Гибкий производственный модуль (ГПМ) — единица технологического обо­рудования, оснащенная устройствами для автоматической смены инструмента и заготовок, удаления отходов, конт­роля и подналадки технологического про­цесса и управляемая с помощью сме­няемых программ, что обеспечивает пе­реналадку на заданный объем произ­водства определенного класса объектов. Особенность ГПМ — его приспособлен­ность для объединения с другими ГПМ в составе гибких производственных ли­ний и участков [8, 52, 54].

Модуль, объединяющий станок с ЧПУ, транспортно-накопительную систе­му, промышленный робот и управляемый средствами вычислительной техники, яв­ляется следующей после многоцелевых станков ступенью интеграции изготовле­ния деталей, будучи основой ГПС.

Несколько объединенных модулей составляют определенный автоматизиро­ванный технологический комплекс.

Отечественная промышленность се­рийно выпускает модули различных ти­пов, обеспечивающие автоматическое вы­полнение различных операций.

•> Зак. 338

Роботизированный технологический комплекс (модуль) РРТК-ЗДЗ!. Комп­лекс предназначен для токарной обра­ботки деталей типа тел вращения дис­ков, колец) в цехах машиностроитель­ных заводов при серийном и мелкосе­рийном производстве. Комплекс может работать самостоятельно или в составе автоматизированного участка или цеха, эксплуатироваться в различных клима­тических условиях.

Состав комплекса: токарный патрон­ный полуавтомат с ЧПУ модели 1П756ДФ331; автоматический манипуля­тор агрегатной конструкции модели МА80Ц2509. Комплекс оснащен УЧПУ «Электроника НЦ 80-31», которая обслу­живает станок и манипулятор.

Гибкий производственный модуль ЕМАГ. Этот модуль (рис. 3.5) построен на базе двухшпиндельного токарного автомата МСЦ12 с ЧПУ. Станок 14 имеет две восьмипозиционные револьверные головки 15, позволяющие одновременно обрабатывать детали в двух шпинделях. За каждый такт со станка выходит деталь, обработанная с двух сторон. Если требуется только односторонняя обработка, то на станке можно одно­временно обрабатывать две детали.

Модуль имеет специальное лазерное устройство 2 для автоматизированного клеймения деталей (нанесения любых графических знаков). Детали для нане­сения надписей устанавливают в пози­ции 11 (позиции запаса изделий).

Портальный манипулятор 1 с двумя зажимными устройствами обеспечивает установку заготовок в патроны и съем изготовленных деталей. Между зажим­ными устройствами имеется поворотное устройство, которое во время переме­щения заготовки от первого шпинделя ко второму поворачивает ее на 180°.

Портальная тележка 5 снабжена двумя манипуляторами. Один из них (4) Обладает двумя схватами и служит для автоматической замены инструмента в револьверных головках. Требуемый ин­струмент берется из гнезд накопителя (палеты) 9 с 32 местами. После замены инструмента на станке изношенный ин­струмент укладывается в освободив­шееся гнездо палеты. Другой манипу­лятор (6) принимает детали из позиции 11 (после того как они прошли клеймение лазерным лучом) и транспортирует их в палету готовых изделий 8 или забирает заготовки из этой палеты.

В системе имеется специальный шта - белер 10 с СЧПУ, который перемещает в требуемые положения палеты с заго­товками, инструментом и готовыми дета­лями, забирая их из зон предвари­тельной подготовки 3 и 7.

В процессе работы станка с помощью измерительного устройства 13 проверяет­ся степень изнашивания режущего ин­струмента по осям X и Z. Для этого каждый инструмент периодически подво­дится к измерительному щупу, защищен­ному от стружки и СОЖ. Данные конт­роля являются основанием для подачи команд на смену затупившегося ин­струмента.

Образующаяся при обработке дета­лей стружка транспортируется в струж - коприемник 16.

Все управление модулем осуществля­ется с пульта 12 УЧПУ. При необ­ходимости модуль может быть состыко­ван с другими модулями.

Гибкая линия с транспортными те­лежками и единой системой управления. Из гибких производственных модулей могут быть составлены гибкие произ­водственные линии или участки по раз­личным схемам [8, 52, 54]. В одном из вариантов (рис. 3.6) многоцелевые стан­ки с ЧПУ, имеющие поворотные столы - накопители, объединены в единую линию транспортной системой и системой управ­ления.

Многоцелевой станок 3 с магазином инструментов / и устройством его замены 2 управляется УЧПУ, смонтированным в шкафах 5. УЧПУ состоит из програм­мируемого контроллера и дисплейного блока. Заготовка на стол 11 станка подается закрепленной на столе-спутнике 19 и обрабатывается на нем. Рядом со станком размещен. восьмипозиционный круговой накопитель 18, на позициях которого находятся столы-спутники с деталями. Стол-спутник с деталью пере­дается от накопителя на стол станка 11 с помощью погрузочно-разгрузочного поворотного стола 21, который сначала
разворачивается в сторону накопителя и принимает стол-спутник. Далее стол 21 Поворачивается направляющими в сто­рону стола 11 и подает стол-спутник на позицию обработки. После обработки детали погрузочно-разгрузочный стол возвращает стол-спутник на накопитель.

Для обеспечения накопителей сто­лами-спутниками (с заготовками), пе­редачи этих столов от накопителя одного станка к накопителю другого, приема столов-спутников с обработанными дета­лями и транспортирования их в зону загрузки служит двухпозиционная авто­матическая транспортная тележка 20, Перемещаясь вдоль направляющих 22, Тележка подходит к накопителю и пере­дает (принимает) стол со спутником. За один ход тележка может загрузить две позиции накопителей заготовками и принять две обработанные детали или передать две заготовки с одного накопи­теля на другой.

Обработка начинается с зоны загруз­ки. Сюда из главной складской системы тележки 16 подают заготовки, закреп­ленные (в зоне склада) на столах-спут - никах. Исходная накопительная система 15 позволяет создать запас заготовок.

Эта же система служит зоной проме­жуточного складирования обработанных деталей, которые на столах-спутниках доставляются сюда от станочных круго­вых накопителей тележкой 20. Далее изготовленные детали из зоны промежу­точного складирования тележками 16 до­ставляются в главную складскую систе­му. Тележки 16 при необходимости подают к станкам из складской системы также и столы-спутники с палетами ре­жущего инструмента. Доставленные к станкам, они позволяют автоматически заменять режущий инструмент в мага­зинах станков.

Весь рассмотренный комплекс управ­ляется центральной системой управления (ЦСУ), состоящей из программируемого контроллера 8 с дисплеем 13, символь­ного контрольного дисплейного устрой­ства 9 и монитора 10. Программируемый контроллер 8 решает общие вопросы программирования работы всего комп­лекса, ведет сбор и анализ информации о работе всех систем, хранит необхо­димые подпрограммы, обеспечивает со­пряжение отдельных управляющих си­стем комплекса и координирует их ра­боту, передает данные на ЭВМ высшего
уровня и т. д. Контроллер 8 • линией связи 12 (шиной) связан с УЧПУ всех модулей, а линией связи 14 (шиной) — с блоком 17 системы управления зоной загрузки и далее с главной складской системой. Кроме того, на программируе­мый контроллер выходит линия связи (шина) 6 с ЭВМ высшего уровня. Ис­пользуя дисплей 13 с клавиатурой, опе­ратор комплекса всегда может вмешать­ся в работу того или иного элемента. Естественно, что программируемый конт­роллер не решает многих частных задач по обработке деталей и их транспорти­рованию. Все эти задачи, включая работу кругового накопителя, решает «местное» управление — блоки УЧПУ, а работу эле­ментов зоны загрузки обеспечивает блок управления 17.

Рассматриваемый комплекс обычно работает в автоматическом режиме. Но это не исключает важной роли операто­ра, рабочее место которого расположено в зоне ЦСУ. Помимо информации, фик­сируемой экраном управляющего дисп­лея 13 и печатающим устройством, к оператору непрерывно поступают данные от контрольного устройства 9. Это может быть условная символьная информация о функционировании всех элементов комплекса в целом. Выведенные на цвет­ной дисплей данные показывают в каж­дый данный момент положение всех заготовок, деталей, транспортных теле­жек и др. Детально рассматривать зоны обработки по выбору оператора можно на экране монитора 10, который видео­линией 7 связан со всеми видеокамера­ми 4. Такие камеры установлены возле каждого станка, они позволяют видеть в случае надобности весь процесс обработ­ки детали по УП.

Большое количество информации по­зволяет оператору быстро ликвидиро­вать отдельные возможные сбои систем и их неполадки.

Отечественная промышленность вы­пускает ряд специализированных мно­гостаночных комплексов и участков.

Например, комплексно-автоматизирован­ный участок «Талка 500» создан на базе мно­гоцелевых станков ИР 500МФ4 и ИР 800МФ4 и транспортной системы ТС-500. В состав участка входят: четыре многоцелевых станка модели «Модуль 500» с автоматизированной системой замены инструмента в инструмен­тальных магазинах, один многоцелевой станок модели ИР 800МФ4, транспортная система ТС-500, автоматизированный склад типа ПЖА-119, восемь консольно-поворотных кра­нов типа ОМ-756, четыре стенда для сборки приспособлений на столах-спутниках, сорок восемь столов-спутников, управляющий вы­числительный комплекс на базе ЭВМ СМ-2. Зона резания имеет ограждение. Предусмот­рена система уборки стружки.

Техническая характеристика участка

Размеры обрабатываемых

Корпусных деталей, мм. . .400X400X400;

800X800X800

Наибольшая масса обраба­тываемой детали, кг. 500 Емкость автоматизирован­ного склада, ячеек.... 176 Класс точности станков. . П Площадь, занимаемая участ­ком, м2............................... 432

Комплексно-автоматизированный участок типа «Талка 500» предназначен для обработ­ки корпусных деталей в условиях мелкосерий­ного производства. Станки внутри участка связаны транспортной системой ТС-500, позво­ляющей располагать станки как последо­вательно, так и параллельно.

Транспортная система доставляет заго­товки на столах-спутниках от станции загруз­ки к многоместным накопителям станков, а от них — обработанные детали на станции разгрузки. Она же доставляет комплекты режущего инструмента в магазины станков в автоматическом цикле.

Гибкая линия с автоматической си­стемой замены инструмента. В такой ли­нии (рис. 3.7) эффективность работы станков особенно высока. Многоцелевые станки 6 тыльной стороной обращены к многоярусному инструментальному скла­ду 2. Вдоль стеллажей склада, на кото­рых в определенных гнездах размещен режущий инструмент, по рельсовому пути передвигается программируемый робот 3. По команде управляющей ЭВМ участка робот выполняет перезагрузку цепных магазинов 5 станков с ЧПУ. Робот за­бирает из магазинов отработанный ин­струмент, а устанавливает пригодный или необходимый для очередной ра­боты.

Таким образом, в любой момент цеп­ные магазины станков могут быть за­гружены (или перекомплектованы) не­обходимым работоспособным инструмен­том, комплект которого зависит от вида
детали и характера операций по ее обра­ботке. Отработанный работоспособный инструмент робот, взяв его в магазине станка, устанавливает в нужную ячейку стеллажа инструментального магазина. Изношенный инструмент робот отправ­ляет в зону его приемки в конце инстру­ментального склада (на рисунке не по­казано) . Инструментальный склад попол­няется новым инструментом через про­межуточный стеллаж 1. В гнезда этого стеллажа рабочий-наладчик укладывает комплекты, в которые входят режущий инструмент и базовая (типовая) оправ­ка, предварительно проверенные на полу­автоматической инструментально-конт­рольной установке 15. При контроле инструмента на этой установке по линии связи в управляющую ЭВМ передаются данные о фактических размерах и вы­летах каждого инструмента, а также код каждой базовой оправки. В дальнейшем эта информация передается в УЧПУ 4, Которое вводит в задаваемые программы обработки деталей соответствующие кор­рекции.

Заготовки в данной автоматической линии подаются через посты загрузки - выгрузки 8. С этих постов, оснащенных столами, заготовки на столах-спутниках перегружаются на тележку 9, которая по рельсовому пути 10 перемещается вдоль всех станков. Состыкованная со столом - накопителем 7 тележка может передать на стол станка заготовку и принять обра­ботанную деталь. Эту деталь вместе со столом-спутником тележка автомати­чески транспортирует к другому станку (на стол 12 контрольно-измерительного автомата 11) или возвращает на один из столов поста загрузки-выгрузки. Авто­матизированная транспортно-складская система (на рисунке не показана) за­бирает с постов 8 готовые детали и до­ставляет на эти посты новые заготовки.

Рассматриваемая линия имеет еди­ную систему сбора и удаления стружки от станков. Система предусматривает на -

Копление стружки в пристаночных бун­керах 13, очистку СОЖ от стружки, возврат СОЖ в баки станков и удаление стружки от каждого бункера по единой (скрытой ниже уровня поля) транспорт - но-стружечной системе участка.

Оперативный пульт управления 14

Позволяет быстро устранять возможные сбои в работе отдельных систем или управлять отдельными системами (на­пример, загрузкой инструментального склада, работой контрольно-измеритель­ной машины) индивидуально, независи­мо от работы всех остальных систем.