Автоматизированное производство

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ  ПРОИЗВОДСТВО

Понятие и классификация  АСК в зависимости от типа производства

      Важнейшей тенденцией развития современного машиностроительного  производства является постепенный  переход от применения набора станочного оборудования к использованию автоматических (автоматизированных) станочных комплексов – АСК.

      АСК является основой современного автоматизированного производства.

      АСК – это совокупность взаимодействующих станков и вспомогательного оборудования, объединённых автоматическими подсистемами: транспортно-накопительной и управления.

     Автоматические станочные комплексы функционируют без участия человека или с минимальным его участием, а автоматизированные станочные комплексы допускают участие человека в реализации некоторых производственных функций.

     В зависимости от типа производства АСК классифицируют на:

     1.УНИВЕРСАЛЬНЫЕ  – гибкие автоматические линии ГАЛ; гибкие произв. системы (ГПС) созданные на основе гибких производственных модулей (ГПМ), робото-технологических комплексов (РТК) и универсальных станков с ЧПУ. Предназначены для обработки широкой номенклатуры деталей (обычно 5-30 наименований и размером партии 20-100шт.) с разными технолог. маршрутами. Область применения – мелко- и среднесерийное про-во.

     2.СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ – к ним относятся переналаживаемые автоматические линии (ПАЛ), предназначенные для обработки узкой номенклатуры деталей (2-10 наименований и размером партии 1000-20000шт.) при переналадке оборудования (включают универсальные и специализированные станки). Область применения – крупносерийное и частично массовое производство.

     3.СПЕЦИАЛЬНЫЕ – к ним относятся непереналаживаемые автоматические линии (АЛ), предназначенные для обработки деталей 1 (иногда 2) наименований и размером партии более 20000шт. на основании одного маршрута обработки в массовом производстве (к ним также относят автоматические роторные и роторно-конвейерные линии).

     Автоматические  линии (АЛ).  Понятие и классификация АЛ.

     АЛ  называется система станков и  вспомогательных устройств, автоматически  осуществляющих определённую последовательность технологических операций без участия человека. Наладчики АЛ лишь периодически контролируют работу оборудования и выполняют его подналадку, а также загружают заготовки в начале АЛ и снимают в конце (для загрузки-разгрузки и укладки заготовок могут использоваться ПР). АЛ предназначены для обработки заготовок резанием, давлением, для металлопокрытий, для получения отливок, термической обработки, сборочных операций и др. (имеются и комплексные АЛ). В состав станочных АЛ входят: технологическое оборудование (ТО), операционные накопители (ОН), автоматизированная транспортно-загрузочная система (АТС) и система автоматического управления (САУ) всей АЛ,  т.е.

     АЛ = ТО + ОН + АТС + САУ

     Станочные АЛ классифицируют по ряду признаков:

I. По степени универсальности (возможности переналадки):

     1. Однономенклатурные  (непереналаживаемые);

     2. Многономенклатурные  (переналаживаемые).

II. По типу применяемого оборудования:

     1. Из агрегатных станков (в основном для корпусных деталей);

2. Из модернизированных универсальных станков, полуавтоматов и 
    автоматов;

     3. Из специальных станков, построенных для данной АЛ;

4. Из станков с ЧПУ и транспортно-накопительной системы с ПУ, 
    управляемых одной программой (частный случай - РТК).

III. По расположению и виду транспорта:

1. АЛ со сквозным транспортом (обычно для корпусных деталей)

 

2. АЛ с боковым  транспортом (обычно для тел вращения)

 

     3. АЛ с верхним транспортом

      4. АЛ с роторным транспортом (роторные АЛ), рис.18.9.  Комплектуются из роторных автоматов 1, на которых обработка заготовок выполняется в процессе непрерывного транспортирования их совместно с режущим инструментом. Главная особенность роторных АЛ – совмещение во времени транспортирования заготовок и их обработки. Перемещение заготовок ко всем роторным автоматам производится транспортными роторами 2.

IV. По типу связи между агрегатами:

 1. АЛ с жёсткой связью – отсутствуют межоперационные заделы заготовок (время обработки на каждом станке равно между собой  t_ТО1 = t_ТО2 = t_ТОn– при последовательной установке станков или время обработки может быть кратно 2, 3 и т.д. в зависимости от соответствующего числа станков стоящих параллельно между собой в общей последовательной цепи АЛ, в этом случае, например рис.      t_ТО1 = 0,5×t_ТО2 = t_ТО3 = t_ТОn). Недостаток – при выходе их строя одного станка останавливается вся АЛ. 

      2. АЛ с гибкой связью – имеют буферные устройства - операционные накопители (ОН). При этом, отсутствует жёсткое координирование во времени работы станков, останов одного из них не вызывает простоя всей АЛ.

                                  

3. АЛ со смешанной  связью – «жёстко» соединены отдельные короткие участки, имеющие синхронно работающее оборудование  (например участок ТО1 - ТО2 ).

                                  

Оборудование  АЛ

     В состав АЛ кроме ТО входят транспортные, загрузочные, поворотные и ориентирующие  устройства, приспособления для закрепления  заготовки, устройства для отвода стружки, механизмы контроля и др. вспомогательное оборудование.

     Транспортные  механизмы  бывают жёсткой, гибкой и  смешанной связи.

      К механизмам жесткой связи относятся  конвейеры, транспортёры, тактовые поворотные столы и т.п. Наиболее распространены конвейеры. Для перемещения корпусных деталей применяют пластинчатые конвейеры, перемещающие одновременно все заготовки участка АЛ на очередную позицию. Шаг конвейера кратен расстоянию между позициями. На рис. 190а показан пластинчатый конвейер, у которого штанга 1 движется возвратно-поступательно. При движении штанги вперёд пластины 2 упираются в обрабатываемые детали 3 и проталкивают их вперёд на один шаг. При движении штанги назад зафиксированные на позициях детали утопляют пластины 2, затем под действием пружин 4 пластины поднимаются и цикл повторяется. На рис. 190б показан толкающий конвейер, у которого шток гидро- или пневмоцилиндра 1 давит на заготовку 2 и при этом в результате взаимного давления перемещаются все заготовки на конвейере.

      На  рис. 190в показан цепной конвейер, используемый для непрерывного транспортирования заготовок 1 при движении цепи 2.

     Корпусных (призматических) деталей сложной формы обрабатываемые с нескольких сторон, транспортируют в спутниках (палетах). Каждый спутник снабжён  нижней базовой плитой с точными поверхностями для фиксации, а на верхней плите спутника имеются Т-образные пазы (или отверстия) и различные установочные и зажимные элементы для базирования и закрепления заготовок.

     В качестве транспортных средств гибкой связи используют сочетание гибких лотков с подъёмниками, конвейерами-распределителями, отводящими конвейерами, магазинами, бункерами. Схема транспортной системы АЛ с гибкой связью для обработки подшипников, рис. 191.

          

     Заготовки, ориентированные в бункере 1, подаются по гибкому лотку 3 на участок 6-7 транспортной системы. После заполнения лотка 3 часть заготовок отводится механизмом 2 деления потока в магазин 4, из которого их можно подавать цепным подъёмником 8 через механизм 5 соединения потоков на участок 6-7. Оттуда заготовки через гибкие лотки направляются к станкам для обработки, а обработанные заготовки на отводящий конвейер и затем в подъёмник для дальнейшего транспортирования.

     Загрузочные устройства (ЗУ) должны быть быстродействующие, просты по конструкции, высоко надёжны. В линиях с жёсткой связью заготовки (корпусные) устанавливают на конвейеры или столы-спутники вручную или автоматически, базируя чаще всего предварительно обработанными отверстиями на два пальца. Перемещение заготовок в автоматическом режиме происходит на столах-спутниках с помощью приёмо-передающих устройств (агрегатов). Для базирования и зажима более сложных заготовок применяют сложные автоматические устройства.

     На  линиях с гибкой связью для загрузки штучных заготовок используют магазинные ЗУ (накопление, ориентация вручную, выдача поштучно, автоматически с помощью питателя), бункерные ЗУ (загрузка вручную, ориентация и поштучная выдача автоматически загрузочным устройством) или бункерно-магазинные ЗУ, рис. 192.  В бункер 7 заготовки 5 загружены навалом, где они ориентируются в рабочее положение и поступают в лоток (магазин) 6 с помощью толкателя 8. В рабочую зону заготовки подаются питателем 3, перемещающимся от кулачка 1. Пружина 2 возвращает питатель в первоначальное положение, а отсекатель 4 удерживает заготовку в лотке в момент движения питателя.

                                               

      Механизмы изменения ориентации производят поворот заготовок на 90 и 180°. Для изменения ориентации корпусных деталей применяют барабаны для поворота вокруг горизонтальной оси, столы для поворота вокруг вертикальной оси, кантователи для поворота вокруг наклонной оси. 

     Изменение ориентации деталей типа колец, втулок, дисков происходит при их транспортировании  в лотках. Так, лоток, рис. 193, может поворачивать кольца на 90° относительно горизонтальной оси или на 180° относительно вертикальной оси.