Основы конструирования приспособлений

ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ СТАНКОВ С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ И РОБОТОВ

На станках с программным управлением (ПУ) обрабатывают детали широкой номенклатуры малыми партиями. Характерным для этих станков является быстрая сменяемость партий, сложность и повышенная точность обработки деталей. Приспособления для станков с ПУ должны быть простыми и надежными в работе, жесткими для достижения заданной точности обработки, обеспе­чивать быструю установку и снятие обрабатываемых заготовок* допускать быструю переналадку и быть пригодными для группо­вой обработки. Для выполнения концентрированной многопере­ходной обработки сложных деталей они должны обеспечивать возможность подвода рабочего инструмента ко всем обрабатывае­мым поверхностям с разных сторон заготовки. 862

Установку заготовок производят на предвари­тельно обработанные базы, используя чаще всего сле­дующие поверхности за­готовки: три взаимно пер­пендикулярные плоскости (установка на шесть то­чек), нижнюю плоскость и два базовых отверстия, центровые гнезда, цилин­дрические поверхности (наружную и внутрен­нюю) и торец для тел вращения. Характерным н важным условием выбора баз для установки заготовки в приспособление, является совмещение их с осями координат, от которых указы­ваются заданные размеры. На рис. 170, а показан пример такого совмещения. Соблюдение этого условия облегчает расчет коорди­нат опорных точек траектории движения инструмента от выбран­ного начала отсчета (нулевой точки).

Зажимные устройства отличаются простотой конструкции (при­хваты, кулачки патронов и планшайб). Их выполняют ручного типа и с приводом (обычно гидравлического или механического типа). Зажимные устройства в виде прихватов малогабаритны, легко размещаются в стесненных местах и не мешают выполнению обработки. При невозможности обеспечить последнее условие предусматривают обработку заготовки с ее перезажимом (перехва­том), расчленяя процесс обработки на данном станке на два по­следовательных этапа. Сперва заготовку закрепляют первыми за­жимами 1 (рис. 170, 6) и обрабатывают ее открытые поверхности. Затем перед началом второго этапа обработки заготовку закреп­ляют вторыми зажимами 2, а зажимы 1 снимают, освобождая за­крытые до этого поверхности заготовки. При правильном выборе мест закрепления заготовки точность размеров и взаимного поло­жения обработанных поверхностей получается достаточно высокой; это обусловлено тем, что при перезажиме заготовки ее положе­ние на станке не изменяется.

Зажимные устройства характеризуются точным изготовлением и высокой надежностью в работе. Это особенно важно в тех слу­чаях, когда обслуживание станка с программным управлением осуществляется роботом. При токарной обработке робот берет заготовку из емкости (с транспортера) и устанавливает ее в строго ориентированном положении в кулачки патрона. Все движения робота, закрепление и открепление заготовки производятся от управляющей программы станка (управляющей ЭВМ для группы станков). При недостаточной точности позиционирования захвата робота кулачки патрона должны разводиться на большую вели­чину, чем при ручной установке заготовки.

Стационарно расположенный робот может обслуживать два-три станка (рис. 171), а робот, перемещаемый по верхним горизонтальным направляю­щим, — линию станков.

При обработке заготовок на рас­точных, фрезерных и сверлильных станках заготовки можно устанавли­вать обработанной базой непосред­ственно на стол станка с ориентацией по боковым упорам, закрепленным в Т-образных пазах. Вместо упоров на столе станка часто закрепляют линейку или угольник, а по ним уста­навливают заготовку базовыми площадками или платиками. Для токарной обработки заготовок типа фланцев, втулок, стаканов используют клиновые самоцентрирующие патроны с бы­строй перестановкой кулачков на требуемый диаметр. Патроны имеют гидравлический, пневматический или электромеханический привод. Обтачивание заготовок типа валов производят в центрах с передачей момента поводковым трехкулачковым патроном с бы­строй перестановкой кулачков на нужный размер. Патроны имеют гидро-, пневмо- или электромеханический привод. Для полной обработки валов с одной установки применяют поводковые центры (ГОСТ 18257—72), а также поводковые шайбы с торцовыми рифле­ниями и плавающим передним центром. Необходимая осевая сила для внедрения рифлений в торец заготовки создается гидравли­ческим или электромеханическим устройством задней бабки — вращающимся центром. Передаваемый крутящий момент состав­ляет 100 Н-м и больше. Для фрезерных станков с ЧПУ исполь­зуют механогидравлические тиски нормальной и повышен­ной точности. Их выпускают неподвижного и поворотного типов.

Известно использование базовых плит из набора УСП. Эти детали имеют высокую точность исполнения и малый износ в про­цессе эксплуатации. Плиты обеспечивают открытую схему уста­новки и хорошую доступность режущего инструмента к обраба­тываемой заготовке.

Для участков станков с ПУ, управляемых от ЭВМ, используют универсальные и переналаживаемые приспособления-спутники. Примером первых может служить трехкулачковый самоцентри­рующий патрон (рис. 172). На специальном стенде в этот патрон закрепляется заготовка, а затем он передается последовательно на станки данного участка. Обработанная деталь снимается, а па­трон передается на исходную позицию для закрепления следующей заготовки. Патроны имеют коническую поверхность для точной установки на шпинделе станка и быстродействующее автоматиче­ское устройство для надежного закрепления. 264

Переналаживаемые приспособления - спутники имеют сменные установочные и зажимные устройства; они пригодны также и для групповой обработки.

На многооперационных станках «об­рабатывающих центрах», имеющих двухпозиционные столы, используют приспособления-дублеры. В то время как закрепленная в одном приспособ­лении заготовка обрабатывается, в дру­гом приспособлении происходит съем обработанной детали и установка новой заготовки. Такое совмещение времени способ­ствует повышению производительности труда и лучшему исполь­зованию этого дорогостоящего оборудования.

Промышленные роботы в механосборочном производстве на­ходят широкое применение. При механической обработке их используют как вспомогательные устройства, выполняющие функ­ции: взять ориентированную заготовку из тары (бункера), по­ставить в станочное приспособление (патрон), сиять обработанную заготовку со станка, отложить в тару или передать на следующую позицию обработки без потерн ориентации заготовки. Безотказ­ное выполнение этих вспомогательных функций во многом зави­сит от конструкции захватов робота, которые являются его смен­ной и переналаживаемой оснасткой.

В сборочном производстве роботы могут выполнять и техноло­гические функции — автоматически производить сборку неслож­ных узлов или отдельные этапы общей сборки изделия. Их можно использовать в качестве отдельных технологических установок на узловой сборке, встроенными в поточную линию с автономной системой управления и встроенными в сложные автоматические комплексы с общей системой управления. В массовом произ­водстве применяют цикловые и специальные сборочные роботы, в мелкосерийном производстве с широкой номенклатурой изде­лий — универсальные обучаемые роботы с ЧПУ. Во всех слу­чаях роботы должны иметь сборочное приспособление, в которое прежде всего ставят базовую деталь собираемого узла. После ее автоматического закрепления производится последовательная

Установка всех сопрягаемых деталей. Затем собранный узел открепляется и передается в тару или на следую­щую позицию. Весь цикл сборки вы­полняется автоматически, без учас­тия человека, по заранее составлен­ной программе.

Сборочное приспособление ус­танавливается на столе или стойке возле робота. В простейшем случае оiiO представляет собой плиту с эле­
ментами для точной установки базовой детали собираемого узла. Зажимные устройства (если они необходимы) выпол­няют пневматическими или гидравлическими с управлением от системы робота. При сборке точных сопряжений точность по­зиционирования руки робота может оказаться недостаточной. В этом случае применяют дополнительные устройства для точного направления сопрягаемых деталей. Приспособление должно быть по возможности простым, с открытой рабочей зоной, обеспечива­ющей подвод руки робота и установку деталей. В мелкосерийном производстве приспособление может быть быстро собрано из элементов УСП.

Конструирование сборочного приспособления тесно связано С общей компоновкой рабочего места (рис. 173). В него входят вибробункеры и магазины 1 для сопрягаемых деталей, магазин 2 Сменных инструментов и захватов, а также устройство для приема собранного изделия (лоток, транспортер, позиция для передачи на следующий агрегат 3). Расположение этих устройств опреде­ляет цикл работы робота 4 и общую схему сборочного приспо­собления 5.