Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Апреля 2014 в 08:19, курсовая работа
В этом курсовом проекте мы рассмотрим автоматизацию технологических процессов «Лазерного раскроя металла». В курсовом проекте проведем анализ технологических возможностей машиностроительного оборудования, охарактеризуем производителя выбранного промышленного оборудования, подберем оборудование соответствующее нашему маршруту изготовления детали. После произведем расчет необходимой площади производственного участка и построим планировку производственного участка. А в заключении мы проведем расчет коэффициента автоматизации гибкой автоматической линии.
СОДЕРЖАНИЕ
Важнейшая проблема развития любого современного производства — автоматизация технологических процессов. Автоматизация машиностроения не только увеличивает производительность труда, устраняет ручной тяжелый и монотонный труд, но и повышает качество и надежность изготовляемых изделий, улучшает коэффициент использования оборудования, сокращает цикл производства.
В этом курсовом проекте мы рассмотрим автоматизацию технологических процессов «Лазерного раскроя металла». В курсовом проекте проведем анализ технологических возможностей машиностроительного оборудования, охарактеризуем производителя выбранного промышленного оборудования, подберем оборудование соответствующее нашему маршруту изготовления детали. После произведем расчет необходимой площади производственного участка и построим планировку производственного участка. А в заключении мы проведем расчет коэффициента автоматизации гибкой автоматической линии.
Основной целью нашего курсового проекта будет являться разработка и проектирование автоматической линии производства раскроя метала, путем лазерной резки, на станках марки «MAZAK». Манипулирование готовых деталей и заготовок будет осуществляться при помощи промышленных роботов «KUKA». Промышленные роботы обеспечат высокий коэффициент автоматизации, нашего машиностроительного производства и сравнительно уменьшат вспомогательное время.
Промышленные роботы (ПР)
ПР находят все более широкое применение, заменяя человека (или помогая ему) на участках с опасными, вредными для здоровья, тяжелыми или монотонными условиями труда. Особенно важно то, что ПР можно применять для выполнения работ, которые не могут быть механизированы или автоматизированы традиционными средствами. Однако ПР - всего лишь одно из многих возможных средств автоматизации и упрощения производственных процессов. Они создают предпосылки для перехода к качественно новому уровню автоматизации - созданию автоматических производственных систем, работающих с минимальным участием человека.
Рисунок 1.1 Автоматическая линия сварки
Промышленные роботы применяются в промышленном производстве и научных исследованиях. В большинстве случаев под промышленным роботом подразумеваются автоматические программно-управляемые манипуляторы, выполняющие рабочие операции со сложными пространственными перемещениями.
Рисунок 1.2 – Гибка листового металла при помощи ПР
По применению промышленные роботы делят на:
Применить современные промышленных роботов - такую задачу ставят перед собой многие предприятия. Действительно промышленные роботы улучшают качество продукции, ее производительность, заменяют человека на монотонных и тяжелых работах, помогает экономить материалы и энергию.
Лазерные станки с ЧПУ
Сравнительно недавно взятая в использование, технология лазерной резки обладает массой преимуществ перед традиционными способами обработки листовых металлов, таких как резка механическим, электрическим и газотермическим способом, штамповка и вырубка. По сравнению с теми же механическими способами обработки металлов, лазерная резка обладает минимальными недостатками. В силу высокой точности и легкости управления, она дает возможность получать объемные и сложные стальные конструкции. Лазерная резка позволяет получать при сравнительно небольших затратах высококачественную продукцию.
Рисунок 1.3 Лазерный раскрой металла
Из-за отсутствия контакта с поверхностью детали лазерная резка металла не вызывает деформации материала. Строго локализованный точечный нагрев детали позволяет применять ее для резки металлов с высокой теплопроводностью и для сложных, хрупких и декоративных деталей и изделий. Программное управление лазерной установкой позволяет производить детали серийно, гибко изменять настройки процесса резки и обработки. но гарантирует точное проведение технологического процесса резки и позволяет спроектировать и рассчитать деталь в любой удобной среде CAD-системы.
Рисунок 1.4 Лазерный станок с ЧПУ и робот манипулятор
По сравнению с традиционными методами в области раскроя листового проката (штамповкой, газоплавленой резкой, плазменной электроискровой резки и рубки), преимущества лазерной резки неоспоримы:
Рисунок 2.1 - Логотип предприятия «MAZAK»
Корпорация Yamazaki Mazak Corporation (Япония, 1919) - это всемирно известный производитель высокотехнологичного металлообрабатывающего оборудования – многоцелевых станков, токарных центров с ЧПУ, вертикальных и горизонтальных обрабатывающих центров, станков лазерной резки, а также гибких производственных систем и программного обеспечения.
Одним из приоритетных направлений нашей работы является постоянное внедрение передовых технологий на протяжении всего производственного цикла, что впоследствии помогает сэкономить затраты наших клиентов. Кроме этого, передовые технологии применяются и в наших собственных производственных мощностях, доказывая тот факт, что конкурентоспособное производство возможно организовать в любой точке мира.
Рисунок 2.2 – Завод корпорации «MAZAK»
10 заводов на территории Японии, США, Европы, Сингапура и Китая, 78 Технологичных и Технических центров по всему миру – все это помогает нам быть ближе к клиенту, решать задачи, стоящие перед нашими заказчиками и, как следствие, быть более конкурентоспособными на рынке.
Рисунок 2.3 – Логотип предприятия «KUKA»
Частью корпоративной философии группы КУКА Роботикс является знание сегодня того, что нашим клиентам потребуется завтра. Гибкость, динамика и инновационные решения - это ключ к нашему экономическому успеху и лидирующему положению на рынке. Группа КУКА Роботикс уже знает требования для машин и людей в будущем, а также понимает пожелания наших клиентов и совместно с ними мы создаем наши идеи - идеи которые работают.
Компания была основана в 1898 году Иоханном Йозефом Келлер и Якобом Кнаппиш в Аугсбурге. Производство было сконцентрировано на внутреннем и городском освещении, но в скором времени были охвачены и другие производственные сферы (сварочные инструменты и оборудование), а в 1966 году фирма KUKA стала лидером на рынке коммунальной техники в Европе. В 1973 году KUKA создала первый в мире промышленный робот, известный как FAMULUS. В это время компания является частью группы Квандт, но в 1980 году семья Квандт отстраняется от производственных процессов, и KUKA становится государственной компанией. В 1995 году фирма разделилась на KUKA и KUKA Welding GmbH (теперь KUKA Systems GmbH). Сегодня KUKA концентрируется на передовых решениях в сфере автоматизации производственных процессов. Компания является частью KUKA AG (ранее IWKA Group).
Штаб-квартира предприятия находится в Аугсбурге, количество сотрудников KUKA насчитывает 3 150 человек по всему миру (на 30.09.2012). Главными заказчиками фирмы являются предприятия из автомобилестроительной промышленности, но постоянно растёт число заказчиков из других промышленных сфер.
Рисунок 2.4 – Проходная предприятия «KUKA»
OPTIPLEX 3015 Fiber
Рисунок 3.1 - Внешний вид и темплет станка лазерной резки OPTIPLEX 3015 Fiber
Благодаря станку OPTIPLEX 3015 Fiber обеспечивается высокоскоростная обработка тонколистового металла с высокой точностью, а также превосходное качество обработки меди, латуни и алюминия.
Таблица 3.1 - Технические характеристики лазерной резки OPTIPLEX 3015 Fiber
OPTIPLEX 3015 Fiber | |
Выходная непрерывная мощность лазера: |
2.0 кВт |
Макс. размер обрабатываемой заготовки: |
1525 × 3050 мм |
Рабочий ход (по осям X / Y / Z): |
3100/1580/100 мм |
Точность позиционирования (по осям X, Y): |
± 0.05/500 мм |
Точность позиционирования (ось Z): |
± 0.01/100 мм |
Требуемая площадь: |
8489 × 3485 мм |
HYPER GEAR
Рисунок 3.2 - Внешний вид и темплет станка лазерной резки HYPER GEAR
HYPER GEAR – сверхмощный 2D станок лазерной резки, оснащенный линейными двигателями всех осей, а также широким спектром автоматических функций, ещё больше повышающих производительность станка.
Таблица 3.2 - Технические характеристики станка лазерной резки HYPER GEAR
612 | |
Выходная непрерывная мощность лазера: |
2.5/4.0 кВт |
Макс. размер обрабатываемой заготовки: |
2000×4000 мм |
Рабочий ход (по осям X/Y/Z): |
4030/2030/90 мм |
Точность позиционирования (по осям X, Y): |
±0.05/500 мм |
Точность позиционирования (ось Z): |
±0.01/100 мм |
Требуемая площадь: |
13050×4040 мм |
SUPER TURBO-X
Рисунок 3.3 - Внешний вид и темплет станка лазерной резки SUPER TURBO-X
SUPER TURBO-X -компактный, высокопроизводительный 2D станок лазерной резки, который занимает в 2 раза меньше площади по сравнению с традиционным лазерным станком.
Таблица 3.3 Технические характеристики станка лазерной резки SUPER TURBO-X
44 | |
Выходная непрерывная мощность лазера: |
2.5/4.0 кВт |
Макс. размер обрабатываемой заготовки: |
1250×1250 мм |
Рабочий ход (по осям X/Y/Z): |
1270/1270/130 мм |
Точность позиционирования (по осям X, Y): |
±0.01/500 мм |
Точность позиционирования (ось Z): |
±0.01/100 мм |
Требуемая площадь: |
2950×3268 мм |
SPACE GEAR-U44
Рисунок 3.4 - Внешний вид и темплет станка лазерной резки SPACE GEAR-U44
SPACE GEAR-U – это 2D/3D лазерный станок для резки деталей различной формы – от кубических форм до труб.
Таблица 3.4 - Технические характеристики станка лазерной резки SPACE GEAR-U44
SPACE GEAR-U44 | |
Выходная непрерывная мощность лазера: |
2.5/4.0 кВт |
Макс. размер обрабатываемой заготовки (из листового материала): |
1250×1250 мм |
(объемные заготовки): |
900×900×340 мм |
Рабочий ход (по осям X/Y/Z): |
1270/1270/340 мм |
Точность позиционирования (оси X, Y): |
±0.01/500 мм |
Требуемая площадь: |
3055×3585 мм |
HYPER TURBO-X48
Рисунок 3.5 - Внешний вид и темплет станка лазерной резки HYPER TURBO-X48
Станки серии HYPER TURBO-X отличаются несравненной легкостью управления при обработке небольших партий деталей. Оборудованы линейными двигателями, всех осей и имеют множество автоматических функций, например, функцию автоматической смены резака.
Таблица 3.5 - Технические характеристики станка лазерной резки HYPER TURBO-X48
X48 | |
Выходная непрерывная мощность лазера: |
2.5/4.0 кВт |
Макс. размер обрабатываемой заготовки: |
1525×3050 мм |
Рабочий ход (по осям X/Y/Z): |
3070/1545/80 мм |
Требуемая площадь: |
8000×3100 мм |
KR 100 R3500 PRESS (KR QUANTEC)
Рисунок 3.6 - Внешний вид и темплет промышленного робота KR 100 R3500 PRESS (KR QUANTEC)
Благодаря очень большому радиусу действия наши межпрессовые системы отлично подходят для загрузки и разгрузки, в том числе, крупных деталей в соединениях.
Таблица 3.6 - Технические характеристики промышленного робота KR 100 R3500 PRESS (KR QUANTEC)
Нагрузки | |
Полезная нагрузка |
100 kg |
дополнительная нагрузка |
50 kg |
Рабочая зона | |
Макс. радиус действия |
3501 mm |
Другие данные и исполнения | |
Количество осей |
6 |
Стабильность повторяемости |
±0,06 mm |
Вес |
1240 kg |
Монтажное положение |
На полу |
Система управления |
KR C4 |
Тип защиты |
IP 65 |