Контрольные вопросы:

1. Что такое автоматическая линия и что входит в ее состав?

2. Для какого типа производства предназначены автоматические линии?

3. Чем отличается сблокированная АЛ от несблокированной?

4. Как классифицируются АЛ по характеру транспортирования изделий?

5. Как классифицируются АЛ по способу передачи изделий со станка на станок?

6. Какие особенности спутниковых АЛ?

7. Как различаются АЛ по расположению оборудования в линии?

8. Назовите средства автоматизации загрузки заготовок в автоматических линиях.

Лекция №8

Транспортно-накопительные системы

Одним из основных элементов АЛ является транспортно-накопительная система.

Транспортно-накопительные системы автоматических линий по принципу действия, конструкции и компоновке зависят от вида обрабатываемых изделий, в меньшей степени - от выполняемых операций.

Рассмотрим в качестве примера системы для двух видов дискретных изделий:

• корпусных, неподвижных при обработке, которые могут иметь только принудительное транспортирование. Такие изделия обрабатываются, как правило, на линиях с жесткой межагрегатной связью (по линии целиком или в пределах одного участка-секции);

• изделий типа тел вращения (кольца, втулки, фланцы и т.п.), способных перемещаться качением или скольжением, принудительно или под действием сил собственной тяжести. Такие изделия обрабатываются в основном на линиях с гибкой межагрегатной связью, т.е. с накоплением заделов между каждой парой станков.

Автоматические линии из агрегатных станков, как правило, относятся к линиям с жесткой межагрегатной связью, на которых станки и элементы транспортной системы должны работать в едином жестком ритме, а отказ любого элемента (инструмента, механизма, устройства) вызывает останов всей линии. В линиях, разделенных на отдельные секции межоперационными накопителями, жесткая связь осуществляется в пределах одной секции.

Типовая планировочная схема автоматической линии из агрегатных станков представлена на рис.6.9. Линия скомпонована из однопозиционных

Рис. 6.9. Автоматическая линия с жесткой связью агрегатных станков:

1 — позиция загрузки заготовок; 2—4, 6—8, 12—16 — рабочие позиции;

5, 11 — поворотные столы; 9 — поперечный транспортер; 10 — межоперационный накопитель; 17 — позиция съема готовых изделий

двухсторонних агрегатных станков, работающих на проход, и разделена на две независимые секции, между которыми находится межоперационный накопитель. В линии имеется 11 рабочих позиций, на которых обрабатываемые одновременно с двух сторон изделия зажимаются и фиксируются в стационарных приспособлениях. Между отдельными технологическими участками 1; 2; 3 располагаются механизмы (поворотные столы) изменения ориентации в вертикальной 5 и горизонтальной 11 плоскостях. Установка изделий на первую позицию и съем с последней производятся вручную или с помощью подъемно-транспортных средств.

В линиях с жесткой межагрегатной связью транспортно-накопительная система включает в себя следующие виды механизмов и устройств:

• шаговые линейные транспортеры для перемещения изделий из позиции в позицию;

• поперечные транспортеры для подачи изделий при боковом транспортировании;

• механизмы изменения ориентации между позициями;

• механизмы зажима и фиксации на рабочих позициях;

• накопители межоперационных заделов;

• приспособления-спутники для закрепления и транспортирования изделий с неустойчивым базированием;

• механизмы транспортирования и уборки стружки.

На рис.6.10 показаны конструктивные варианты шаговых транспортеров.

Наибольшее применение нашли шаговые штанговые транспортеры с собачками (см. рис. 6.10, а). При перемещении обрабатываемых деталей 3 вперед (по схеме вправо) штанга 1 транспортера совершает возвратно-поступательное движение (медленное вперед и быстрое назад). В качестве привода обычно служит гидроцилиндр. При движении вперед собачки 2 с пружинами захватывают детали, перемещая их на следующую позицию. При движении назад собачки утапливаются и проходят под деталями.

Основное достоинство шагового штангового транспортера с собачками - штанга совершает простое прямолинейное возвратно-поступательное движение; конструкция пневмо- или гидропривода транспортера простая.

Главный недостаток шаговых штанговых транспортеров с собачками - сложность обеспечения точного позиционирования деталей на рабочих позициях станков.

Рис. 6.10. Шаговые транспортеры линий с жесткой межагрегатной связью

Штанговые транспортеры с флажками (см. рис. 6.10, б) обеспечивают более точное перемещение и базирование обрабатываемых деталей на рабочих позициях линии. Точность положения деталей на рабочих позициях при перемещении их флажковыми транспортерами определяется в основном допуском зазора между флажками 1 и деталью 3. Эти транспортеры вследствие более точного обеспечения конечного положения деталей допускают и большую скорость перемещения.

Штанги 2 таких транспортеров совершают прямолинейное возвратно-поступательное движение и поворотное движение вокруг своей оси. Обрабатываемые детали перемещаются только при движении штанги вперед.

Конструктивно транспортеры с флажками гораздо сложнее, чем с собачками, так как для штанги кроме возвратно-поступательного движения требуется и поворотное движение вокруг своей оси. Поворот штанги с флажками вокруг оси для освобождения детали осуществляется дополнительным приводом, вследствие чего управление усложняется.

Грейферные шаговые транспортеры с флажками (см. рис. 6.10, в) перемещают обрабатываемую деталь 3 флажками 2. Конструкция таких транспортеров получается сложной, потому что штанга 1 транспортера совершает два возвратно-поступательных движения: в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Транспортеры подобного вида применяют обычно в тех случаях, когда захват обрабатываемых деталей может быть проведен лишь с одной стороны, т.е. когда обрабатываемые детали установлены на рабочих позициях станков таким образом, что сначала их необходимо поднять, а затем переместить на следующие операции для дальнейшей обработки.

Цикл работы транспортера: ход вверх (подъем всех заготовок), перемещение заготовок на один шаг вправо (по схеме), опускание их на направляющие и возврат транспортера в первоначальное положение. В качестве привода такого транспортера может быть использован гидроцилиндр с применением механических устройств.

К шаговым транспортерам относятся и толкающие шаговые транспортеры (см. рис. 6.10, г). Они просты по конструкции, так как шток 2 гидроцилиндра 1, перемещая изделия 3 вплотную друг за другом, воздействует лишь на последнее из них. При движении штока 2 вперед все находящиеся на транспортере обрабатываемые детали перемещаются одновременно вдоль линии благодаря взаимному давлению деталей или транспортных устройств.

Недостатками таких систем являются возрастание накопленной ошибки положения каждой последующей детали и усложнение вследствие этого фиксации на рабочих цилиндрах.

Для сквозного транспортирования деталей в автоматических линиях широко применяются цепные транспортеры (см. рис. 6.10, д). Цепь 1 получает возвратно-поступательное движение. Изделия 3 на тележках 2 перемещаются с помощью собачек. Из-за невозможности обеспечения точности базирования деталей цепные транспортеры, как правило, не используются в качестве шаговых, хотя близки к ним.

Необходимыми условиями надежной работы являются контроль правильной фиксации и достаточная сила зажима, осуществляемого автоматически. Постоянство силы зажима в течение всего периода обработки обеспечивается применением активного зажима, при котором сила гидро- или пневмопривода поддерживается постоянной.

Автоматические линии с гибкой связью строятся преимущественно для обработки изделий типа коротких тел вращения (кольца подшипников, шестерни, всевозможные колпачки, втулки, гильзы, фланцы и др.). Их особенностью является возможность перемещения под действием силы собственной тяжести, что широко используется при межстаночном транспортировании, накоплении заделов и т.д.

Широкое применение нашли так называемые групповые автоматические линии как системы последовательно-параллельного действия. Каждая линия - это, по существу, блок коротких линий с единой транспортно-накопительной системой .

По способам перемещения изделий и распределения общего потока по параллельно-работающим машинам-автоматам можно отметить следующие виды транспортных систем линий с гибкой межагрегатной связью:

• транспортные с гравитационным перемещением – простейшие системы, где перемещение и распределение деталей по станкам происходит под действием сил тяжести в наклонных лотках качением либо скольжением;

• транспортные принудительного перемещения деталей качением - системы, в которых используется свойство деталей типа дисков и колец катиться в направляющих;

• транспортные принудительного перемещения деталей скольжением - системы, где детали транспортируются проталкиванием, скольжением по направляющим;

• - транспортные принудительного перемещения деталей на транспортирующем органе - системы, в которых детали перемещаются фиксированными либо покоящимися на движущихся и колеблющихся органах транспортных устройств.