651/1981)  
Установка Пол/Потолок/Стена  
Масса 165 (170) 
Контроллер D 

Примечание  Модификации с различными размерами рабочей зоны для манипуляций с предметами массой до 6 кг. Тонкий профиль руки облегчает перемещение в вертикальной плоскости. Для монтажа достаточно небольшой поверхности.

     

 

     Рис.7 
 

     Захватывающее устройство робота 

      

 

     Рис.8 
 
 

     Для определения расстояния от сопла  до обрабатываемой поверхности нам  необходимо воспользоваться подобием треугольников.  

     100/х = 14/1, следовательно расстояние от точки фокуса до обрабатываемой поверхности равно 7 мм. А общее от сопла 17мм. 
 
 
 
 
 

     

     Рис.9. 

     3 Разработка алгоритма автоматизации и средств контроля ЛТО 

     При автоматизации всего технологического комплекса повышается качество обрабатываемых деталей , совершенствуется производство труда, а главное снижаются затраты , исключается воздействие человеческого фактора при ТО ответственной детали.

     Для автоматизации технологического процесса необходимо автоматизировать этапы : подачи заготовок, установки заготовок в оснастку, обработки заготовки ЛИ, снятие заготовок.

     Для автоматизации подачи заготовок  используем бункерное устройство. В  него загружается партия заготовок  и в процессе работы они ориентируются, откуда подаются с периодичностью в  24,336 с ,также используем робота для автоматической установки заготовок  в оснастку. Для контроля наличия заготовки в зоне захвата робота используем оптический датчик. Наличие детали в оснастке контролируется оптическим датчиком. При наличии детали в оснастке происходит включение устройств вращения и перемещения, включается лазерный луч. Все изменения контролируемых параметров будут поступать на компьютер, это позволит иметь полную информацию о процессе ЛТО. 
 
 
 
 
 
 

     4. Принцип построения  и функционирования автоматизированного комплекса. 

     4.1 Принцип функционирования  комплекса 

     После того как разработка автоматизированного  комплекса закончена, произведен расчет технологических параметров, выбрано  основное и вспомогательное оборудование, происходит его монтаж, составляется программа функционирования комплекса.

     Функционирование  автоматизированного комплекса  происходит следующим образом:

     Подается  электропитание на технологическое  оборудование. Запускается программа с компьютера. Приводятся в готовность все системы контроля.

     Приводится  в работу бункерное устройство (вибрация) после попадания заготовки в устройство вибрационного типа, происходит ориентация её в пространстве, далее сигнал о поступлении детали в лоток бункера подается на компьютер, который выдает обратный сигнал на приведение робота в действие. Робот забирает из лотка заготовку, перемещает и устанавливает деталь в патрон  станка, вследствие чего происходит базирование и зажим детали. Включается вращатель, одновременно подается лазерное излучение – происходит обработка детали

     После завершения обработки, происходит отключение лазерного излучения  и устройства вращения, робот снимает готовую деталь с цанги и перемещает деталь в контейнер с готовыми изделиями . Процесс повторяется. 
 

4.2Алгоритм функционирования технологического комплекса для лазерной закалки

1. Включение электропитания технологического комплекса (Бункерно-ориентирующего устройства, робота, лазерной установки, вращателя)
2. Подача заготовки в зону захвата робота
3. Включение робота ( наклон робота на 85 градусов, подъём  руки робота на 20 градусов, захват заготовки)
4. Контроль
5. Возврат робота в первоначальное положение, поворот на 180 градусов, наклон на 40 градусов, подъём руки на 14 градусов.
6. Фиксация заготовки в патроне на цанге
7. Контроль
8. Возврат робота в первоначальное положение
9. Подъём стола на 110 мм
10. Выдвижение излучателя по оси у на -120 мм
11. контроль
12. включение вращателя
13. Включение лазерного излучения
14. Контроль ( Полного оборота вращателя)
15. Выключение лазерного излучения
16. Контроль
17. Переход на следующую дорожку ( продольное перемещение излучателя на 2,3 мм)
18. Повтор операций 13-18 раз
19. Выключение вращателя
20. Контроль
21. Отвод излучателя по оси у на 120 мм
22. Наклон робота на 40 градусов, подъём руки на 14 градусов, поворот на 145 градусов, наклон робота на 50 градусов,подъём руки на 10 градусов, сброс детали в контейнер.
23. Контроль
24. Повтор операций 2-23 в течение смены
25. Выключение электропитания технологического комплекса

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение

     В данной работе произведена полная автоматизация  ЛТК для лазерного легирования внешней конусной поверхности втулки.

По результатам  энергетического расчета выбрано  основное технологическое оборудование (LRS 100) и вспомогательное (автоматизированный привод вращения фирмы ООО "ОКБ "БУЛАТ", цанговый патрон Морзе 4 / М16 / ER32 с комплектом цанг 7 шт. 6-25 мм, робот KAWASAKI F-SERIES FS06N (FS06L) и бункерное устройство.

      При отлаженной работе спроектированного  технологического комплекса за смену  производится 176 детали.

     На  основе проделанной работы можно  сделать следующие выводы: При автоматизации технологического процесса  повышается качество обрабатываемых деталей, увеличивается производительность труда, а главное снижаются затраты и исключается воздействии человеческого фактора при обработке ответственных деталей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы 

1. Таблицы физических величин: Справочник/ Под ред. И. К. Кикоина М.: Атомиздат, 1976. 1008 с.

2. Учебное пособие  «Материаловедение» И.С. Давыдова, Е.Л. Максина. 

М-2006.

3.Технология  обработки концентрированными потоками энергии: Учебное пособие А.А.Паркин.СамГТУ.Самара,2004- 497с.

4. Козырев Ю.Г.Промышленные  роботы: Справочник.-2-е изд.,перераб.  И доп.- М.: Машиностроение,2005.-392 с.: ил.

5. Н.И. Камышный  «Автоматизация загрузки станков».-М.: «Машиностроение» 1977.

6. В.А.Мозжечков.  Пневматические элементы  и приводы  роботов.:Учебное пособие./Тула:ТулПИ,1989 - 93с.

7.www.laser-bulat.ru

8.www.newlaser.ru

9.www.laser-technologies.ru 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Приложение