8.2Классификация и компоновка автоматических линий.

Автоматические линии могут иметь весьма разнообразную структуру и конструктивное оформление в зависимости от их назначения, степени автоматизации и конкретных условий работы. Однако все линии могут быть разделены на принципиально отличные друг от друга классы по тому, как вводится исходный материал и как выдается конечный продукт. Такая классификация показана в табл. 8.1. В машиностроении наибольшее распространение имеют автоматические линии I класса. На предприятиях почтовой связи и Союзпечати главным образом используются ав­томатические линии I, II, IV и V классов.

Вид	Подача исходного материала
продукции	поштучно	порциями	непрерывно
Поштучно Порциями Непрерывно	I.Обработка штуч­ных деталей и изде­лий (посылок, блоков, валов, колец и т. п.) II. Письмосортировочные полуавтоматы, автомати ческие плавильные агрегаты III/Автоматические линии по изготовлению ряда сыпучих и тестообразных, продуктов, например автоматические линии в це­ментной промышлен­ности	IV.Изготовление изделий опрессовкой обвязкой или термофикацией формы из сыпучего или тестообразного сырья. Пачкообвязочные автоматы (шлифовальные кру­ги, конфеты) V.Обработка письменной корреспонденции VI.Автоматические линии изготовления «непрерывных» изделий(полотна, цепей, кабеля)	VII. Изготовление изделий из жидкого, сыпучего или ленточного сырья VIII. Автоматиче­ские линни фасовки и дозирования жидких сыпучих товаров массового потреб­ления (папиросы, чай, молоко, сахар) IX. Автоматические линии изготовления непрерывных изде­лий из «непрерывных» сырья (биметал­лической ленты, пая­ных и сварных труб, абразивного полотна)

Компоновка решает задачу взаимного расположения и связи отдельных машин посредством транспортной системы в автома­тическую линию. При компоновке и выборе структурных схем автоматических линий важнейшей проблемой является увеличе­ние производительности.

По характеру транспортной связи между отдельными маши­нами и распределению между ними запасов обрабатываемых поч­товых отправлений все автоматические линии для выпуска штуч­ных изделий можно разделить на три типа (рис. 8.1):

I — линии с жесткой связью между всеми рабочими позициями (машинами) 1 (если линия составлена из однопозиционных ма­шин, то число таких машин соответствует числу позиций в линии); // — линии с гибкой связью (накопителями) 2 между всеми ра­бочими позициями;

/// — линии с полугибкой связью или линии с гибко связан­ными отдельными участками машин.

Автоматические линии первого типа характеризуются тем, что при остановке одной из машин все остальные также останавли­ваются, так как между ними нет промежуточных накопителей, в которых скапливаются запасы почтовых отправлений (активный задел), которые в нужный момент могут быть автоматически по­даны в рабочую зону машины. В качестве промежуточных или оконечных могут использоваться автоматически действующие на­копители, выполненные в виде бункеров, магазинов, конвейеров приводных и гравитационных рольгангов и др.

Второй тип автоматических линий характерен тем, что имеет активные заделы между всеми рабочими полициями. Остановка любой из рабочих позиций не вызовет остановки линии из-за не своевременной подачи или приема изделий до тех пор, пока не истощатся или не переполнятся накопители.

Третий тип линии с полугибкой связью имеет самостоятельные участки машин с жесткой связью, между которыми находятся накопители. При этом в случае неполадок на первом участке второй участок получает изделия из накопителя. Если же первый участок работает, а второй простаивает, то обработанные на первом участке изделия поступают в накопитель, находящийся между ними.

Наличие между отдельными машинами или участками накопителей уменьшает внецикловые потери и повышает производительность автоматической линии.

На рис. 8.2 показаны схемы агрегатирования (соединения) рабочих машин в автоматической линии. В зависимости от трудо­емкости обработки изделий на отдельных операционных участках, производительности принятого оборудования и программы выпуска

автоматическая линия может быть однопоточной и многопоточной, а соединение машин в линии—последовательным, параллельным и параллельно-последовательным.

При последовательном агрегатировании (однопоточная линия, И рис. 8.2а) каждая машина выполняет свою операцию. Остановка машины при отсутствии накопителей вызывает остановку всей линии. В случае встройки в однопоточную линию машин с различной производительностью коэффициент загрузки оборудования такой линии низкий, так как такт линии будет установлен по лимирующей операции, т. е. по наиболее загруженной ма­шине, остальные машины при этом будут недогружены. Достоинством таких компоновок является относительно простая транс­портная система.

В качестве примера однопоточной автоматизированной линии с гибкими связями для обработки письменной корреспонденции можно привести линию «Телефункен», показанную на рис. 8.3. (В машиностроении однопоточные линии, как с жесткой, так и с гибкой связью имеют широкое распространение. К числу таких линий можно отнести автоматические линии механической обра­ботки корпусных деталей.)

Линия эта не полностью автоматическая, так как операцию кодирования выполняют рабочие-операторы. Производительность шипи 20 000 писем/ч. Письма поступают в разборочную машину1. Эта машина отделяет из общего потока письма нестандарт­ные по размерам и жесткости. После этой машины идет лицовочно-штемпелевальная машина 3, которая выводит из автоматического потока письма без почтовых марок, лицует их в положение, удобное для чтения, штемпелюет и гасит волнистыми линиями марки. Между разборочной и лицовочно-штемпелевальной маши нами установлен промежуточный накопитель писем 2, который позволяет при остановке, например, разборочной машины лицовочно-штемпелевальной машине работать, получая письма из накопителя, а при остановке лицовочно-штемпелевальной машины разборочная машина будет выдавать обработанные письма и этот накопитель. После лицовочно-штемпелеваль­ной машины опять уста­новлен накопитель 4. Из этого накопителя письма поступают по транспортным каналам к рабочим местам 5 кодировщиков. На этих рабочих местах операторы нажимают на цифровые клавиши, соответствующие цифровому адресному коду, нанесен ному на письмо отправителем. В результате кодировочные аппараты наносят в определенном месте конверта условные фосфо­ресцирующие или флуо­ресцирующие знаки (точ­ки или черточки). На этих же рабочих местах осуществляется предварительная сортировка пи­сем по укрупненным на правлениям (нажатием соответствующих клавишей). Письма каждого из таких укрупненных направлений через транспортные каналы накапли­ваются в конечных накопителях. Письма каждого из таких укрупненных направ­лений могут непрерывно направляться в автоматическую письмосортировочную машину 8 через промежуточный накопитель и подъемно-транспортное устройство 7. Автоматическая сортировка писем по укрупненным направлениям производится последовательно. При этом соответственно меняется программа сорти­ровки в письмосортировочной машине. Гибкая связь в этой линии осуществляется с помощью промежуточных накопителей 2, 4, 6, которые позволяют линии продолжать работу при остановке одной машины.

На рис. 8.4 показана схема автоматической линии обработки письменной корреспонденции фирмы «Ниппон Электрик Ко» (Япония). Эта линия также однопоточная последовательного агрегатирования с гибкими связями. Однако здесь наряду с ручным кодированием имеется электронно-оптическая кодировочная машина. На ручных операциях кодирования в обеих линиях имеет сто параллельная многопозиционная обработка. Из разборочной машины 1 письма попадают в лицовочно-штемпелевальную машину 2, которая имеет устройство обнаружения индекса на письме. При наличии индекса письмо направляется в автоматическую электронно-оптическую кодировочную машину 5, при его отсутствии — на ручную кодировку 6. Письма с нечетко написанным индексом из автоматической кодировочной машины направ­ится на рабочие места ручной кодировки. Закодированные письма по транспортным линиям 4 направляются на машину 7 для общей сортировки по укрупненным направлениям, а затем часть писем идет в машину 8 для детальной сортировки. Между шинами установлены накопители писем 3, осуществляющие Гибкие межагрегатные связи автоматической линии. Максимальная производительность этой линии 30 000 писем/ч.

IIри параллельном соединении (рис. 8.26) все машины выполняет одну и ту же операцию. Остановка машины не влечет за остановку линии, а только соответственно снижает ее про­нзительность.

На предприятиях почтовой связи такая компоновка могла бы иметь место в случае соединения в автоматическую линию, на­пример, нескольких письмосортировочных машин при условии автоматизации их загрузки. В машиностроении же такие линии применяются редко, так как одна операция обычно не обеспечивает полную обработку изделия.

Параллельно-последовательное соединение машин (многопоточная линия) показана на рис.8.2в

На рис. 8.5 дана схема многопоточной автоматической линии с гибкими связями для обработки письменной корреспонденции на предприятиях почтовой связи.

В начале линии установлен групповой бункер-накопитель 1, из которого письма попадают в параллельно установленные маши­ны 2 для разборки писем и отделения из общего потока нестан­дартных по размерам и жесткости. Между всеми последовательно соединенными машинами в линии установлены межоперационные бункеры-накопители 3. За разборочными машинами следуют лицовочно-штемпелевальные 4 и письмосортировочные машины для общей сортировки 5. На этих машинах производится сортировка по областям и областным центрам корреспонденции, подлежащей детальной сортировке в этом же узле. Корреспонденция, не сор­тируемая детально в данном узле, группируется по крупным об­ластям и областным центрам, а также по пунктам посадки маги­стральных самолетов. Число направлений сортировки у этих ма­шин около 200.

После участка письмосортировочной машины общей сортиров­ки установлен общий для всех этих машин групповой бункер-на­копитель 6. Из этого бункера одна часть писем идет в письмосортировочные машины детальной сортировки 7, а другая часть, минуя эти машины, попадет через общий бункер-накопитель 8 в машину для вязки постпакетов 9. Мимо письмосортировочных машин детальной сортировки идет часть корреспонденции в адрес крупных городов, областных и республиканских центров. Связан­ные в постпакеты письма через групповой бункер-накопитель 10 поступают на установку сортировки постпакетов 11. Постпакеты сортируются по направлениям в соответствии с расписанием дви­жения почтовых вагонов, авиа-, авто- и других видов транспорта. В конце многопоточной автоматической линии установлен бункер-накопитель 12. Назначение накопителей — сокращать общие прос­тои и повышать коэффициент готовности линии.

По взаимодействию транспортных систем с обрабатываемыми изделиями могут быть выделены следующие типы автоматических пиши (рис. 8.6).

1. Автоматические линии, в которых почтовые отправления нарабатываются после снятия их с несущего органа транспортного устройства (рис. 8.6а) (обозначены треугольником). На пред­приятиях почтовой связи такого типа автоматические линии могли бы быть скомпонованы при автоматизации существующих моделей пачкообвязочных, штемпелевальных и т. п. машин, требующих снятия изделия с транспортного устройства при обра­ботке. В машиностроении к таким линиям относятся автоматические линии для механической обработки валов, шестерен и т.п. Недостатком компоновки линий из таких машин является то, что в этом случае увеличивается цикл обработки на вре­мя загрузки и разгрузки, а это время, в свою очередь снижает производительность линии. Кроме этого, усложняется конструкция линии, так как при этом приходится устанавливать у каждой машины устройства для загрузки и разгрузки обрабатываемых отправлений.

2. Автоматические линии, в которых изделия обрабатываются при остановке на рабочих позициях (обозначены перечеркнутой крест-накрест окружностью), но без снятия их с несущего органа транспортного устройства (конвейера, поворотного стола и т. п.). К ним относятся автоматические линии из агрегатных станков со сквозным транспортом (проходящим через зоны обработки) для механической обработки корпусных деталей (рис. 8.6б).

Транспортная система таких линий проще, чем у линии первого типа с вынесенным транспортом. Однако и этим линиям присущ тот недостаток, что в период транспортирования, фиксации и закрепления изделия обработка не производится. Представителем этого типа линий являются также многопозиционные станки с поворотным столом вращения, которые представляют небольшие кольцевые автоматические линии. Во время обработки стол с изделиями останавливается и фиксируется у рабочих позиций (см. рис. 8.бе). Объединение таких станков с поворотными столами в автоматическую линию с вынесенным транспортом (рис. 8.6г) дает возможность совместить время загрузки и разгрузки со временем обработки. При очередном пово­роте стола обработанное изделие, находящееся на позиции за­грузки и разгрузки, переносится на конвейер для передачи его к следующему станку, а новое изделие снимается с конвейера и устанавливается на освободившееся место в поворотном столе станка. Во время перегрузки изделия на остальных позициях осу­ществляется обработка других таких же изделий, т. е. время об­работки совмещается с временем загрузки и разгрузки.

3. Автоматические линии, в которых изделия (обозначенные перечеркнутой окружностью) обрабатываются на ходу без снятия с несущего органа транспортного устройства (конвейера, пово­ротного стола и т. и.)'.

Этот тип автоматических линий является наиболее прогрес­сивным, так как здесь имеется максимальное совмещение време­ни обработки с временем транспортирования и загрузки, что обес­печивает высокую производительность. К числу таких линий мож­но отнести автоматические линии: обработки письменной коррес­понденции, шлифования валов на проход (сквозное), непрерыв­ного протягивания и т. п. (рис. 8.6(9). К этому же типу относятся отдельные кольцевые линии непрерывного действия, например ав­томатические письмосортировочные машины роторного типа (рис. 8.6е), многопозиционные станки для непрерывного фрезерования или многошпиндельные токарные автоматы и полуавтоматы па­раллельного действия, а также роторные автоматические линии (рис. 8.6ж). Роторные автоматические линии состоят из отдель­ных непрерывно вращающихся рабочих роторов P1—Рп. На каж­дом из них выполняется одна из операций. Число позиций в каж­дом рабочем роторе выбирается в соответствии с длительностью выполнения операции. Шаг между рабочими позициями у всех роторов одинаковый. Следовательно, чем длительнее операция, чем больше рабочих позиций в роторе, тем больше диаметр ро­тора. Для передачи изделий от одного рабочего ротора к другому служат транспортные роторы Т с захватами, которые снимают изделие с одного рабочего ротора и передают их на следующий для продолжения обработки.