Модуль горизонтального перемещения руки позволяет модулю кисти с захватным устройством выполнить поворотное движение относительно продольной оси. Модуль кисти руки обеспечивает две степени подвижности: поворот захвата вокруг его оси и качание относительно поперечной оси.

Модуль схвата (рис. 10.10,6) является исполнительным органом манипулятора. Разжим губок 9 схвата осуществляется пневмоцилиндром /, щток 2 которого шарнирно связан с рычагами 10; зажим - пружиной 3, возвращающей поршень 4 назад. Шток 2 поршня поворотный; он соединен шпонкой с выходным валом модуля кисти, обеспечивая возможность вращения схвата относительно оси в подшипниках 5 и 6. Контроль разжима схвата осуществляется пневмо-выключателем 7, который срабатывает при нажатии на него упора 8, шарнирно связанного с рычагами 10.

Раздел 2

КОНСТРУИРОВАНИЕ И ИСПЫТАНИЕ СТАНКОВ

ГЛАВА 11

ПРОЦЕСС КОНСТРУИРОВАНИЯ и ЕГО АВТОМАТИЗАЦИЯ

§ 1. ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СТАНКОВ

Проектированию станка предшествует предварительная, так называемая предпроектная проработка, которая завершается составлением технического задания на проектирование отдельного станка или комплекта станочного оборудования. Техническое задание содержит сведения о назначении станка, т. е. о том множестве деталей, которое должно быть обработано на станке с требуемой точностью по размерам, форме и взаимному расположению поверхностей.

В техническом задании необходимо обосновать целесообразность проектирования нового станочного оборудования на основе анализа и сопоставления его с уже существующими станками для решения той же или аналогичных производственных задач. Техническое задание должно содержать также изучение патентных источников и тщательное экономическое обоснование предполагаемой эффективности вновь создаваемого оборудования по критерию приведенных затрат и производительности. В техническом задании регламентируют значения основных технико-экономических показателей, которым должен обладать прюектируемый станок или весь комплект станочного оборудования.

Техническое предложение (рис. 11.1) является первым этапом проектирования станочного оборудования. На базе исходных данных предпроектной проработки в техническом предложении обосновывают н уточняют технические характеристики: диапазоны скоростей главного привода, привода подач и вспомогательных перемещений. Выбирают двигатели для всех кинематических цепей и обосновывают рациональную мощность приводных двигателей. Дополнительно прорабатывают патентные источники и уточняют ожидаемую экономическую эффективность создаваемого станочного оборудования. На этапе технического предложения синтезируются варианты принципиальных схем станка и возможные компоновки как самого станка, так и всего комплекта станочного оборудования. Проводят оптимизацию компоновочных решений.

Эскизный проект является развитием технического предложения и содержит предварительную конструктивную ра.чработку всех основных узлов. Принятие решений обосновывают расчетами, оптимизацией важнейших параметров с учетом технологичности конструкции и достижимой степени унификации.

Технический проект включает окончательную конструктивную проработку всех схем станка, его общие виды и все узловые чертежи с указанием технических условий на изготовление и сборку. На этом этапе осуществляют все виды уточненных расчетов и окончательно определяют эффективность станка или набора станочного оборудования.

Разработка рабочей документации является завершающим этапом проектирования. На основе технического проекта оформляют

□с

Техническое задание

Уточнение служебного назначения станка и дыбор его основных паранетроВ

Определемае технических характеристинХ

\ -

Разработка кинепатичеекои схепы - I

Выбор коппановки

Конструирование узлаВ станка \

Рабочие чертежи дета/гей. спецификаиии

Технологическая подготовка производства

Изготовление и испытание опытного образца

Заназ на заготовки

Заказ на

нопплектующт

изделия

дьтуск серии

Рис. 11.1. Этапы проектирования станка

рабочие чертежи на все оригинальные детали станка с простановкой размеров и техническими условиями на изготовление. Составляют перечень комплектующих изделий (покупных) деталей и спецификацию оригинальных деталей.

Разделение процесса проектирования на последовательные этапы является в известной мере условным, поскольку по ходу проектирования целесообразно пересматривать и уточнять ранее принятые решения. Например, при конструировании одного из важнейших узлов станка может выясниться необходимость изменения общей компоновки станка или внесения изменений в его кинематическую схему. Появлеш1е новых, прогрессивных комплектующих изделий (шпиндельных опор, направляющих устройств управления, средств контроля и измерения) также влияет на окончательное оформление конструкции отдельных узлов, а иногда и всего станка.

Существенное влияние на процесс проектирования станочного оборудования оказывают средства вычислительной техники. Особенно эффективно использование ЭВМ для сбора и обработку исход-

Проверил функционального назначения

Рис. 11.2. Схема взаимодействия конструктора и ЭВМ:

--поток информации;---- связь с конструктором; -

конструирование; === =. связь с ЭВМ

автоматическое

ной информации, Выполнения сложных, трудоемких расчетов и для окончательного оформления чертежей и другой рабочей документации. Примерная схема взаимодействия конструктора и средств

Рис. 11,3. Варианты компоновок многооперациокных станков из унифицированных модулей

вычислительной техники приведена на рис. 11.2. Применение агрегатно-модульного принципа, когда различные по назначению и конструкторскому оформлению станки компонуются из общего набора узлов (модулей), дает возможность формализовать весь процесс

проектирования и в значительной мере его автоматизировать (рнс. Ц.З и 11.4).

Рис. 11.4. Схема компоновки станка, полученная на ЭВМ

§ 2. ПРОЕКТНЫЕ КРИТЕРИИ

При проектировании любого комплекта станочного оборудования основной целью является обработка заданного множества деталей с -минимальными затратами на основе принятой технологии. Множество деталей, подлежащих обработке, характеризуется общим годовым их Выпуском N, номенклатурой Я,

ритмичностью выпуска, т. е. числом Р переналадок в течение года (см. гл. 2).

Обеспечение годового выпуска известного множества деталей при минимальных затратах следует рассматривать как целевую функцию при проектировании комплекта станочного оборудования:

Л = iV/X; c-vm.ax, (11.1)

где Л- годовой выпуск деталей, шт.; 2 < - сумма приведенных затрат, руб.

Эта целевая функция характеризует эффективность оборудования. Годовой выпуск деталей можно заменить выражением

N = T,nJT, (11.2)

где То - годовой фонд времени; т] - коэффициент использования фонда времени; Г - среднее время цикла обработки одной детали. При этом целевая функция принимает вид

-шах.

(11.3)

(11.4)

т(2с)

при известном То и заданном Т

г,->1

При конструировании новых станков, которые будут входать в состав различных комплектов станочного оборудования, следует стремиться к повышению их производительности, так как при этом -можно сократить число станков в наборе и, соответственно, уменьшить стоимость комплекта оборудования. С уменьшением числа станков повышается и надежность всей системы. В этом случае целевую функцию следует принимать как

r(Sc)->min. (11.5)

С повышением степени автоматизации станочного оборудования сокращаются текущие затраты на обслуживание, и в сумме приведенных затрат наибольшая доля приходится на стоимость самих станков. В современных автоматических линиях и гибких производственных системах стоимость оборудования, отнесенная к одному году эксплуатации, составляет 60-80 % всех приведенных затрат, а иногда и более. Поэтому при сопоставлении проектных вариантов станочного оборудования следует прежде всего обращать внимание на их сравнительную стоимость. Например, при выборе целесообразного набора оборудования для гибкой производственной системы следует иметь в виду зависимость суммы приведенных затрат от вида станочного оборудования и номенклатуры деталей (рис. 11.5.)

Помимо целевой функции, при проектировании комплекта станочного оборудования или при конструировании новых станков необходимо выполнять проектные ограничения.

Проектные ограничения могут быть связаны с функциональными требованиями, с характером производства, на котором будут изго-