Автоматизация загрузки станков и закрепления заготовок

     Тема: Автоматизация загрузки станков и закрепления заготовок

     Вопросы:

     1. Понятие автоматизации загрузки  станков.

     2. Зажимные устройства.

     3. Магазины, механизмы питания.  

1. Понятие автоматизации загрузки станков.

     Подача  деталей на станки и закрепление  их для выполнения обработки, а также закрепление и смена инструмента представляют собой важные составные части процессов, выполняемых в механических цехах.    Автоматизация этих работ не только значительно облегчает труд рабочих, но обеспечивает также повышение производительности труда, так как сокращает затраты времени на их выполнение.

     По  назначению и типу конструкции все  механизмы, предназначенные для  решения указанных задач, могут  быть разделены на группы.

     Механизмы для подачи заготовок на станки могут  быть разделены на три вида. К первому виду относятся индивидуальные подъемные механизмы, которыми оснащаются отдельные станки. Эти подъемные механизмы могут иметь электрический, пневматический или гидравлический привод и выполняются в виде поворотных консольных кранов, индивидуальных подъемных платформ, специальных подъемников с призмами, устанавливаемых между направляющими внутри станины токарных и других станков, и т.п.

     К устройствам для перемещения  заготовок и полуфабрикатов и  для установки их на станок относятся также «механические руки». Яркий пример использования таких «рук» - автозаводы (в крупносерийном и массовом производстве, когда условия работы каждого станка постоянны или изменяются редко и закономерно)/

     Готовая деталь, изготовленная из консольновыступающей части прутка, в конце обработки отрезается и падает; после этого зажимное устройство разжимается и пруток подается вдоль своей оси на необходимую величину. Эти механизмы сравнительно просты по своему устройству. Захват подаваемого прутка осуществляется пружинной цангой или клиновым устройством, ограничение длины перемещения обычно выполняется упорами, а привод перемещения подающего механизма может осуществляться кулачковыми или поршневыми устройствами. Значительно разнообразнее и сложнее конструкции механизмов другого типа — автоматических загрузочно-разгрузочных устройств для штучных заготовок. Подобные устройства широко применяются на разных станках.

     В состав автоматического загрузочно-разгрузочного  устройства для штучных заготовок  могут входить механизмы, выполняющие специфические функции:

- накопители  для хранения запаса заготовок  и ориентации их перед выдачей;

- механизмы  поштучной выдачи (отделители, отсекатели), предназначенные для выдачи из  накопителя заготовок по одной  или иному требуемому количеству;

- автооператоры  или питатели (загружатели, разгружатели) для переноса заготовки от  механизма поштучной выдачи к  зажимному устройству станка  или для снятия готовой детали  из рабочей зоны станка и  передачи ее на лоток или  в тару.

     2. Зажимные устройства.

     Назначением зажимных механизмов и приспособлений является закрепление заготовки  таким образом, чтобы во время  рабочего цикла обработки она  не меняла своего положения относительно базы крепления. Все механизмы и  приспособления ручного зажима заготовок построены на механическом принципе (патроны, тиски, прихваты и т. д.).

     Применяемые автоматические зажимные устройства и  приспособления для закрепления  заготовок на металлорежущих станках  классифицируются по виду привода на следующие:

1) механические;

2) электромеханические;

3) электромагнитные;

4) пневматические;

5) пневмогидравлические.

      Каждое  зажимное устройство состоит из двух частей (механизмов):

1) механизма  непосредственно осуществляющего  зажим заготовки;

2) механизма,  управляющего действиями (работой) первого механизма (привода зажима).

     Приводы могут выполняться в виде самостоятельного унифицированного узла и применяться  для разных механизмов зажима, так  как усилие зажима в них можно  регулировать.

     Механические  зажимные устройства (пружинные, рычажно-цанговые, мембранные) широко применяются на сверлильных, токарно-револьверных и других станках.

     Принцип действия пружинных автоматических зажимных устройств основан на использовании  накопленной энергии различных  конструкций пружин путем их сжатия или растяжения.

Такие приспособления очень удобны для  применения на сверлильных станках  при незначительном крутящем моменте.

     Электромеханические зажимные устройства состоят из электродвигателя, передаточного механизма и зажимного  приспособления (зажимного штока). Перемещение зажимного штока к зажимным элементам приспособления осуществляется через передаточный механизм. Такие устройства получили применение на станках токарной группы.

     Электромагнитные  зажимные устройства применяются на шлифовальных и токарных станках. На токарных, круглошлифовальных и внутришлифовальных станках используются магнитные патроны, а на плоскошлифовальных станках — магнитные плиты. Принцип действия электромагнитных зажимных устройств основан на использовании магнитного силового потока электромагнита, действующего на заготовку, находящуюся в зоне магнитных силовых линий.

     Усилие  зажима заготовки определяется мощностью  электромагнита. Преимуществом является здесь быстрота зажима заготовок  и простота управления, а недостатком  — малая величина зажимного усилия и возможность получения брака при случайном снятии питания с электромагнитов.

     Пневматические  зажимные устройства широко применяются  на всех станках и для различных  видов заготовок. Положительным  качеством их является быстродействие и получение различных усилий зажима путем простой регулировки, а недостатком — необходимость централизованной подачи сжатого воздуха, большие габаритные размеры этих устройств и более сложная конструкция.

     3. Магазины, механизмы питания.

     При автоматизации процесса загрузки магазин является неотъемлемой частью автоматического бункерного загрузочного устройства. Заготовки в магазинном загрузочном устройстве находятся в том положении, в котором они выдаются на станок.

     Производительность  магазинного загрузочного устройства зависит от частоты работы питающего станок механизма. Запас заготовок в магазине автоматического загрузочного устройства рассчитывается таким образом, чтобы перекрывать перебои в работе бункера и поддерживать на выходе загрузочного устройства постоянную производительность.

     Размеры магазина в полуавтоматическом загрузочном  устройстве (не содержащем бункер) обычно больше, чем в автоматическом.

     Механизмы питания предназначены для подачи заготовок 1 из магазина на станок. Цикл работы этих механизмов должен быть равным циклу обработки заготовок на станке.

     Механизмы питания делятся на отсекатели и  питатели, которые, в свою очередь, в  зависимости от конструктивных решений  делятся на несколько групп.

     Отсекатели  — это устройства, которые отделяют заготовку от общего потока идущих из магазинов заготовок.

     Питатели  — это устройства, осуществляющие подачу заготовок в зажимное приспособление станка в определенные промежутки времени. В ряде случаев питатель является одновременно и отсекателем.

     По  способу подачи изделий в зону обработки питатели делятся на две группы:  1) прерывистого действия; 2) непрерывного действия.

     При автоматизации технологического процесса обработки деталей на металлорежущих станках чаще приходится иметь дело с питателями первой группы, так  как питатели второй группы в основном применяются на поточных линиях.

     Большинство питателей первой группы по виду движения и конструктивному оформлению можно  классифицировать на четыре типа:

     1) возвратно-поступательного прямолинейного  действия;

     2) колебательно-возвратного действия;

     3) вращательного действия;

     4) комбинированного действия.

     Классификация питателей

     Питатели  разделяются на 2 группы:

     Устройства  аналогичные некоторым типам  конвейеров, но, в отличие от них, обладают небольшой длиной и повышенной мощностью двигателя привода. Различают следующие виды питателей, относящиеся к этой группе:

• ленточные питатели;
• пластинчатые питатели;
• винтовые (шнековые) питатели;
• качающиеся питатели;
• вибрационные питатели.

     Устройства  не имеющие прототипов среди конвейеров. К этой группе питателей относятся:

• барабанные питатели;
• дисковые питатели;
• цепные питатели;
• пневматические винтовые питатели.

     Ленточные питатели предназначены для равномерной  подачи сухих материалов с насыпным весом до 2,8 тн/м3 в машины и транспортирующие устройства. Применяются на предприятиях горной, металлургической промышленности; на линиях по выпуску сухих строительных смесей и т.п. В ленточных питателях подача сухих материалов осуществляется посредством ленты, которая приводится в движение от электродвигателя через цепную передачу или редуктор. Движущаяся лента, доставляющая материал к транспортирующим или перерабатывающим машинам, располагается прямо под бункером из которого сыплется материал. Количество материала, подаваемое питателем регулируется специальной заслонкой, а также скоростью движения ленты.

     Пластинчатые  питатели предназначены для транспортировки  и равномерной подачи сыпучих  материалов горно–обогатительного  производства из одной емкости (бункера, воронки) в другие емкости, в рабочие  машины или на склады. Полотно питателя, как правило, представляет собой стальную шарнирную конструкцию, являющуюся составной частью транспортера для подачи сыпучего материала в карьерах и на обогатительных фабриках.

     Винтовые (шнековые) питатели представляют собой трубу или желоб, в которой размещен рабочий орган – винт. Вращающийся стержень, помещенный в горизонтальный или наклонный жёлоб, перемещает сыпучий или мелкокусковой груз вдоль жёлоба. Регулировка производительности производится увеличением скорости вращения винта. Шнековые питатели предназначены, в основном, для непрерывной и равномерной подачи сыпучего материала. Область применения – комплектование промышленных установок и технологических линий с заданной дозировкой материала.

     Качающиеся  питатели являются машинами непрерывного транспортирования, рабочим органом которой является лоток, совершающий возвратно-поступательные движения, предназначенными для равномерной подачи не липких, сыпучих материалов из бункеров, воронок и других емкостей в технологические машины или транспортирующие устройства.

     Вибрационные  питатели предназначены для равномерной  подачи не липких сыпучих материалов для установки под бункерами  на горизонтальных участках материалопроводов  в качестве загрузочных устройств  или дозаторов. Доставка материала по рабочему органу, который является круглой трубой происходит за счет ее колебательных движений.

     Барабанные  питатели применяются как для  подачи хорошо сыпучих, зернистых и  мелко–кусковых грузов, так и для  крупнокусковых грузов. Для подачи хорошо сыпучих, зернистых и мелко-кусковых грузов питатели имеют гладкую внутреннюю поверхность барабана, а для подачи крупнокусковых грузов – ребристую поверхность.

     Дисковые (тарельчатые) питатели применяются  для сыпучих грузов. Дисковые питатели снабжены загрузочным устройством, из которого груз попадает на вращающийся вокруг вертикальной оси диск и сбрасывается с него неподвижно закрепленным скребком. Скорость вращения диска выбирается такой, чтобы сбрасывание груза не происходило под действием центробежной силы.

     Цепные  питатели, применяемые для крупнокусковых грузов, имеют так называемый цепной занавес, перекрывающий выпускное  отверстие бункера. При вращении приводного барабана цепи прижимают  к лотку слой груза, регулируя  скорость его скольжения.