Автоматические линии станков конспект

3.8. Автоматические линии станков

3.8.1. Общие сведения

Автоматическими называют поточные линии станков и агрегатов, связанных в единую систему, в которой весь комплекс технологических процессов происходит без прямого участия рабочего; последний лишь контролирует и налаживает оборудование. Область применения автоматических линий – массовое производство устойчивых по конструкции изделий. Их используют в различных отраслях машиностроения с довольно широкой номенклатурой операций: сверлильно-расточных, резьбонарезных, токарных, фрезерных, шлифовальных, зуборезных, а также кузнечно-прессовых, литейных, сварочных и термических. В автоматические линии могут входить агрегаты, осуществляющие сборочные операции, антикоррозийные покрытия, взвешивание, упаковку и другие вспомогательные работы.

В состав автоматической поточной линии (АПЛ) входят следующие элементы:

автоматическое оборудование (станки, агрегаты, установки и т.д.) для выполнения технологических операций;

механизмы для ориентировки, установки и закрепления изделий на оборудовании;

устройство для транспортировки изделий в зону обработки;

контрольные машины и приборы (для контроля качества и автоматической подналадки оборудования);

средства загрузки и разгрузки (заготовок и готовых изделий);

аппаратура и приборы системы управления АПЛ;

устройства смены инструмента и оснастки;

устройства удаления отходов;

устройство обеспечения необходимыми видами энергии (электрическая энергия, пар, инертные газы, сжатый воздух, вода);

устройства обеспечения смазочно-охлаждающими жидкостями и их удаления и т.д.

Автоматические линии последнего поколения снабжаются электронными устройствами, такими как:

Супервизоры с мониторами на каждой единице оборудования и на центральном пульте управления. Их назначение – заблаговременно предупреждать персонал о ходе процессов, происходящих в отдельных агрегатах и в системе в целом, и давать инструкции о необходимых действиях (текст на мониторе).

Статистические анализаторы с графопостроителями, предназначенные для статистической обработки разнообразных параметров АПЛ: время работы и простоев (причины простоев), количество выпускаемой продукции (всего, уровень брака), статистическая обработка каждого параметра обрабатываемого изделия на каждой автоматически контролируемой операции, статистическая обработка выхода из строя (поломка, сбой) систем каждой единицы оборудования и линии в целом и т.д.

Диалоговые системы селективной сборки (т.е. подбор параметров относительно грубо (неточно) обработанных деталей, входящих в сборочную единицу, сочетание которых обеспечивает высококачественные параметры сборочной единицы).

На предприятиях машиностроения и приборостроения применяются автоматические линии, отличающиеся между собой как по технологическим принципам действия, так и по формам организации. Классификация и характерные особенности автоматических поточных линий приведены в табл.6

Классификация автоматических линий

Наименование и краткая характеристика

Жесткие непереналаживаемые АЛ предназначены для обработки одного изделия

Переналаживаемые АЛ на определенную группу изделий одного наименования

Гибкие АЛ, состоящие из «обрабатывающих центров» гибких транспортно-складских систем с промышленными роботами и предназначенных для обработки любых деталей определенной номенклатуры и габаритов

Число одновременно обрабатываемых изделий

Способ транспортировки изделия по АЛ

АЛ с непрерывной транспортировкой обрабатываемых изделий

АЛ с периодической транспортировкой

Кинематическая связь агрегатов

АЛ с жесткой связью агрегатов (ротор-транспортер, желоб и т.д.)

АЛ с гибкой связью агрегатов (гибкость обеспечивается наличием перед каждым агрегатом устройства для накопления и выдачи запаса изделий – бункеры, кассеты, пеналы, накопительные башни и т.д.)

Род станочного оборудования

Специально спроектированные для АПЛ

Детали, подлежащие обработке на автоматических линиях, должны быть прежде всего технологичными. Заготовки для них должны иметь удобные базы для установки и фиксации в приспособлениях. Конструкция детали должна отвечать требованиям ритмичной обработки, т.е. обеспечивать приблизительно равное время выполнение отдельных операций, В процессе обработки заготовок целесообразно иметь наименьшее количество перестановок и перезажимов, производить максимально возможное совмещение операций, не связанных, однако, с применением очень сложного комбинированного инструмента.

Режущий инструмент выбирают в соответствии с технологией обработки. Обычно применяют нормальный или специальный инструмент: однолезвийный, многолезвийный, а также комбинированный в виде целых блоков.

Важным фактором, от которого может зависеть рентабельность автоматической линии, является режим обработки и стойкость инструмента. Поскольку количество одновременно работающих инструментов на линии велико, выход из строя одного из них, смена или подналадка вызывают остановку всего автоматизированного участка. В действующих автоматических линиях режимы резания установлены с таким расчетом, чтобы инструмент работал без переточки всю смену, а в отдельных случаях – только до обеденного перерыва, во время которого затупившийся инструмент можно заменить.

Источник

Автоматические линии

Основные понятия и определения

Автоматическая линия (АЛ) – представляет собой совокупность технологического оборудования, установленного в соответствии с технологическим процессом обработки, соединённого автоматическим транспортом и имеющего общую систему управления.

Функции человека при этом сводятся к контролю за работой оборудования и его поднастройкой, а так же загрузке заготовок в начале цикла и выгрузки изделий в конце него. Причём последние операции всё чаще передаются промышленному роботу.

АЛ предназначены для изготовления деталей в условиях крупносерийного и массового производства и являются основным средством решения задач комплексной автоматизации. В связи с продолжающейся реконструкцией и строительством новых заводом с широким внедрением безлюдной технологии потребности в АЛ непрерывно возрастают. Экономическая эффективность использования АЛ достигается благодаря их высокой производительности, низкой себестоимости продукции, сокращению обслуживающего персонала на заданную программу выпуска, стабильному качеству изделий, ритмичности выпуска, созданию условий для внедрения современных методов организации производства.

АЛ (см рис) состоит из: технологического агрегата 1 – машины, выполняющей одну или несколько операций технологического процесса (кроме накопления и транспортирования деталей); транспортного агрегата 2 – машины, выполняющей межоперационные транспортные операции технологического процесса; накопителя заделов 3 – устройства для приёма, хранения и выдачи межоперационного задела заготовок и полуфабрикатов расположенного между двумя станками или отдельными участками АЛ и устройства управления.

АЛ могут быть операционными (для определённого вида обработки) или комплексными (совокупность АЛ обеспечивающих выполнение всех операций предусмотренных технологическим процессом обработки).

Автоматической цех производящая единица, в которой сосредоточены технологические потоки, состоящие из систем автоматических линий. Например, в автоматическом цехе на ГПЗ-1 работают 77 АЛ, имеющих в своем составе 860 единиц основного технологического оборудования, объединенных в 13 технологических потоков (систем АЛ комплексной обработки).

АЛ классифицируются по основным признакам, влияющим на их организацию и эксплуатацию. Их делят на жёсткие и гибкие, спутниковые и безспутниковые, сквозные и несквозные, ветвящиеся и неветвящиеся.

Жёсткая межоперационная связь характеризуется отсутствием межоперационных заделов. В такой АЛ заготовки загружаются, обрабатываются, разгружаются и передвигаются от станка к станку одновременно или через кратные промежутки времени, и в случае остановки любого агрегата или устройства вся линия останавливается.

Гибкая межоперационная связь обеспечивается наличием межоперационных заделов, размещаемых накопителях или транспортной системе, что создаёт возможность обеспечить при выходе из строя любого станка работу остальных агрегатов до истощения межоперационных заделов.

Спутниковая АЛ – линия, в которой заготовки базируются, обрабатываются и транспортируются в приспособлении – спутнике. Транспортная система в этом случае должна обеспечивать возврат спутников в начало линии.

Когда в составе технологического потока одна или насколько операций реализуются на параллельно работающих станках, АЛ характеризуется ветвящимся транспортным потоком. Примером такого конструктивного решения служат линии для токарной обработки и шлифования внутренних поверхностей колец подшипников.

По степени совмещения обработки с транспортированием заготовки линии подразделяют на стационарные , роторные и цепные ; по компоновке – на линейные, кольцевые, прямоугольные, зигзагообразные, Z-образные; по числу потоков – на однопоточные и многопоточные, с зависимыми и независимыми потоками, с поперечным, продольным и угловым расположением основного технологического оборудования. Большинство компоновок имеют незамкнутую структуру, обеспечивающую удобство доступ для обслуживания и ремонта оборудования.

По виду транспортных систем и способу передачи деталей с одной рабочей позиции на другую АЛ делят на линии со сквозным транспортированием через зону обработки (в основном используют для изготовления корпусных деталей на агрегатных станках), с фронтальным (боковым) транспортированием заготовки (при обработке коленчатых валов, крупных колец и фланцев), с верхним и нижним транспортными потоками (в линиях для изготовления шестерён, мелких и средних колец подшипников, фланцев валов).

По типу встроенного основного технологического оборудования различают АЛ из специальных и агрегатных станков, хотя иногда имеет место компоновка из станков разных типов.

В настоящее время изготавливают АЛ для крупносерийного и массового производства, предназначенные для одновременной или последовательной обработки нескольких наименований однотипных, заранее известных изделий (блоки цилиндров двигателей, корпусов редукторов, насосов и т.д.) как с автоматической, так и с ручной переналадкой. Подобные АЛ или системы АЛ называют автоматическими переналаживаемыми линиями (системами) групповой обработки; они предназначены для одновременной или последовательной обработки группы заранее заданных изделий, однотипных по размерам и технологической обработки.

По виду обрабатываемых деталей различают линии для обработки корпусных деталей и линии для обработки деталей типа тел вращения.

Оборудование А.Л.

В состав АЛ, помимо станков, входят транспортная система и система управления. Транспортная система состоит их устройства для перемещения деталей, загрузочных, поворотных, ориентирующих устройств, приспособлений для установки и закрепления обрабатываемых деталей, устройств для отвода стружки и накопителей заделов.

Устройства для перемещения деталей

В АЛ для перемещения обрабатываемых заготовок с одной рабочей позиции на другую применяют различные транспортные средства: транспортеры, механические руки, лотки, трубы и т.п. Например, для перемещения корпусных деталей, а также для деталей, закрепленных в приспособлениях-спутниках, применяются шаговые транспортеры.

Шаговые транспортеры с собачками (рис. а) получили наибольшее распространение. При работе они совершают периодическое возвратно-поступательное движение. Конструкция такого транспортера представлена на рис. а. На штанге 1, проходящей через весь сблокированный участок АЛ, шарнирно закреплены собачки 3, которые под действием пружины 2 стремятся подняться над уровнем штанги. В момент возврата транспортёра зафиксированные на позициях детали 4 утопляют собачки. Пройдя под деталями, собачки вновь поднимаются и готовы для захвата очередной детали при движении транспортёра вперёд. Преимущество транспортёра с собачками – простота движения и соответствующее ей простота привода от гидро- или пневмоцилиндра.

Шаговые штанговые транспортеры с флажками (рис. б) предназначены для перемещения по направляющей приспособлений-спутников с установленными на них заготовками 3. Перемещение осуществляется штангой 1 (круглого сечения) совершающей возвратно-поступательные движения, на которой секциями закреплены флажки 2. При движении штанги вперёд, в том же направлении одновременно перемещаются заготовки 3 на одну позицию по всей линии. После этого штанга поворачивается и возвращается обратно. Поворот штанги и её осевое перемещение осуществляются двумя гидроцилиндрами.

Грейферные шаговые транспортёры (рис. в) применяются реже. У них штанга 1 совершает поочерёдно два возвратно-поступательных движения в перпендикулярных направлениях с чередованием фаз этих движений. Обрабатываемые заготовки 2 перемещаются жесткими (неповорачивающимися) флажками 3. Конструктивно такие транспортеры обычно сложны и применяются только в тех случаях, когда подход к захватываемым деталям может быть произведен лишь с определённой стороны, причем посадка транспортируемых деталей на позициях такова, что для перемещения с позиции на позицию транспортер должен поднять деталь вверх.

Рейнерные шаговые трансформаторы (рис. г) представляют собой усложненный вид грейферных. Детали 3 перемещаются не флажками, а закреплёнными на штанге 1 захватами 2, которые обычно расположены сверху. Эти транспортеры требуют сложных надстроек над линиями.

Приспособления для установки и закрепления обрабатываемых деталей

Приспособления применяют двух видов: стационарные и приспособления-спутники. Стационарные приспособления предназначены только для выполнения определённой операции обработки детали на одном определённом станке. Эти приспособления выполняют следующие функции: предварительное ориентирование обрабатываемой детали, базирование, окончательное ориентирование и фиксирование её в этом положении, закрепление и раскрепление, направление режущих инструментов (сверл) при обработке.

Приспособления-спутники – служат для закрепления деталей сложной конфигурации, не имеющих удобных поверхностей для надёжного базирования при транспортировании и обработке.

Накопительные устройства

Для уменьшения потерь рабочего времени, связанного с наладкой отдельных станков АЛ, её разделяют на отдельные участки, каждый их которых при остановке других может работать самостоятельно. Чтобы каждый участок линии мог работать независимо от других, перед началом каждого из участков создают межоперационные заделы деталей. Для приема, хранения и выдачи деталей из межоперационных заделов на линиях применяют специальные автоматические накопители. Накопительные устройства делятся на два вида: транзитные (проходные) и тупиковые. В тупиковых схемах накопитель включается в работу только при остановке предыдущего участка линии.

Системы управления АЛ

Существуют централизованные, децентрализованные и смешанные системы управления.

При централизованном управлении (рис. а) агрегатами программа задаётся центральным командным устройством К, которым может быть командоаппарат, распределительный вал, считывающее устройство с лентопротяжным механизмом и др.

Преимуществом такой системы является возможность точного соблюдения порядка выполнения технологических операций по времени, постоянство продолжительности рабочего цикла, упрощённая подсистема управления работой отдельных агрегатов и простота системы в целом.

Недостатком системы централизованного управления является возможность совершения последующих операций без учёта выполнения предыдущих, что может привести к выпуску брака и аварийным поломкам. Системы централизованного управления применяют в основном в сравнительно простых АЛ с непродолжительным циклом.

В системах децентрализованного управления (рис. б) используют путевые переключатели и упоры. Команды передаются последовательно по мере обработки каждого элемента цикла. До тех пор пока предыдущие операции не закончатся, последующие не могут осуществляться. В этом состоит преимущество децентрализованной системы управления. Недостаток – отсутствие контроля выполнения предыдущей операции.

Системы смешанного управления (рис. в) объединяют в себе многие качества систем централизованного и децентрализованного управления. Циклом линии управляет командоаппарат К, однако при этом осуществляется контроль выполнения промежуточных операций. Вал командоаппарата имеет периодическое вращение с получаемыми сигналами.

Источник

Читайте также:  Автоматизация станка холодной ковки
Оцените статью