Уровни автоматизации и их отличительные признаки

Схема спутниковой линии  с нижним расположением транспортера возврата спутников наиболее компактна. Однако такое расположение транспортера возврата спутников предъявляет  особые требования к конструкции  корпуса станка, которые не всегда выполнимы.

Кроме того, в этом случае транспортер возврата подвержен  попаданию на него охлаждающей жидкости, стружки, масла и других производственных отходов, что снижает надежность транспортера и повышает его стоимость.

Поэтому для механообработки  такая схема спутниковой линии  применяется редко. В основном она  применяется для сборочных процессов, где нет производственных отходов, и спутники 7 можно изготовить в  виде плоских падет (поддонов), удобных  для нижней транспортировки под  сборочными стендами 2. Ленточный или  пластинчатый транспортер 3 имеет принудительное постоянное перемещение от ведущего колеса 8. При остановке палет в случаях, когда загружен сборочный стенд, рабочий транспортер проскальзывает относительно палет, создавая запас объектов сборки на линии.

При переходе на транспортер  возврата палеты закрепляются на транспортере и перемещаются с ним как одно целое. Такое построение линии дает возможность сборочным стендам работать несинхронно, что очень важно.

Применение спутников  значительно расширило, крут деталей  и агрегатов машин, которые стало  возможным обрабатывать и собирать на автоматических линиях. Существенно  упростилась установка заготовок  на рабочих позициях линии. Появилась  возможность создавать линии  с замкнутым контуром и осуществлять загрузкуy и разгрузку линии на одной позиции. Это удобно и для автоматизации загрузочной позиции, и для обслуживания ее человеком.

В спутниковых линиях заготовки  обрабатываются с одной установки  от постоянных баз, это повышает точность обработки.

Вместе с тем спутниковые  линии имеют ряд недостатков. Основной из них -- более высокая  стоимость. Спутники представляют собой  сложные специальные приспособления. Количество спутников должно быть больше, чем рабочих позиций на линии. Для возврата спутников на исходную позицию требуется специальный  транспортер.

Все это вызывает усложнение линии, повышает ее стоимость

(около 40%) и требует дополнительных производственных площадей. Кроме того, для установки на спутник требуется предварительная обработка у заготовки базовых поверхностей, которая обычно выполняется вне линии на специальном оборудовании. Это затрудняет автоматизацию всего технического процесса обработки детали.

7. Оборудование эффективно  применяемое на автоматических  линиях

Как уже было сказано, автоматические линии могут оснащаться агрегатными  специальными или универсальными станками. Линии из агрегатных станков находят  наибольшее распространение при  организации нового производства или  при капитальной реконструкции  предприятия Опыт отечественного и зарубежного машиностроения показал целесообразность внедрения переналаживаемых автоматических линий. В связи с этим создаются модели агрегатных станков, имеющих постоянные агрегатные столы и сменные силовые головки, устанавливаемые на них. Линии из специальных станков применяются редко. Стоимость таких линий высока и сроки освоения их длительны, так как приходится проектировать, а затем осваивать в производственных условиях каждый станок линии. Кроме того, оборудование этих линий невозможно использовать для производства других деталей. Автоматические линии из специальных станков находят применение для сравнительно несложных (при небольшом числе операций) технологических процессов. Станки часто монтируют на; одной станине, как, например, в линиях для обработки корпусов валов, сегментов пишущих машинок и пр. Автоматическая линия для обработки сегментов пишущих машинок. Сегменты в приспособлениях устанавливаются на бесконечном ленточном транспортере - столе 5и обрабатываются в различных позициях инструментом силовых головок 1, 2, 4, 5 и 6. Линии из обычных агрегатных или специальных станков обладают тем недостатком, что на них утрачивается маневренность производства' и имеет место так называемый консерватизм технологии, т. е. затрудняется возможность изменения технологий обработки данного изделия, а также быстрого перехода от производства одного изделия к другому.

Автоматическая линия  дляобработки сегментов пишущих машинок (1, 2, 4, 5, 6 - силовые головки; 3 - стол ленточного транспортера) Автоматическое оборудование специализировано и приспособлено к производству только одного какого-либо вида продукции. Это привело к тому, что в последнее время широкое распространение полумили автоматические линии из типового универсального оборудования, т. е. из автоматизированных станков обычных типов: токарных, сверлильных, фрезерных, зубофрезерных, шлифовальных и т. п. Конечно, эти станки должны быть соответствующим образом приспособлены для встройки в автоматическую линию. Использование универсального оборудования позволяет снизить сроки изготовления автоматических линий, увеличивает надежность работы и обеспечивает возможность переналадки их на разные типоразмеры деталей или на новый объект производства. ^/

Наряду с созданием  линий из нового оборудования весьма эффективна постройка линии на основе использования действующего оборудования, модернизированного соответствующим  образом. Создание таких линий требует  меньших капиталовложений и меньше времени на их изготовление и освоение.

Компоновка оборудования. Автоматические линии представляют собой сложную систему станков  и различного вида автоматических устройств. Поэтому потеря работоспособности  линии может произойти из-за отказа инструмента, приспособления, механических, гидравлических, электрических и  пневматических устройств, рабочих  органов межоперационного транспорта, автоматических средств технического контроля и т. д. В связи с этим необходимо так скомпоновывать оборудование, чтобы временные остановки агрегатов не влияли на работу всей линии. В отношении организации потока и компоновки автоматические станочные линии выполняют в трех вариантах.

1. Безбункерные автоматические линии. На таких линиях вырабатывают обычно корпусные детали: блоки цилиндров, корпуса коробок скоростей автомобиля и т. п. Заготовка проходит всю линию, перемещаясь общим транспортером последовательно с одной рабочей позиции на другую величину расстояния между позициями t (прямоточная линия) или на величину размера заготовки d (поточные линии).

2. Бункерные автоматические  линии. Они состоят из отдельных  автоматических станков, снабженных  механизмами питания - бункерами  Б и связанных друг с другом  транспортерами, передающими обрабатываемые  детали с одной позиции на  другую.

Шаговый штанговый транспортер  с флажками (1 - направляющая, 2 - плита  с поршнем, 3 - штанга с флажками, 4 - фасонные козырьки флажки, 5 - движущаяся штанга)

3. Автоматические линии  с приемникам и накопителями. В этом случае линия делится  на отдельные участки, между  которыми размещаются промежуточные  накопители запасов полуфабрикатов  Б (бункерно-прямоточные и бункерно-поточные  линии,). При таком варианте временная  потеря работоспособности какого-либо  участка не приводит к остановке  всей линии. Задача при проектировании линии в этом случае сводится к выбору места установки и количества бункеров.

Транспортные устройства. Выбор системы транспортирования  является одним из наиболее существенных вопросов компоновки автоматических линий.. Транспортные устройства перемещают заготовки с одной рабочей позиции на другую, изменяя их ориентацию (в поворотных устройствах), убирают стружку и т. д.

Основными видами транспорта автоматических линий являются шаговые  транспортеры, подъемники, распределительные  транспортеры, манипуляторы, поворотные устройства, транспортеры для уборки стружки и пр. Шаговые транспортеры бывают с собачками, с флажками, грейферные, сейнерные, толкающие и цепные. Шаговые  транспортеры с собачками получили наибольшее распространение. При работе они совершают периодическое  возвратно-поступательное движение. Конструкция  такого транспортера представлена. На штанге 1, проходящей через весь сблокированный участок автоматической линии, шарнирно закреплены собачки 3, которые под  действием пружины 2 (или противовесов), стремятся подняться над уровнем  штанги. В момент возврата транспортера зафиксированные на позициях детали 4 собачки. Пройдя под деталями, собачки  вновь поднимаются и готовы для  захвата очередной детали при  движении транспортера вперед. Преимущество транспортера с собачками -- простота движения и соответствующая ей простота привода от гидро или пневмоцилиндра. Шаговые штанговые транспортеры с флажками применяются, например, на механическом участке автоматического завода поршней. Приспособления-спутники с установленными на них- поршнями перемещаются по направляющему рельсу 1 возвратно-поступательно движущейся штангой 5 круглого сечения, на которой секциями закреплены фасонные козырьки-флажки 4. В исходном положении круглой штанги флажки приподняты. Для перемещения поршней 3 штанга вместе с флажками поворачивается на 45 в сторону рельса 1. Каждый вырез флажка охватывает одну плитку 2 с установленным на ней поршнем. При движении штанги вперед перемещаются в том же направлении одновременно четыре поршня на одну позицию по всей линии. После этого штанга поворачивается в первоначальное положение и возвращается обратно.

Шахматный магазин транзитного  типа (1 - приемный лоток, 2 - эскалатор, 3 - змеевидный лоток, 4 - транспортер, 5 - рычяжной отсекатель)

Обрабатываемые детали перемещаются жесткими (не поворачивающимися) флажками. Конструктивно такие транспортеры обычно сложны и применяются только в тех случаях, когда подход к  захватываемым деталям может  быть лишь с определенной стороны, причем посадка транспортируемых деталей  на позициях такова, что для перемещения  их с одной позиции на другую транспортер  должен, поднять деталь вверх.

Сейнерные шаговые транспортеры представляют собой усложненный  вид грейферных. Устройство их такое  же. Детали перемещаются не флажками, а  закрепленными на штангах захватами, которые обычно расположены сверху. Эти транспортеры требуют сложных  надстроек над линиями. Однако для  некоторых автоматических линий, например, для обработки валов, применение сейнерных транспортеров в ряде

случаев оправдано. Толкающие шаговые транспортеры самые простые. В них толкатель (обычно гидро или пневмоцилиндра) непосредственно воздействует на последнюю из вплотную расположенных деталей; в результате вся колонна деталей при ходе толкателя движется одновременно. Цепные транспортеры широко применяют как средство непрерывного транспорта; в качестве шаговых их применяют лишь в единичных случаях. Базирование деталей, перемещаемых звеньями цепи, на позициях почти неосуществимо. Можно только шаг перемещения сделать больше расстояния между позициями и предусмотреть на позициях автоматической линии выдвижные упоры. При этом свободно лежащие на звеньях детали всегда будут досланы до упора.

Агрегаты для накопления и выдачи заготовок. В местах деления  автоматической Линии на участки, как  указывалось выше, целесообразно  располагать промежуточные запасы заготовок, с тем чтобы питать последующие участки линии при  остановке предыдущих. Накопление запасов  заготовок должно происходить в  специальных агрегатах, которые  принимают полуфабрикаты от предыдущего  участка линии и передают их последующему (при нормальной работе), либо принимают  от предыдущего и накапливают (при  простоте последующего участка), или, наконец, питают последующий участок за счет своих накоплений (при остановке предыдущего участка). На автоматических линиях бункерного типа при обработке мелких детален эти функции выполняют бункерные загрузочные устройства, а при обработке крупных деталей, которые не могут поместится в бункере, промежуточные магазины транзитного или складского типа.

Транзитный магазин (1 - собачка, 2 - эскалатор, 3 - промежуточный лоток, 4 - гнездо барабана, 5,6 - поштучная выдача, 7 - поперечный транспортер)

Промежуточный магазин (1 - собачка, 2 - приемный лоток, 3 - шахта магазина, 4 - переключатель, 5 - выдающий лоток)

Показан шахтный магазин  транзитного типа. Детали, поступающие  по приемному лотку 1, эскалатором 2 подаются к змеевидному лотку 3 и  под действием силы тяжести спускаются к транспортеру 4. Детали выдаются по одной рычажным отсекателем 5. Обычно лоток 3 заполнен лишь частично, и при остановке последующего участка линии запас деталей в магазине увеличивается в результате заполнения этого лотка. При остановке же предыдущего участка последующий продолжает получать заготовки за счет запаса, имеющегося в магазине.

Приведен другой тип транзитного  магазина. Детали через приемный лоток 1, эскалатор 2 и промежуточный лоток 3 попадают в гнездо барабана 4, который, поворачиваясь, передает их через механизм поштучной выдачи 5-6 на поперечный транспортер 7 для дальнейшей передачи. В случае заполнения гнезд барабана 4 предыдущий участок линии автоматически  отключается.

Показан промежуточный магазин  складского типа. Детали через приемный лоток 2 могут, в зависимости от положения  переключателя 4_У либо подаваться на дальнейшую обработку либо при повороте переключателя на некоторый угол против часовой стрелки накапливаться в шахте 3 магазина. Собачка 1 в этом случае удерживает детали в магазине. При работе на расходование запаса, при повороте переключателя по часовой стрелке, детали из магазина поступают под действием силы тяжести в выдающий лоток 5. Загрузочные устройства. Автоматизация процессов установки, фиксации и зажима деталей на автоматической линии осуществляется различными методами. При едином транспортном устройстве, когда базовыми поверхностями или с помощью плит-спутников скользят в направляющих транспортера.

Имеют своим назначением  привести заготовки, находящиеся в  бункере, в определенное ориентированное  положение и выдать их в магазин. С бункерным устройством работают питатели, подающие заготовки из магазина в зажимной орган станка.

Показана схема магазинного  загрузочного устройства. В магазин 1 заготовки загружаются вручную  и питателем 4 подаются в рабочую  зону 5. Эксцентрик 2 и пружина 3 сообщают питателю возвратно-поступательное движение, причем подача заготовки в рабочую  зону осуществляется пружиной, а отвод  питателя вправо -- эксцентриком.

Схема бункерного загрузочного устройства. В бункер 7 заготовки  загружают навалом. Толкатель 6 подает их в магазин /. Неправильно ориентированные  заготовки звездочкой 8 сбрасываются обратно в бункер. Из магазина заготовки  питателем 4 подаются в рабочую зону 5.

Питатели, как отмечалось ранее, служат для передачи заготовок  из магазина в рабочую, зону.

Шиберный питатель. Из лотка 5 заготовка 4 попадает в зев питателя i, где удерживается прижимной губкой 2 с пружиной 3. При каждом двойном  ходе питателя одна заготовка попадает в рабочую зону, где захватывается  зажимным устройством. При отходе питателя в исходное, правое положение прижимная  губка поворачивается вокруг своей  оси и освобождает деталь.

Мотылевый питатель 5. Заготовка 4 питателем 1;подается в рабочую зону. При повороте питателя в крайнее правое положение очередная заготовка попадает из магазина 5 в зев питателя, где удерживается прижимной губкой 2 с помощью пружины 3, Таким образом, при каждом двойном качании питателя последний переносит из магазина в рабочую зону одну заготовку.

Магазинные загрузочные  устройства (а. 1 - магазин, 2 - эксцентрик, 3 - пружина, 4 - питатель, 5 - рабочая зона; б. 1 - магазин, 2 - эксцентрик, 3 - пружина, 4 - питатель, 5 - рабочая зона, 6 - толкатель, 7 - бункер, 8 - звездочка)

Отсекатели предназначены для поштучной выдачи заготовок из магазина или бункера в рабочую зону. Штифтовой отсекатель с двумя штифтами 3 и 4. При левом положении штанги 5 отсекателя штифт 3 удерживает запас заготовок 2 в магазине /, кроме нижней заготовки, которая свободно проходит в зев питателя. В правом положении штанги 5 заготовки опускаются до удерживающего их штифта 4. Таким образом, при каждом двойном ходе штанги со штифтами из магазина выдается одна заготовка.