PODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN

„Projekt manipulatora”

Grzegorz Lazar

Automatyka i Robotyka

MT / Grupa 2

Założenia projektowo – konstrukcyjne.

Opis istoty działania.

Przedmiotem manipulacji jest półfabrykat w postaci walca o średnicy d
i wysokości h wykonany z aluminium.

Parametry obrabiarek.

Przedmiot jest obrabiany na dwóch tokarko—frezarkach o osi pionowej sterowanych numerycznie. Jedna z nich posiada wrzeciono dolne, a druga górne. Obrabiarki mogą być usytuowane względem siebie w różny sposób. Obrabiarka O1 posiada uchwyt samo centrujący dolny na wysokości H₁ obrabiarka O2 posiada uchwyt samo centrujący górny na wysokości H₂

Do gniazda obróbczego wybrałem tokarkę DOOSAN PUMA 240 oraz centrum frezarskie Mori Seiki NH4000. Do projektu załączam pełne specyfikacje obrabiarek.

DOOSAN PUMA 240

Specification	Description
Approximate Machine Age:	2007
Swing Over Bed	21.7"
Swing over cross Slide	15.4"
Max Turn Diameter	13.8"
Center to Center	25"
X Axis Travel	9.5"
Z Axis Travel	22.8"
Rapid Traverse Rate:	X Axis 945 IPM Z Axis 1200 IP
Spindle Nose:	A2-8
Spindle Bore:	3.5"
Spindle Bar Capacity:	3.0"
Spindle Drive Motor:	25 HP
Spindle Speed	3,500RPM
Turret Capacity	12 Station
Tail Stock Quill Taper:	MT # 4
Tail Stock Quill Diameter	3.9"
Tail Stock Quill Stroke:	5.0"
Machine Weight:	9,600 LBS
Approximate Dimensions:	110" X 80" X 82"

Equipped With:
Fanuc 21 iTB Control
Chip Conveyor
Programable Parts Catcher
Programable Tool Presetter
10" 3 JAW CHUCK
S 30 Collet Chuck
250 PSI Coolant
Programable Tail Stock
RS 232
Standard Coolant Tank
Operating Hours 4,346
Cut Hours 2,185
ALL AVAILABLE TOOL HOLDERS
ALL AVAILABLE MANAULS

Mori Seiki NH4000

Specification	Description
Approximate Machine Age:	2008
Table Size:	15.7" x 15.7"
Table Load Capacity	880 LBS
Table Index	.001 Deg. Full 4Th Axis
X-Axis Table Travel:	22.0"
Y-Axis Saddle Travel:	20.0"
Z-Axis Spindle Head Travel:	24.8"
Maximum Distance Spindle To Table Center	3.9" - 28.7"
Rapid Traverse Rate:	1969 IPM ON X Y Z
Cutting Feed Rates	.0000004 - 600 IMP
Spindle Taper:	40 Taper
Spindle Speeds:	20,000 RPM
Spindle Drive Motor:	25 HP
Automatic Tool Changer:	240 Positions
Tool To Tool Time	.9 SEC
Chip To Chip Time	SEC
Max Workpiece Diameter	24.0"
Max Workpiece Height	35.4"
Maximum Tool Diameter:	5.5"
Maximum Tool Length:	15.7"
Maximum Tool Weight:	17.6 LBS
Pallet Change Time	6 Sec
Approximate Dimensions: (L X W X H)	93" X 193" X 109"
Machine Weight:

Equipped With:
10 PALLET POOL SYSTEM (HORIZONTAL TYPE)
MORI SEIKI MSX-701 (FANUC 31i)
FULL 4TH AXIS
THROUGH SPINDLE COOLANT INTERFACE / SIDE ENTRY
SPINDLE PROBE RENISHAW
METROL TABLE PROBE - POP UP TYPE
240 ATC
499 TOOL OFFSETS
2 MB PART PROGRAMS MEMORY
MAPPS TOOL MANAGEMENT
WORK COORDINATE SYSTEM, 300 SETS
CHIP CONVEYOR - HINGED BELT & DRUM FILTER - REAR EJECT
CELL IMPLEMENTATION
PROGRAM RESTART
OPTIONAL BLOCK SKIP
COMMON VARIABLE 600 FOR CUSTOM MACRO
AL CONTOR CONTROLL II PLUSSFAST DATA SERVER
ATA CARD 1GB

OTHER OPTION UP-GRADES:

COOLJET 70-36DF 1000 PSI CLNT. PUMP WITH 50 GAL TNK... $14,050.00
(5) TOMBSTONE FOR WORKHOLDING.... $16,000 ($3,200 EA.)
FILTERMIST SYSTEM - 900 CFM.... $2,450.00
12" STAND OFF, ELECTRICAL KIT, MOUNTING KIT.... $1,626.00

**HOURS OF OPERATION AS OF MAY 2011: 1185 HRS./840 HRS OF CUTTING
**AS EQUIPPED, NEW REPLACEMENT COST OVER $700K**
**IN PLANT AND UNDER POWER FOR IMMEDIATE INSPECTION*

Operacje wykonywane przez manipulator:

• uchwycenie obiektu z magazynu wejściowego,

• przemieszczenie obiektu przed uchwyt samocentrujący obrabiarki 1,

• wprowadzenie obiektu do uchwytu samocentrującego,

• obróbka obiektu (wykonuje obrabiarka 1),

• uchwycenie obrabianego przedmiotu przez manipulator,

• wysunięcie przedmiotu z uchwytu,

• przemieszczenie przedmiotu przed uchwyt obrabiarki 2,

• wprowadzenie przedmiotu w uchwyt samocentrujący,

• obróbka powierzchni (wykonuje obrabiarka 2),

• uchwycenie obrabianego przedmiotu przez manipulator,

• manipulacja przedmiotem,

• wsunięcie obrobionego przedmiotu do odbiornika

Dane ilościowe.

Tworzywo półfabrykatu: Aluminium

Wymiary półfabrykatu :
h_min ÷ h_max = 180 [mm]
d_min ÷ d_max = 70 - 90 [mm]

Masa chwytaka:
m_ch=1,4 [kg]
Wysokość położenia uchwytu od poziomu:
H₁ = 1300 [mm]
H₂ = 900 [mm]

Zadania do wykonania.

1. Analiza kinematyczna manipulatora

2. Koncepcje napędów ruchów manipulatora wraz z napędami

3. Dokonać wyboru koncepcji najlepiej spełniającej kryteria do realizacji
   w procesie projektowo—konstrukcyjnym

4. Dobrać cechy konstrukcyjne układu realizującego ruch manipulatora

5. Rysunek złożeniowy manipulatora oraz rysunek wykonawczy ustroju
   nośnego (słupa) manipulatora

Pole możliwych rozwiązań

Kryteria.

1. Minimalna masa manipulatora

2. Prostota działania manipulatora

3. Zapewnienie modułowości mechanizmu ruchu pionowego i obrotowego

4. Błąd pozycjonowania

5. Duża sztywność manipulatora

6. Zastosowanie elementów znormalizowanych

7. Trwałość układów przegubowych

8. Dostępność pozycji w przestrzeni roboczej