26 Управление автоматическими линиями

Управление автоматическими линиями. Сохраняется релейная система управления. Построена на релейных контактных элементах. Всем циклом линии управления производятся отдельной системой управления. Это не надежно. Сейчас переходят на бесконтактные. Применяют контроллеры, в основу работы которых положены ЭВМ. Каждый контроллер имеет характеристику по числу входов и выходов. Контроллер предназначен для управления циклами автоматических линий.

Обычно станочные автоматические линии, созданные для об­работки одной конкретной детали, очень сложно использовать для обра­ботки новой детали, даже аналогичной по конструкции. Но тенденции развития современного крупносерийного и массового машинострои­тельного производства связаны с резким увеличением количества моди­фикаций выпускаемых машин и, следовательно, их деталей.

Принципиально новые средства автоматизации, появившиеся в виде ГПС, позволили создать для таких производств гибкие автомати­зированные линии (ГАЛ). ГАЛ предназначены для групповой обработки нескольких заранее известных аналогичных по конструкции и технологии изготовления деталей. Они состоят из переналаживаемых агрегатных станков и станков с ЧПУ, объединенных единой автоматиче­ской транспортной системой. Станки с ЧПУ используют в таких линиях при сложных циклах обработки и при необходимости реализовать контурное управление. Технологическое оборудование ГАЛ расположено в принятой последовательности технологических операций.

Широкое распространение получили ГАЛ, создаваемые на базе агре­гатных станков со сменными шпиндельными коробками для обработки корпусных деталей. На рис. 26.1 показан пример такой линии, в состав ко­торой входят: два комплекта унифицированных узлов 1 и 6 для механо­обработки, две автоматически действующие секции конвейеров шпин­дельных коробок 2 и 4, стеллаж 3 для складирования не используемых в заданном цикле работы шпиндельных коробок, три позиции 10 уста­новки заготовок на зажимные приспособления-спутники, транс­портная система автоматической подачи деталей со спутниками на рабочие позиции 11 и 8 (позиция 9 для промежуточного контроля дета­лей). Комплекты унифицированных узлов имеют силовой стол с редукто­ром 7 для крепления сменных шпиндельных коробок 5, устройство подачи к силовому столу шпиндельных коробок 12, набор секций конвей­еров и поворотных столов. На линии используется до 28 многошпиндель­ных коробок, которые на спутниках транспортируются в нужный период цикла обработки к силовому узлу, где поочередно автоматически закреп­ляются. При переналадке новый комплект коробок загружается на конвейер со склада. При необходимости могут быть изготовлены новые шпиндельные коробки и осуществлено перепрограммирование системы управления.

Рис. 26.1 Компоновка ГАЛ со сменными шпиндельными коробками

Все большее применение находят в ГАЛ для обработки деталей типа тел вращения и корпусных деталей агрегатные станки с ЧПУ, создаваемые из комплектов унифицированных узлов (станин, стоек, шпиндельных узлов, столов различных типов, механизмов автоматической смены инструмента). Примеры построения компоновок агрегатных станков с ЧПУ представлены на рис. 9.8: с тремя стойками, горизонтальным распо­ложением шпинделей, вертикальными осями вращения дисковых инстру­ментальных магазинов и поворотного стола (рис. 26.2, а); с одной стойкой, горизонтальным шпинделем, вертикальной осью вращения магазина, горизонтальной осью вращения поворотного стола (рис. 26.2, б, в); с одной стойкой, горизонтальным шпинделем, вертикальной осью вращения мага­зина, наклонно-поворотным столом (рис. 26.2, г); с двумя стойками, верти­кальными шпинделями, горизонтальной осью вращения магазина, вертикальной осью вращения поворотного стола (рис. 26.2, д); с двумя стой­ками, горизонтальными шпинделями, вертикальной осью вращения магазинов, однокоординатным столом прямолинейного перемещения (рис. 26.2, е).

Переналадка агрегатных станков с ЧПУ заключается в смене управ­ляющей программы, зажимного приспособления и набора режущего инструмента в магазине.

Рис. 26.2 Компоновки агрегатных станков с ЧПУ:

1 — поворотный стол; 2 — станина поворотного стола; 3 — стойка; 4 — шпиндельный узел; 5 — инструментальный магазин; 6 — стол прямолинейного перемещения; 7 — станина стоики.

На рис. 26.3 показана еще одна компоновка агрегатного станка с четырьмя многошпиндельными коробками, каждая из которых пред­назначена для обработки определенной корпусной детали. Станок ос­нащен цикловой системой программного управления. При переналадке ГАЛ на станке достаточно повернуть стол с закрепленными на нем шпин­дельными коробками и сменить управляющую программу. Для новой обрабатываемой детали на свободную позицию стола устанавливается но­вая шпиндельная коробка, поэтому можно обрабатывать детали старой и новой модификаций.

Эффективная эксплуатация ГАЛ невозможна без диагностиро­вания состояния оборудования, развитых систем поиска и локализации отказов. Применяют функциональные и тестовые методы диагностиро­вания. Функциональное диагностирование выполняется при работе ГАЛ специальными встроенными средствами контроля, позволяющими опера­тивно реагировать на нарушения работоспособности. Тестовое диагности­рование позволяет определять скрытые отказы, которые не влияют в данный момент на работоспособность оборудования ГАЛ, но их накопле­ние приводит к снижению надежности всей системы. Тестовые методы особенно важны на режимах профилактики и наладки ГАЛ, а также при выполнении ремонтных операций.

Рис. 26.3 Переналаживаемый агрегатный станок с многошпиндельными коробками:

1 — силовой стол; 2 — поворотное устройство; 3 — многошпиндельные коробки.

Автоматизация диагностирования ГАЛ осуществляется с помощью управляющих ЭВМ и программируемых контроллеров, которые должны иметь: дискретные и аналоговые входы для связи с датчиками системы автоматизированного контроля; специализированный язык программиро­вания, позволяющий строить сложные диагностические программы; раз­витое программное обеспечение для выполнения алгоритмов диагности­рования и для вывода на экран дисплея соответствующей информации в наглядной форме.

Реальная производительность ГАЛ определяется коэффициентом технического использования, характеризующим соотношение времени производительной работы оборудования и времени его простоев при выполнении наладочных операций и восстановлении работоспособности, простоев по организационным причинам. Важнейшая задача в области дальнейшего совершенствования ГАЛ — повышение этого коэффициента, так как для большинства линий он составляет лишь 0,6—0,7.