ГИБКИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ (ГПС) термических и сварочного производства
введение
В состав названных ГПС входят: ДПС отжига, ДПС закалки и отпуска, ДПС сварки . Рассмотрим состав , Структуру и принципы функционирования ГПС сварки и термической обработки на уровне их реализации в виде ГПМ.
ГПМ сварочного производства элементов конструкции МЭА
выбор вида и способа сварки, где применение ПР наиболее целесообразно и оправдано, должно проводиться с учетом предварительно сформулированных критериев и оценок. К ним следует отнести: степень распространенности данного вида и способа сварки; невозможность пребывания человека в зоне сварки; необходимость выполнения комплекса движений динамических характеристик (скорость, точность, величина перемещения масс) и др
Конструкторско-технологическая характеристика свариваемых деталей. Основными способами сварки, отличающихся по характером внешнего воздействия на детали, свариваются, являются:
холодная и ультразвуковая сварка , Осуществляемая под давлением;
электронно-лучевая и лазерная сварка, осуществляемая под влиянием теплоты на детали, свариваются;
диффузное термокомпрессионная сварки, осуществляемая под одновременным воздействием тепла и давления непосредственно или косвенно на детали свариваются.
Каждый из перечисленных способов требует точного (в пределах 1-5%) соблюдение параметров (толщина, мощность излучения , Температура, давление, усилия, скорость) и условий сварки. Соединяемые детали должны мама точные (в пределах ± 0,2 мм) геометрические размеры и точное (в пределах ± 0,01 мм) относительное расположение.
состав и структура ГПМ сварки
на сварочных операциях используются ГПМ сварки, которые подразделяются на следующие виды: модули с использованием универсальных ПР для загрузки-разгрузки сварочных автоматов ; модули с использованием универсальных ПР для загрузки-гаразгрузки контактных сварочных машин; модули с использованием специальных ПР для автоматизации процесса дуговой и контактной сварки . ПР используются на вспомогательных операциях и управляют ходом ТП. На рис. 1 приведена типовая структура ГПМ для загрузки-разгрузки контактных сварочных машин модели 1C. Указанная модель ГПМ предназначена для загрузки-разгрузки контактных сварочных полуавтоматов.
В рассматриваемом ГПМ ПР берет первую деталь из магазина-питателя и устанавливает ее в приспособление, закрепленное на электроде машины для рельефной сварки. Затем ПР берет вторую деталь с соответствующего магазина-питателя и устанавливает ее в первую деталь. По команде системы программного управления работа включается сварочная машина. После окончания сварки ПР снимает сваренный узел и заключает его в тару.
Рис. 1 - ГПМ сварки: 1 - контактное сварочная машина, 2 - СПУ ПР; 3 - тара для сварочных узлов 4 - ПР, 5 - СУ ГПМ; 6 - магазин-питатель
ГПМ термического производства
Особенности ГПМ термообработки, его состав и структура определяются многообразием ТП термической обработки деталей, используемого оборудования, конфигурации деталей, материалов , организационных видов производств и т. д.
Конструкторско-технологическая характеристика термообрабативаемих деталей. Существуют следующие основные виды термической обработки деталей (рис. 2): отжиг, нормализация, улучшение, закалка, отпуск, старение. К химико-термической обработке стальных деталей относятся: цементация, азотирования, цианирования, алитирования и др
Результаты термической и химико-термической обработки изделий оцениваются по твердости обрабатываемых изделий. Получение необходимой твердости стальных деталей после термической обработки достигают за несколько операций. Сначала выполняется закалка на более высокую твердость, после чего проводится предварительный отпуск для снятия ^ внутренних напряжений, затем - окончательный отпуск. Очень часто между термическими (закалка и отпуск) операциями осуществляют механические - по снятию заусенцев, фрезерованию, шлифовке, полировке и др К термической обработке стальных деталей кроме обеспечения установленной твердости предъявляют еще и другие требования:
поверхность термообработанной детали должна оставаться светлой чистой; окалина и цвета изменчивости на поверхности детали не допускаются;
не должно быть обезуглероживания поверхностного слоя детали и ее перегрева; слом детали должен быть мелкозернистый;
не должно быть деформирования детали под собственным весом.
Состав и структура ГПМ термообработки
Сущность ТП термообработки детали заключается в том, что нагретую деталь зажимают между частями штампа, укрепленного на прессе, и автоматически погружают в закалочных жидкость. Подобная закалка является одним из самых тяжелых и монотонных операций в термических цехах, так как она связана с поштучным переносом нагретых деталей от печи к прессу при сохранении постоянного высокого темпа закалки на протяжении всей рабочей смены. На рис. 2 приведен типичный ГГШ термообработки деталей модели IT, включающий в свой состав: камерную печь, два закалочных пресса, два ПР типа ,, Универсал-15 ".
Рис.2. ГПМ термической обработки: 1 - камерная печь, 2, 6 - ПР, 3 - подающее устройство, 4 - СПУ ПР, 5 - пресс закалочных; 7 - подающее устройство для оправок, 8 - моечная машина; 9 - устройство для сушки схвата ПР; 10 - шкаф электроавтоматики ГПМ
ГПМ гальванического производства
Отличительной особенностью ГПМ гальванических покрытий деталей МЭА применение в составе модуля, наряду с ПР и транспортной системой, двухрядных малогабаритных многопредметные переменно-поточных линий гальванических типа АГ-42, ЛГ-44-2. В зависимости от требуемой производительности и назначения модуля гальваноударная покрытий, число ванн покрытий и длина линии может меняться. Указанные линии выполняются из унифицированных агрегатов, обеспечивающих выполнение группы близких по назначению технологических операций, позволяет разделить линию гальванопокрытий на функционально законченные части. Так линия ЛГ-44-2, предназначена для химической и гальванической металлизации деталей (в том числе печатных плат), состоит из трех агрегатов: агрегата химической металлизации; агрегата металлизации; агрегата технологических емкостей трех модификаций. На рис. 3 приведены ГПМ гальванопокрытий модели 1ГП
Указанная модель ГПМ предназначена для нанесения гальванопокрытий с автоматическим транспортировкой деталей и катодных штанг.
Рис 3 - ГПМ гальванического производства: 1 - ПР; 2 - автооператор (перегрузочный устройство); 3 - пост монтажа и демонтажа; 4 - линия АГ-42-2, 5 - транспортируется устройство
ГАЦ гальванопокрытий деталей МЭА
Краткая технологическая характеристика основных видов гальванических (металлических) покрытий. Среди металлических покрытий наибольшее применение находят такие: цинковое, кадмиевые, медное, никелевое, оловянная, хромовое, серебряное и др По своему назначению металлические покрытия делятся на защитные, защитно-декоративные, специальные. К особым свойствам можно отнести высокую твердость и способность противостоять горению, повышенную электропроводность, повышенную устойчивость морской воды, магнитные свойства. Для обеспечения защитных свойств металлических покрытий и их долговечности основное значение имеет правильный выбор толщины покрытия. Государственные и отраслевые стандарты устанавливают минимальную толщину каждого покрытия в зависимости от материала детали, условий эксплуатации и хранения (см., например, рис. 4). По количеству слоев, наносимых металлические покрытия могут быть однослойные и многослойные. Однослойные - это покрытие одним любым металлом определенной толщины наносимого за один технологический цикл. Например цинковое покрытие толщиной 15 мкм, кадмиевые - толщиной 30 мкм и др Многослойные покрытия - это последовательно нанесены друг на друга слои различных металлов. Они могут быть двухслойными ( медь 9 мкм - никель 6 мкм) и трехслойными (медь 9 мкм - никель 6 мкм - хром 1 мкм).
Для прочного соединения металла покрытия с металлом детали необходимо непосредственно перед нанесением покрытия производить подготовку поверхности детали, которая заключается в удалении пленок окислов, жира, загрязнений одним из способов: механически, химически, электрохимически. Основными параметрами гальванического покрытия являются: допустимая рабочая температура, С; микротвердость, МПа; толщина, мкм.
Типичный ТП нанесения гальванических покрытий включает в себя следующие операции: подготовка деталей под гальванопокрытие одним из способов, нанесения необходимого покрытия (в один или несколько слоев), промывка детали после покрытия, сушка детали, контроль качества покрытие детали.
Состав и типовая структура ГАУ нанесения гальванических покрытий. Проблема высокой автоматизации гальванического производства на предприятиях по крупносерийный и массовым выпуском продукции практически решена применением автоматических линий жесткого цикла, позволяющие в определенных пределах изменять программу, а также использованием автооперативних много предметных переменно-поточных линий. Для гальванических цехов, характерных для приборостроения, мелко- и среднесерийном производств с годовыми объемами покрытий на 150000 м2 и частой обновляемость продукции, разработанный ГАУ "Гальваника", участок на базе многопредметные, переменно-поточных автоматических гальванических линий, роботов-манипуляторов для загрузки (разгрузки) деталей на технологические спутники , перегрузки последних из цеховых транспортных средств на погрузочно-разгрузочные позиции гальванических линий, транспортных средств подачи деталей из зон, находящихся вне гальванического цеха, системы транспортных устройств, обеспечивает передачу технологических спутников к технологическому оборудованию из помещения монтажа-демонтажа, а также возвращение их; оборудования для очистки стоков гальванических цехов и регенерации из сточных вод серебра; золота, хрома, никеля, меди, кадмия, цинка и других цветных металлов. Применение этого оборудования в составе ГАУ способствует уменьшению выноса вредных веществ в окружающую среду и возвращению ценных компонентов в производство . По своей организации он обеспечивает оптимизацию всех производственных процессов , В том числе поступления деталей на участок, их монтаж на технологические спутники и демонтаж, транспортировка технологических спутников по операциям
Автоматизированная система управления ГАУ нанесения гальванических покрытий. Автоматизированная система управления ГАУ "Гальваника" - многоуровневая. На нижнем уровне организуются локальные системы управления модулями и транспортными средствами. Предусматривается возможность наращивания функций системы, особенно по управлению технологическими параметрами, с применением соответствующих датчиков и исполнительных механизмов.
Программы управления для данной системы могут быть введены с вышестоящего уровня управления. Перечисленные системы реализуются на базе микропроцессорной техники и микро-ЭВМ.
На верхнем уровне управления локальными системами обеспечивается синхронизация работы отдельных систем, перестройка их на необходимые технологические режимы, маршруты, программы обработки. На этот уровень возлагается решение задач общего характера с выдачей соответствующих документов. Рассмотрим функциональную структуру, технологическое, программное и организационное обеспечение АСУ ГАУ на несение гальванических покрытий.
Основной целью АСУ ГАУ нанесения гальванических покрытий является повышение производительности автоматических операторных линий типа АГ-42, объединенных в область или цех, при точном соблюдении технологических маршрутов и режимов.
Функции АСУ ГАУ объединены в функциональные группы: "Контроль", "Анализ", "Принятие решений и реализация управляющих воздействий". Функциональная группа "Контроль" осуществляет формирование информации о состоянии технологического объекта управления (ТОУ), необходимой для реализации последующих этапов управления. назначением функциональной группы "Анализ" является выработка информации, характеризует состояние ТОУ и ход технологического процесса. Функциональная группа "Принятие решений и реализация управляющих воздействий" производит решения по управлению, формирования и реализации управляющих воздействий.
Комплекс технических средств (КТС) АСУ ГАУ состоит из управляющего вычислительного комплекса (УВК) типа М-600, датчиков и аппаратуры управления, входящего в комплект поставки АГ-42. УВК имеет в своем составе процессор Оперативно-запоминающее устройство, таймер, устройства ввода перфоленты, вывод на перфоленту, печати с клавиатурой , Видеотерминал (СИД-1000), комплекс ввода дискретных сигналов (А622-1 / 1, А622-2, А622- 2/12), комплекс вывода дискретной информации (А641-2, А641-5, А641-11), комплекс ввода аналоговой информации (А611 -8 / 2, А612-2 , А612-9, БН-9А).
Источниками информации в системе является датчики наличии (ДН), датчики положения (ДП), датчики крайнего верхнего положения (ДКВ), датчики крайнего нижнего положения (ДКН), характеризующие в соответствии положения катодных штанг (КШ), автооператоров (АД) и их консолей; датчики технологических параметров; пульт ручного ввода информации (ПРВИ) и пульт заявки на возврат (УЗО). ДН, установленные на позициях загрузки и разгрузки АГ-42, сигнализируют о наличии КШ на этих позициях. ДКВ и ДКН, размещенные на АО, совместно с ГП, установленными на каждой рабочей позиции линии, позволяют контролировать выполнение рабочих ходов АО. ПРВИ, что находится в позиции загрузки, предназначен для ввода информации о номере технологического маршрута и номер позиции, с которой начинается обработка загруженной КШ. УЗО предназначен для ввода заявок на возврат разгруженных КШ на позицию загрузки.
список литературы
М. П. Меткина, М. С. Лапин, С. А. Клейменов, В. М. Критского. Гибкие производственные системы. - М .: Издательство стандартов , 1989. - 309с.
Харченко А.А. Станки с ЧПУ и оборудование гибких производственных систем: Учебное пособие для студентов вузов. - М .: ИД «Профессионал», 2004. - 304 с.
Роботизированные технологические комплексы / Г. И. Костюк, А. А. Баранов, И. Г. Левченко, В. А. Фадеев - Учеб. Пособие. - Харьков. Нац. аэрокосмический университет «ХАИ», 2003. - 214с.
Алексеев П.И., Н. П. Меткина, М. С. Лапин. Технологическое проектирование ГИС. - Л .: ЛДНТП, 1984. - 36с.
Морозов В.П., Дымарский Я.С. элементы теории управления ГАП. - Л .: Машиностроение , 1984. - 364с.
