IX. Компоновчные схемы механообрабатывающих ГПМ

Гибкий производственный модуль (ГПМ) является основной составной честью ГПС. В соответствии с ГОСТ 26228-85 ГПМ — это единица технологического оборудования, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все функции, связанные с изготовлением изделий, имеющая возможность встраивания в ГПС. Кроме функций обработки деталей ГПМ выполняет в автоматическом режиме накопление заготовок, загрузку заготовок в зону резания, выгрузку обработанных деталей, частичный или полный контроль точности обработки и другие вспомогательные операции.

В типовой механообрабатывающий ГПМ входит многоцеле­вой станок с ЧПУ и робот, управляемые от ЭВМ, накопитель заготовок и обработанных деталей и вспомогательные устройства (механизм автоматического открывания и закрывания за­щитного экрана станка, устройства для удаления стружки с ба­зовых поверхностей токарного патрона или зажимного приспо­собления, для контроля износа режущего инструмента, кантователь для обработки деталей с двух или нескольких сторон и др.).

В ГПС для многономенклатурного мелкосерийного произ­водства ГПМ имеет широкий набор дополнительных устройств, увеличивающих их гибкость, поскольку в связи с большим разнообразием обрабатываемых деталей и относительно небольшим количеством в партии возрастает число переналадок. К обору­дованию, работающему в составе ГПС в режиме безлюдной технологии, предъявляются специальные требования, которые можно условно разделить на основные и дополнительные. При­менительно к токарным ГПМ основными требованиями являются: управление от ЭВМ, наличие магазина инструментов, наличие конвейера для сбора стружки, автоматический зажим и раз­жим деталей в патроне станка.

К дополнительным требованиям можно отнести: возможность автоматической переналадки. патрона по программе на обработку деталей различных габаритных размеров, возможность регулирования по программе усилия зажима, определяемого жесткостью обрабатываемых деталей и силами резания, возможность автоматической корректировки управляющих программ при износе режущего инструмента и т.п.

Такие же требования в основном относятся к сверлильной фрезерно-расточной группе (ГПМ). Однако есть и специфические требования, например наличие магазинов приспособлений спутников с деталями, магазинов многошпиндельных головок должна быть предусмотрена возможность замены комплектами инструментов, необходимых для обработки заданной номенкла­туры деталей, или целиком инструментальных магазинов; замена тары для стружки и емкостей для СОЖ при переходе на обработку различных материалов, очистка от стружки опорных поверхностей приспособлений-спутников (сдув, смыв) пе­ред закреплением новой заготовки, корректировка положения заготовки в спутнике и т.п.

Непременным условием модуля является возможность встраивания егов ГПС, поэтому он должен иметь стандартные сопрягающие устройства, позволяющие ему состыковываться с АТСС (транспортной тележкой и др.), с центральной управляю­щей ЭВМ, а также отдельными системами ЧПУ станков, роботов, самоходных тележек.

На современном этапе модульный принцип конструирова­ния оборудования ГПС имеет следующие преимущества: резко сокращаются сроки и расходы на создание, освоение, внедрение и эксплуатацию оборудования, возрастает технический уровень и, прежде всего его надежность, упрощается обслуживание.

Модульную концепцию не следует понимать как обязательное "собирание" унифицированных узлов и блоков в единую конструкцию: это разработка качественно новых конструкций с использованием унифицированных элементов, обладающих более высокими качественными показателями. Однако они могут уступать по функциональным, эстетическим и массогабаритным показателям аналогичным специально сконструированным немодульным конструкциям. Таким образом, ГПМ — это унифицированный блок, изготовленный на современной элементной базе с использованием последних технических достижений науки и техники в данной области.

Приведем примеры современных ГПМ и их компонентою.

ГПМ для фрезерно-сверлильно-расточных операций, разработанный на базе многоцелевого станка ИР-320ПМФ и робота РМ-104 (рис.61), включает станок 1, загрузочный робот 6, узел (кронштейн) стыковки 4, накопитель заготовок и деталей 5, зажимное устройство с автономным приводом 3, четыре исполнительных зажимных приспособления 2, закрепленных по од­ному на каждом сменном приспособлении-спутнике поворотно­го загрузочного стола станка, автоматизированную систему управления 7.

Гибкий сверлильно-фрезерно-расточный модуль МА2765 МЗФ4 с ЧПУ, имеющий сменные, многошпиндельные коробки (рис.62.), состоит из многоцелевого станка 6, систем ав­томатической смены многошпиндельных коробок и обрабаты­ваемых деталей, системы управления. Многоцелевой станок включает привод главного движения 13, поперечно-подвижный поворотный стол 15, ограждение кабинетного типа 16, систему подготовки смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), устрой­ство для удаления стружки 2 из зоны резания, станцию смазки и насосную станцию гидрооборудования 8.

Система автоматической смены многошпиндельных коро­бок состоит из склада 11, где хранятся коробки 10, и автооператора 9, выполняющего их смену.

Система автоматической смены обрабатываемых деталей включает двухпозиционную станцию загрузки и зажима 3 обрабатываемых деталей, подъемник-укладчик 1, подающий с помощью манипулятора 4 обрабатываемые детали 14 со склада 5.; на станцию загрузки. На складе помимо деталей имеются сменные столы-спутники 7 с приспособлениями для установки и закрепления деталей.

Управление модулем осуществляется от системы ЧПУ 12. Модуль служит для многооперационной обработки по программе группы деталей типа корпусов из черных и цветных метал* лов и используется как индивидуально, так и в составе ГПС.

Детали обрабатываются инструментами, закрепленными на многошпиндельных коробках.

Для переналаживания модуля необходимо заменить зажимные приспособления, многошпиндельные коробки с инструментами и технологические программы обработки партии новых деталей; последние вводятся в ЧПУ либо с пульта управления модулем, либо путем замены программоносителя.

Роботизированный комплекс для токарной обработки де­талей модели БР СК-02 создан на базе токарно-револьверного станка модели 1В340Ф30. Комплекс предназначен для обработ­ки в патроне деталей типа коротких тел вращения, в том числе с криволинейными и резьбовыми поверхностями. Токарный станок оснащен восьмипозиционной револьверной головкой с вертикальной осью вращения, крестовым суппортом, такто­вым столом для заготовок; ограждение обеспечивает безопас­ность работы на станке.

В состав комплекса- входит робот, выполняющий загрузочно-разгрузочные операции в автоматическом режиме по ко­мандам системы ЧПУ станка. Цикл изготовления деталей состо­ит из следующих операций: захват заготовки из магазина, пере­нос ее в рабочую зону станка и установку в его зажимное уст­ройство, обработку, перенос готовой детали из рабочей зоны на тактовый стол. При необходимости ориентации заготовок на тактовом столе предусмотрены специальные паллеты и система ориентированного останова шпинделя.

Комплекс может работать как в автономном режиме, так и в составе ГПС.

Модульный сборочно-измерительный робот (рис.63) создан на базе широкого использования модульного принципа построе­ния из унифицированных узлов и механизмов. Этот робот пор­тального типа с верхним расположеним двух манипуляторов, каждый из которых обладает четырьмя степенями подвижности. В результате такой конструкции он легко встраивается в техно­логический сборочный модуль или в поточно-автоматизированную линию. Для управления роботом служит система ЧПУ 2С 42-65, созданная на базе микроЭВМ "Электроника-60". Такая система легко стыкуется с другими отечественными управляющими ЭВМ, используемыми в ГПС. Структура сис­темы ЧПУ 2С 42-65 также реализована по функционально-мо­дульному принципу.