Компоновки и движения станков-автоматов и автоматических линий
Станки-автоматы. Перед тем как перейти к главным перемещениям станков-автоматов, нужно разглядеть элементы, из которых складывается процесс исполнения определенной технологической операции на станке. В технологии машиностроения под операцией понимается часть технологического процесса, делаемая над подробностью (либо несколькими в один момент обрабатываемыми подробностями) одним рабочим непрерывно на одном рабочем месте.
В зависимости от характера построения технологического процесса операцией будет являться та либо другая его часть. Нас будет интересовать та часть технологического процесса, которая выполняется при одном закреплении подробности, именуемая в технологии машиностроения установкой. В будущем, говоря о технологической операции, мы будем подразумевать установку.
Технологическая операция складывается из последовательности переходов, любой из которых есть частью технологической операции, делаемой над одним участком поверхности подробности (либо группой участков) одним инструментом (либо группой в один момент трудящихся инструментов) при одном режиме резания. В ходе исполнения каждого перехода нужно настроить привод подачи рабочего и главного движения в соответствии с требующимися скоростями, скоординировать обоюдное размещение режущего инструмента и обрабатываемой подробности в соответствии с заданными размерами обрабатываемой поверхности, включить основное движение подачи и рабочее движение, отключить перемещение подачи по достижении заданного размера и др.
Так, процесс исполнения на станке определенной технологической операции складывается из следующих элементов.
I. установка и Подача заготовки в зажимном приспособлении.
II. Зажим заготовки.
III. Исполнение переходов, каковые состоят:
1) из настройки приводов подачи рабочего и главного движения в соответствии с заданным режимом работы;
2) установочных перемещений, нужных для координации обоюдного размещения режущего инструмента и обрабатываемой подробности в соответствии с заданными размерами обрабатываемой поверхности;
3) включения подачи рабочего и главного движения;
4) выключения перемещения подачи по достижении заданных размеров.
IV. Включение приводов стремительных ходов и возврат рабочих органов в исходное положение.
V. Выключение приводов стремительных привода и ходов главного рабочего движения.
VI. снятие и Освобождение заготовки.
Станок, на котором все движения и перечисленные процессы осуществляются в заданной последовательности, с’ заданной скоростью и в пределах заданной длины хода без всякого участия рабочего, именуется станком-автоматом.
Все перемещения рабочих органов автомата, в ходе которых не производится обработка подробности, именуются холостыми ходами.
Рабочие органы станков-автоматов смогут быть разбиты на две группы: главные и вспомогательные. Главные рабочие органы совершают как рабочие, так и холостые ходы, вспомогательные — лишь холостые.
К числу запасных рабочих органов относятся устройства для подачи заготовки, зажимные приспособления для закрепления заготовки на станке, устройства для снятия обрабатываемой подробности и др.
Заготовки, обрабатываемые на станках-автоматах, смогут быть подразделены на* две группы: непрерывные и штучные заготовки .
Постоянными заготовками являются: прутки разного профиля, проволока, катанка, лента, свернутые в бухту. При применении постоянной заготовки финиш ее вводится в” рабочую территорию станка. В ходе автоматического осуществления перемещений рабочих органов станка финишу заготовки придается форма готовой подробности, которая вслед после этого отрезается от постоянной заготовки, а заготовка приобретает нужное перемещение для ввода в рабочую территорию следующего участка, что подвергается обработке.
Вероятен кроме этого второй вариант получения подробности из постоянной заготовки. Финиш постоянной заготовки вводится в рабочую территорию станка и от него отрезается штучная заготовка, которая и подвергается соответствующей обработке.
При постоянной заготовке механизм подачи обязан осуществлять периодическое перемещение заготовки для ввода ее финиша в рабочую территорию.
Компоновка станков-автоматов, предназначенных для того чтобы из постоянной заготовки, имеет кое-какие своеобразные изюминки.
Рис. 1. Компоновки прутковых автоматов.
Постоянная заготовка обширно употребляется на токарных автоматах разного типа. При применении в качестве постоянной заготовки прутка последний в ходе обработки приобретает основное вращательное перемещение. Пруток пропускается через полый шпиндель станка, а его финиш выступает наружу.
самоё широким распространением пользуются компоновки с горизонтальным размещением шпинделя. У одношпиндельных автоматов пруток находится в неподвижной трубе, у многошпиндельных, многопозиционных автоматов трубы связаны с поворотным барабаном и при повороте барабана перемещаются вместе с ним. Одношпиндельные автоматы имеют пара радиально перемещающихся суппортов и продольный суппорт с револьверной головкой либо без нее.
Горизонтальная компоновка эргономичнее для загрузки прутков. При наклонной либо вертикальной компоновке автомат занимает меньшую площадь, но загрузка прутков усложняется и во многих случаях для загрузки приходится устраивать особую эстакаду.
При бунтовой заготовке бунт проволоки либо катанки помещается на вольно вращающейся катушке. Материал, разматываемый с катушки посредством подающего устройства, проходит через верный аппарат. Выправленный материал подается через полый шпиндель в рабочую территорию.
Так как обрабатываемый материал остается в ходе обработки неподвижным, то резцы устанавливаются на радиально перемещающихся суппортах вращающейся планшайбы и обработка как правило производится по способу копирования режущей кромки инструмента. Технологические возможности аналогичных станков ограничены, и они используются для обработки относительно несложных подробностей.
Сейчас показались автоматы для того чтобы из бунта, на которых заготовка в ходе обработки приобретает продольное перемещение, а резцы — радиальное, чем обеспечивается возможность изготовления подробностей сложной конфигурации. На аналогичных автоматах достигается кроме этого высокая точность обработки.
В случае если от постоянной заготовки предварительно отрезается штучная заготовка, то станки, трудящиеся по этому принципу, как правило являются многопозиционными. В одной позиции отрезанная заготовка поступает в зажимное приспособление многопозиционного стола, а в других осуществляется обработка; наряду с этим в ходе обработки смогут быть выполнены разные операции: фрезерование, сверление, нарезание резьбы и др. Станки для того чтобы типа употребляются для обработки некрупных подробностей в приборостроении.
В качестве штучных употребляются литые, штампованные и предварительно механически обработанные заготовки. Для подачи штучных заготовок используются автоматические загрузочные устройства.
Автоматическое загрузочное устройство складывается из автооператора и накопителя заготовок. В накопителе размещается запас заготовок, нужный для работы станка в течение определенного периода времени. Накопитель снабжает поштучную выдачу и правильную ориентацию заготовок.
Автооператор обязан взять заготовку из накопителя, перенести ее к зажимному приспособлению и установить в последнем. В зависимости от расположения накопителя, конфигурации заготовок, конструкции зажимного приспособления автооператор совершает однокоординатные либо многокоординатные перемещения.
Автоматические загрузочные устройства смогут быть использованы для загрузки металлорежущих станков, имеющих любую из рассмотренных выше компоновок: токарных, сверлильных, фрезерных, шлифовальных, протяжных, многопозиционных станков, станков постоянного действия и др., наряду с этим компоновка самих станков может остаться без трансформаций. Во многих случаях в целях удобства загрузки используется компоновка, хорошая от простой.
Рабочие органы станка-автомата приобретают перемещение от управляемых приводов. Управляемые приводы главных рабочих органов должны снабжать возможность настройки одной либо нескольких машинально сменяемых подач, быстрых ходов и включения рабочих в обоих направлениях, быстрых ходов и выключения рабочих.
Управляемые приводы запасных рабочих органов должны снабжать выключения и возможность включения стремительных ходов в обоих направлениях.
Нужная последовательность перемещений рабочих органов с заданной скоростью и в пределах заданной длины ходов обеспечивается совокупностью управления, которая подает сигналы управления механизмам переключения управляемых приводов рабочих органов.
Совокупность всех перемещений рабочих органов станка, каковые осуществляются машинально в определенной последовательности с заданной скоростью в пределах установленной длины ходов за период обработки одной заготовки, именуется автоматическим циклом работы станка.
Рис. 2. Компоновка автомата для обработки подробностей из бунта.
В случае если при автоматическом цикле работы станка снятие и установка заготовки обработанной подробности производится вручную, то станок есть полуавтоматом.
Непроизвольный цикл работы автомата складывается из автоматических циклов отдельных рабочих органов, каковые смогут быть одно- либо многокоординатными. Последние, со своей стороны, складываются из однокоорди-натных циклов перемещений отдельных подвижных элементов.
Автоматические циклы изображаются графически посредством циклограмм. Разные формы циклограмм однокоординатных циклов представлены на рис. 3. На плоских циклограммах по оси t откладывается время, затрачиваемое на осуществление отдельных элементов цикла или в полных размерах, или в процентах к неспециализированной длительности цикла. Для представления на циклограмме каждого
Рис. 3. Виды циклограмм.
из элементов цикла употребляется то либо иное условное обозначение. На циклограмме, изображенной на рис. 3, а, стремительному холостому перемещению соответствуют крутые наклонные линии, а рабочему — пологие наклонные линии. Наряду с этим величина подъема не отражает величины хода рабочего органа.
На циклограммах, представленных на рис. 3, б и в, темперамент перемещения, соответствующий тому либо иному элементу цикла, изображается разной формой штриховки.
На круговых циклограммах откладывается время в процентах от общей длительности цикла, наряду с этим 100% соответствует углу 360°.
Громаднейшей наглядностью владеют циклограммы, имеющие форму, изображенную на рис. 3, а.
Последовательность циклограмм характерных однокоординатных циклов представлен на рис. 4 и 5. Несложный однокоординатный цикл складывается из рабочего хода вперед и стремительного хода назад. Чаще употребляется вариант, представленный на циклограмме, что складывается из стремительного хода вперед, быстрого хода и рабочей подачи назад.
В этом случае по окончании обработки обеспечивается отвод режущего инструмента от обработанной подробности, чем достигается удобство загрузки заготовки.
Во многих случаях, к примеру, при последовательной черновой и чистовой обработке двумя инструментами в ходе осуществления автоматического цикла происходит изменение подачи. Для некоторых видов работ: подрезки торцов пластинами, шлифования — характерна остановка в конце рабочего хода. При подрезке торцов остановка нужна для зачистки, при шлифовании—для осуществления так именуемого выхаживания.
При обработке прерывистых поверхностей рабочий движение чередуется с стремительным перемещением вперед. Таковой цикл довольно часто именуется быстрым.
Характерна структура так именуемого маятникового цикла. При рабочем ходе вправо происходит обработка подробности. На протяжении обработки подробности снимается обработанная подробность и на ее место устанавливается заготовка.
По окончании обработки подробности происходит стремительный движение влево до сближения инструмента с заготовкой, по окончании чего включается рабочий движение влево. Сейчас снимается обработанная подробность и на ее место устанавливается заготовка. По окончании обработки подробности происходит стремительный движение влево до сближения инструмента с заготовкой и т. д. Подобный цикл разрешает совместить снятия установки и время заготовки обработанной подробности со временем резания.
Рис. 4. Циклограммы однокоординатиых циклов.
При некоторых видах работ однокоординатный цикл многократно повторяется. Повторяющийся однокоординатный цикл с постоянной длиной хода используется при исполнении разного рода делительных работ: при фрезеровании зубьев, при сверлении отверстий в дисках, барабанах, при равных промежутках между осями и т. п. Повторяющийся однокоординатный цикл с переменной длиной хода употребляется на станках с револьверной головкой. скорость перемещения и Длина хода при каждом положении револьверной головки определяется характером делаемой операции.
Последовательность операций требует для собственного исполнения применения многокоординатных автоматических циклов рабочих органов. К примеру, при высоких требованиях к качеству обработанной поверхности инструмент при обратном ходе не должен касаться обработанной поверхности. В этом случае непроизвольный цикл складывается из следующих элементов.
В начале цикла (циклограмма /) происходит стремительное перемещение рабочего органа в направлении оси Y, после этого — стремительный продольный движение, по окончании которого включается рабочая подача. По окончании рабочего хода происходит стремительное обратное перемещение рабочего органа в направлении оси Y, что снабжает образование нужного зазора между обработанной поверхностью и режущим инструментом, по окончании чего включается стремительный обратный движение в направлении оси X.
Рис. 5. Циклограммы однокоординатных циклов.
Подобный многокоординатный цикл употребляется для обработки в два прохода (циклограмма 2); перемещение уг при втором проходе больше перемещения ух при первом проходе.
Как уже указывалось выше, непроизвольный цикл станка складывается из автоматических циклов отдельных рабочих органов. К примеру, непроизвольный цикл станка, имеющего два рабочих органа, возможно представлен циклограммой, приведенной на рис. 6, б. В промежутке 0—1 автооператор подает заготовку в зажимное приспособление. На этапе 1—2 осуществляется зажим заготовки, по окончании чего автооператор возвращается в исходное положение (этап 2—3).
На этапе 3—4 происходит работа первого рабочего органа, а на этапе 4—5 — работа второго рабочего органа. По окончании обработки зажимное приспособление освобождает подробность (этап 5—6). Непроизвольный цикл работы обоих рабочих органов есть однокоординатным.
Работа автоматического загрузочного устройства представлена на рассмотренной циклограмме несложным однокоординатным циклом перемещений автооператора. В практике приходится сталкиваться со намного более непростыми циклами работы загрузочных устройств.
Рис. 6. Циклограммы двухкоординатных циклвв и цикла работы станка.
Однокоординатные циклы перемещений рабочих органов смогут быть взяты при относительно системы и несложной конструкции привода автоматического управления; при многокоординатных циклах система и привод управления существенно усложняются. Исходя из этого большая часть рабочих органов станков-автоматов и полуавтоматов имеют однокоординатный цикл перемещений. Но при однокоординатных циклах перемещений быстро сужаются технологические возможности при исполнении каждого перехода.
Любой из инструментов, в большинстве случаев, может обработать лишь одну поверхность и наряду с этим в один проход. Исключение образовывает обработка последовательно движущимися инструментами, но ее использование очень ограничено.
При одном подвижном рабочем органе обрабатываемые несколькими инструментами поверхности, в большинстве случаев, должны иметь параллельные образующие либо направляющие линии. К числу таких поверхностей относятся: соосные цилиндрические поверхности, поверхности отверстий с параллельными осями, параллельные и перпендикулярные плоскости, многогранные поверхности и др.
Один рабочий орган с однокоординатным автоматическим циклом перемещений имеют универсальные и особые продольнофрезерные и консольнофрезерные станки, у которых автоматические перемещения сообщаются продольному столу, вертикальносверлильные, особые и агрегатные сверлильные и расточные станки, алмазно-расточные станки и др.
При размещении обрабатываемых поверхностей, хорошем от рассмотренного выше, станок-автомат либо полуавтомат должен иметь
пара соответствующим образом расположенных подвижных рабочих органов. В этом случае употребляются рассмотренные выше компоновки станков для многосторонней обработки: многорезцовых токарных и многошпиндельных. Пара подвижных рабочих органов с одно-координатным циклом имеют кроме этого горизонтальные и вертикальные протяжные полуавтоматы и автоматы.
Последовательная обработка последовательности поверхностей при однокоординат-ных циклах рабочих органов возможно осуществлена на рассмотренных выше многопозиционных станках-автоматах и светло синий.
Последовательную обработку соосных поверхностей вращения возможно кроме этого создавать при повторяющемся однокоординатном цикле подвижного рабочего органа, несущего револьверную головку. Револьверные токарные автоматы и полуавтоматы имеют компоновку, подобную компоновке токарно-револьверных станков.
При повторяющемся однокоординатном цикле системы управления и конструкция привода существенно усложняется, поскольку в ходе каждого очередного перемещения изменяется как величина хода, так и скорость перемещения, а во многих случаях и скорость главного рабочего движения.
При однокоординатных перемещениях рабочих органов как для особых, так и для универсальных станков-автоматов — многорезцовых токарных полуавтоматов, одношпиндельных токарных и токарно-револьверных автоматов и полуавтоматов, горизонтальных и вертикальных многошпиндельных токарных автоматов — характерно использование сложных многоинструментных наладок, нужных для исполнения соответствующих операций при однокоординатных перемещениях.
Многоинструментные наладки разрешают повысить производительность станка. Но трудоемкость многоинструментных наладок есть одним из факторов, мешающих применению кроме того универсальных автоматов в мелкосерийном производстве при обработке маленьких партий подробностей.
Операции, каковые выполняются на автоматах и полуавтоматах с однокоординатным перемещением рабочих органов при многоинструментных наладках, во многих случаях смогут быть выполнены маленьким числом либо кроме того одним инструментом при многокоординатных перемещениях рабочих органов с чередующимся перемещением в направлении каждой из координат. Так, к примеру, любое число соосных цилиндрических поверхностей возможно обработано в пара проходов одним резцом.
При таких сложных многокоординатных циклах перемещений рабочих органов существенно усложняется совокупность управления. Но падение трудоемкости инструментальной наладки, которое достигается наряду с этим, есть одним из условий внедрения автоматов и полуавтоматов в мелкосерийное производство.
Заканчивая рассмотрение основных движений и компоновок автоматов и полуавтоматов, необходимо заметить, что станки для постоянной обработки по существу являются полуавтоматами. При применении автоматических загрузочных устройств они преобразовываются в автоматы.
Автоматические линии. переходов концентрации и Возможности операций на современных станках-автоматах относительно ограничены. Кроме того владеющие громаднейшими технологическими возможностями многопозиционные станки с числом позиций, в отдельных случаях превышающим 20, разрешают выполнить с одной установки ограниченное число переходов и операций.
Вместе с тем исполнение некоторых операций на многопозиционных станках вызывает большие, часто непреодолимые трудности, к примеру обработка б центрах валиков, шлифование, зубонарезание и др.
При громадных размерах обрабатываемых подробностей размеры многопозиционных станков с солидным числом позиций становятся фактически неприемлемыми.
Рвение к автоматизации комплекса разных технологических операций стало причиной появлению автоматических линий и комплексных автоматизированных производств, а также целых автоматических фабрик.
Автоматическая линия складывается из последовательности последовательно установленных станков и машин-автоматов, в некоторых случаях многопозиционных, связанных неспециализированной транспортной совокупностью, машинально перемещающей обрабатываемые детали от станка к станку.
В соответствии с характером перемещения обрабатываемых деталей от станка к станку автоматические линии смогут быть разбиты на две группы: линии со сквозной автострадой и линии с ветвящейся автострадой транспортирования подробностей.
При сквозной автостраде транспортирования подробность, перед тем как попасть на последующий станок, в обязательном порядке обязана пройти через рабочую территорию прошлого станка. При этих условиях времй обработки на линии определяется временем самая длительной, лимитирующей операции, почему все станки автоматической линии, время обработки на которых меньше времени лимитирующей операции, должны простаивать в ожидании окончания данной операции. С целью устранения указанного недочёта технологический процесс строится так, дабы время обработки на разных станках было по возможности однообразным, что фактически не всегда осуществимо.
При ветвящейся автостраде транспортирования подробность возможно направлена посредством распределительных устройств транспортирующей совокупности к тому либо иному станку, минуя рабочую территорию прошлого станка. При этих условиях для исполнения одной либо нескольких операций с громадной длительностью времени обработки возможно применять пара станков. Подробности, поступающие от прошлого, более производительного станка, направляются в определенной последовательности к одному из группы однообразных станков, делающих более долгую операцию.
Остановка одного из станков автоматической линии как со сквозной, так и с ветвящейся автострадой по той либо другой причине (поломка режущего инструмента, отказ тех либо иных механизмов станка либо совокупности автоматического управления) вызывает несложной всей линии. С повышением числа станков в линии возрастает возможность простоев, что быстро снижает производительность линии.
С целью уменьшения времени простоев автоматические линии при большем числе станков разбиваются на последовательность секций, между которыми устанавливаются промежуточные накопители. При остановке одной из секций подробности, обрабатываемые на прошлой секции, поступают в накопитель, установленный в начале остановившейся секции, а последующая секция цитается за счет запаса подробностей, имеющихся в накопителе, установленном в конце остановившейся секции.
Рис. 7. Типы автоматических линий.
Способы транспортирования подробностей на автоматических линиях очень многообразны и зависят от конфигурации и размеров обрабатываемых подробностей, от конструкции станков, из которых комплектуется автоматическая линия, и последовательности вторых факторов.
При сквозной автостраде транспортирования большое распространение находит сквозной транспортер. Сквозной транспортер проходит через рабочие территории всех станков 2—5 автоматической линии. В ходе транспортирования транспортер конкретно вводит подробность в приспособление и снимает ее с приспособления.
Такая форма транспортера в конструктивном отношении есть самый простой, но она применима лишь в тех случаях, в то время, когда вероятно размещение транспортера в рабочей территории станка.
Вместе с тем обрабатываемая подробность должна иметь такую конфигурацию, которая снабжала бы ей в полной мере устойчивое положение в ходе транспортирования, а базисные поверхности подробности должны надежно фиксировать ее положение в приспособлении.
Во многих случаях для обработки на автоматической линии подробностей, не удовлетворяющих указанным требованиям, используют приспособления-спутники. В этом случае подробность до поступления на транспортер закрепляется в зажимном приспособлении, вместе с которым она перемещается от станка к станку. По окончании обработки приспособление-спутник освобождается от обрабатываемой подробности и возвращается к месту загрузки.
Рассмотренная форма транспортера находит громаднейшее использование на линиях, скомпонованных из агрегатных станков, поскольку наряду с этим легко обеспечивается проход транспортера через рабочую территорию. Линии этого типа в основном употребляются для обработки больших, литых подробностей, каковые конкретно транспортируются сквозным транспортером, или для обработки литых и штампованных подробностей, каковые транспортируются вместе с приспособлением-спутником. Перемещение сквозного транспортера может начаться лишь по окончании завершения работы всех станков.
Вместо сквозного транспортера смогут быть использованы личные межстаночные транспортеры, допускающие разные схемы транспортирования подробности. Личный транспортер подает заготовку к первому рабочему месту, где автооперотор передает ее в зажимное приспособление станка. От первого рабочего места полуфабрикат поступает по транспортирующему устройству в накопитель, откуда транспортер 5“передает полуфабрикат ко второму рабочему месту и т. д.
Во многих случаях загрузка может осуществляться без помощи автооператора. Тогда личный транспортер подает заготовку конкретно к зажимному приспособлению либо в рабочую территорию станка (к примеру, бесцентровошлифовального станка), а ко второму рабочему месту подробность конкретно передается транспортером 7. Установка межстаночных накопителей кроме этого не есть в любых ситуациях нужной.
Подобная система транспортирования в основном используется при обработке относительно маленьких по размерам подробностей довольно несложной конфигурации.
Одной из модификаций сквозного транспортера есть транспортер с транспортирующими автооператорами. Транспортирующие автооператоры связаны со сквозным транспортером. В начале цикла транспортирования автооператоры опускаются вниз, первый автооператор забирает заготовку, находящуюся на загрузочной позиции, а остальные — полуфабрикат, пребывающий на рабочих местах.
Вслед после этого зажимные приспособления освобождаются и автооператоры перемещаются вертикально вверх, по окончании чего транспортер перемещает все автооператоры вправо. В новом положении автооператоры, опускаясь вниз, подают полуфабрикат и заготовку в зажимные приспособления. Последний автооператор выдает готовую подробность в приемник.
По окончании полуфабриката и зажима заготовки автооператоры снова поднимаются и вместе с транспортером возвращаются в исходное положение.
Для полуфабрикатов и передачи заготовки смогут быть использованы межстаночиые, к примеру качающиеся, транспортирующие автооператоры, не связанные с неспециализированным транспортером, работа которых синхронизирована.
Транспортирующие автооператоры особенно удобны для перемещения заготовок типа ступенчатых валов, поскольку наряду с этим легко обеспечивается верное положение заготовки относительно линии центров.
При ветвящейся автостраде транспортирования подробность перемещается по неспециализированному транспортеру, имеющуму последовательность ответвлений. Распределительное устройство или пропускает подробность по неспециализированному транспортеру, или направляет ее в соответствующее ответвление. По ответвлению подробность поступает в накопитель и потом подается автооператором в зажимное приспособление станка.
По окончании обработки подробность подается транспортером на основной транспортер.
При применении двух однообразных станков, делающих одну и ту же операцию, распределительное устройство направляет полуфабрикат к накопителю или одного, или другого станка в зависимости от степени их заполнения. По окончании обработки полуфабрикат поступает по транспортерам к элеватору, что подает его на основной транспортер.
При ветвящейся автостраде транспортирования возможно кроме этого использован неспециализированный транспортер, с которого обрабатываемые подробности конкретно передаются автооператорами в зажимные приспособления станков. Не разглядывая данный вопрос более детально, увидим, что эта форма транспортера кроме этого разрешает создавать загрузку параллельно трудящихся станков, делающих однообразные операции.
Своеобразные способы транспортирования используются на автоматических линиях, складывающихся из роторных станков и именуемых роторными автоматическими линиями. Так как вращение роторов станков происходит непрерывно, то транспортные роторы кроме этого находятся в постоянном вращении. Заготовки поступают из накопителя в автооператор ротора. При совмещении автооператора с гнездом станка заготовка передается в зажимное приспособление станка.
По мере поворота ротора станка 6 происходит обработка заготовки. В положении полуфабрикат передается автооператору второго транспортного ротора, что по мере поворота переносит его в положение и передает зажимному приспособлению станка и т. д.
Разность в длительности отдельных операций компенсируется трансформацией числа рабочих позиций роторных станков.
Роторные линии смогут давать очень высокую производительность. Но применение роторных линий для исполнения более либо менее сложных технологических операций обработки резанием воображает серьёзные трудности: потому, что любой из роторных станков может делать относительно простые операции, число станков в линии должно существенно возрасти. Вместе с тем роторные станки для обработки больших подробностей покупают фактически неприемлемые габариты.
Компоновки автоматических линий отличаются громадным многообразием, исходя из этого нужно ограничиться рассмотрением нескольких характерных примеров.
Большим распространением пользуются линии, скомпонованные из агрегатных станков, каковые, как указывалось выше, активно используются для обработки литых корпусных подробностей в автотракторостроении. На протяжении автострады сквозного транспортера расположены многосторонние агрегатные станки, скомпонованные из агрегатных узлов.
расположение и Число головок каждого агрегатного станка, входящего в линию, так же как расположение и число шпинделей каждой агрегатной головки, определяется характером создаваемой операции. Смогут быть использованы сверлильные, расточные, резьбонарезные, фрезерные головки, благодаря которым производится обработка подробности с различных сторон. На линии возможно установить кантователь для поворота подробности, что разрешает обработать подробность кроме этого и с тех сторон, каковые были недоступны при начальной установке.
На современных автоматических линиях этого типа употребляется до 1000 в один момент трудящихся режущих инструментов.
При транспортировании обрабатываемых подробностей вместе с приспособлениями-спутниками для возврата спутников употребляются особые транспортеры. Эти транспортеры смогут размешаться над линией станков, ниже главного транспортера либо параллельно линии станков. Нижнее размещение транспортера возврата не всегда комфортно, поскольку вероятно его замусоривание стружкой, вместе с тем эта территория употребляется для стружечных транспортеров.
При верхнем размещении транспортера для возврата спутников он поднимается подъемником до отметки эстакады, по которой перемещается к подъемнику, опускающему спутник на уровень загрузки.
Недочётом бокового размещения транспортера для возврата спутников есть повышение площади, занимаемой линией.
Необходимость в особом транспортере для возврата спутников устраняется при П-образной компоновке линии, но наряду с этим усложняется конструкция главного транспортера, что обязан складываться из трех частей.
В тех случаях, в то время, когда время обработки на линии велико, спутник возвращается к месту загрузки вместе с обработанной подробностью и один рабочий снимает обработанную подробность и устанавливает заготовку. В другом случае обработанную подробность снимает второй рабочий на финише линии, и спутник возвращается без подробности.
Для уменьшения числа спутников скорость их возврата существенно превышает скорость рабочего транспортера.
Личные межстаночные накопители и транспортёры употребляются, как это указывалось выше, в основном при обработке небольших подробностей. По таковой схеме скомпонована из автоматизированных станков наличного парка оборудования линия для обработки втулок, представленная на рис. 9, а. Полые заготовки втулок помещаются в спиральном лотке-накопителе, откуда они под действием силы тяжести поступают к элеватору (подъемнику).
От элеватора заготовки под действием силы тяжести следуют по наклонному лотку к накопителю многорезцового автомата. Подача заготовок от накопителя и передача полуфабриката в лоток осуществляется автооператором.
Полуфабрикат, движущийся по лотку под действием силы тяжести, поднимается элеватором и направляется к автооператору, подающему полуфабрикат к зажимному приспособлению автоматизированного вертикальносверлиль-ного станка, где производится предварительная обработка отверстия. Подобным образом полуфабрикат транспортируется к вертикально-сверлильному станку, где производится окончательная обработка отверстия, и к автомату для закалки токами высокой частоты.
Транспортно-загрузочные устройства многорезцового автомата подобны таким же устройствам автомата. Готовая подробность поступает в сборник.
Рис. 8. Схемы компоновок автоматических линий со сквозной автострадой транспортирования из агрегатных станков.
Схема линии с транспортирующими автооператорами представлена на рис. 9, б. Линия предназначена для обработки валов. На токарных станках производится обтачивание двух финишей вала, а на шлифовальных — шлифование двух шеек. Автооператор забирает заготовку из накопителя, автооператоры 4, 6, 8 и 10 — с соответствующих станков.
При продольном перемещении автооператоров происходит транспортирование подробностей. Автооператоры в ходе продольного перемещения поворачиваются около оси и кантуют подробность.
Ветвящаяся автострада транспортирования употребляется на многономенклатурной автоматической линии для обработки колец шарикоподшипников на 1-м ГПЗ. На рис. 10 представлена часть линии. Кольца перемещаются по многожелобчатому транспортеру.
Любой из желобов закреплен за определенным размером кольца. Разглядим подачу подробностей к трудящимся последовательно многошпиндельным токарным автоматам. Кольца, движущиеся по одному из желобов главного транспортера, попадают в ответвление, по которому они поступают к накопителю, а после этого посредством автооператора к зажимному приспособлению автомата. Обработанные подробности направляются по желобу к подъемнику. Подъемник имеет две транспортные линии.
Поступившие от автомата подробности попадают на первую транспортную линию и от подъемника направляются по желобу к накопителю станка. Обработанные на станке 8 подробности поступают по желобу ко второй линии подъемника, откуда они по желобу снова попадают на основной транспортер и следуют к вторым группам станков для предстоящей обработки.
При параллельной работе станков распределительное устройство направляет заготовки, поступающие по главному конвейеру, поочередно к каждому из параллельно трудящихся станков.
Совокупности с ветвящейся непосредственной передачей и трассой транспортирования подробностей с транспортера на рабочее место посредством автооператоров употребляются на типовых переналаживаемых линиях ЭНИМС для групповой обработки валов и шестеренок.
Схема компоновки линии для обработки валов представлена на рис. 11, а. Заготовки поступают из накопителя. Транспортирование заготовок осуществляется посредством штанги, проходящей на протяжении всей линии станков.
При возвратно-поступательном перемещении штанги собачки захватывают заготовки, находящиеся в желобах 4, и перемещают их на протяжении линии станков.
Рис. 9. Схемы компоновок автоматических линий со сквозной автострадой транспортирования:
а — с личными межстаночными транспортерами, б — с транспортирующими автооператораыи.
Рис. 10 Схема компоновки участка линии с ветвящейся автострадой транспортирования для обработки колец шарикоподшипников.
Рис. 11. Схемы компоновок линий с ветвящейся автострадой транспортирования при яркой передаче заготовок автооператором с транспортера на рабочее место:
а — для валов, б — для шестеренок.
Торцефрезерный станок оборудован подвижными шпиндельными бабками, перемещающимися в направлении, перпендикулярном оси обрабатываемого вала. Помимо этого, шпиндельные бабки имеют установочное перемещение в направлении оси вала.
Подвижные шпиндельные бабки центровального станка приобретают перемещение подачи в направлении оси вала.
На гидрокопировальных станках обработка ступенчатых поверхностей осуществляется посредством гидрокопировального суппорта. Для прорезки канавок станок имеет второй суппорт, расположенный снизу.
Между гидрокопировальными токарными станками расположен кантователь. Кантователь поворачивается около вертикальной оси, и заготовка, развёрнутая на 180°, поступает из кантователя на желоб транспортера.
Врезной шлифовальный станок трудится по способу копирования режущей кромки инструмента.
В случае если в линии установлены параллельно трудящиеся станки, то распределитель соединяет два соседних желоба и заготовка, предназначенная для обработки на втором станке, проходит из первого желоба конкретно во второй, минуя автооператор загрузки первого станка.
Подобные схемы компоновки использованы в линиях для обработки валов роторов электродвигателей, для обработки шлицевых валов. Последняя линия предназначается для обработки шлицевых валов тринадцати наименований. В линию входит станков: торцефрезерный, центровальный, три гидрокопировальных, четыре врезных круглошлифоваль-ных и два шлицестрогальных. Линия разбита на два участка, между которыми установлен промежуточный накопитель.
Конструктивные ответы снабжают возможность стремительной переналадки линии.
Все элементы транспортно-загрузочной совокупности являются типовыми и смогут быть использованы при проектировании вторых автоматических линий подобного назначения.
На рис. 11, б представлена часть линии для обработки одновенцовых шестеренок десяти наименований. В линию входят вертикальные токарные полуавтоматы, вертикальный протяжной станок, два зубофрезерных станка, зубозакругляющий и шевинговальный станки, не продемонстрированные на схеме.
Вертикальные токарные полуавтоматы уникальной конструкции имеют два суппорта, один из которых помогает для многорезцовой обработки цилиндрических, а второй — торцовых поверхностей. В скалке шпиндельной бабки устанавливают инструменты, предназначенные для обработки отверстия.
На станке производится обработка зажатой в патроне заготовки с одной стороны и обработка отверстия, на станке — обработка заготовки иначе и получистовая обработка отверстия. На протяжном станке осуществляется протягивание шлицев и отверстия протяжкой. На токарном станке заготовка проходит чистовую обработку на оправке.
Запрессовка подробности на оправку производится скалкой.
Для фрезерования зубьев употребляются зубофрезерные станки уникальной конструкции с вертикальноподвижным столом для закрепления заготовки.
Зубозакругляющий и зубошевинговальный станки не продемонстрированы на схеме.
Так, автоматическая линия для обработки одновенцовых шестеренок спроектирована на базе намерено сконструированных станков. Но эти станки являются не особыми, а универсальными. Конструкция станков создана с учетом удобства встраивания в возможности использования и автоматические линии каждого станка в отдельности в простых производственных условиях.
Появление новых моделей станков, владеющих указанными изюминками, формирует благоприятные условия для широкого внедрения автоматических линий не только в массовом и крупносерийном производстве, но и при обработке подробностей, производимых относительно маленькими партиями, потому, что станки, являясь универсальными, допускают переналадку, а при трансформации технологического процесса — перекомпоновку линий.
Обрабатываемые заготовки транспортируются по лотку посредством собачек штанги, совершающей возвратно-поступательное перемещение. Штанга проходит на протяжении всей линии станков. С лотка детали передаются к станкам автооператорами.
В головной части линии расположен накопитель заготовок. Заготовки надеваются на штырь. Автооператор передает заготовки из накопителя на лоток.
Автооператор складывается из патрона, захватывающего заготовки, что может перемещаться в вертикальном направлении, и поворотной колонны. Патрон при собственном перемещении вниз захватывает очередную заготовку и поднимает ее вверх, по окончании чего колонна вместе с патроном поворачивается и патрон, опускаясь вниз, укладывает заготовку на лоток.
В промежутке между первым и вторым станком линии установлен кантователь, что переворачивает заготовку при передаче ее по лотку.
Автоматическая линия разбита на два участка, между которыми установлен промежуточный штыревой накопитель заготовок. При обычной работе заготовки поступают с одного участка линии на другой, минуя промежуточный накопитель. Накопитель включается в работу лишь при остановке того либо иного участка линии.
направляться подчернуть, что независимо от типа компоновки и системы транспортирования автоматические линии смогут быть выстроены на базе агрегатных станков, особых станков, спроектированных применительно к данной конкретной автоматической линии и делаемой технологической операции, из универсальных станков особой конструкции, приспособленной для встраивания в автоматические линии* и из универсальных автоматизированных станков наличного парка оборудования.
Выбор совокупности транспортирования обрабатываемых подробностей, неспециализированной компоновки автоматической линии и станков, применяемых для исполнения отдельных операций, определяется конфигурацией и размерами обрабатываемых подробностей, характером делаемых технологических операций, и программой выпуска подробностей.
Для исполнения сверлильных, расточных, резьбонарезных и фрезерных операций при обработке корпусных подробностей больших размеров, и разных литых и штампованных подробностей более либо менее меньших размеров и сложной конфигурации самый целесообразно применять линии из агрегатных станков со сквозным транспортером.
Для обработки подробностей типа валов и дисков, в особенности при маленьких партиях, самый перспективным представляется использование типовых автоматических переналаживаемых линий ЭНИМС.
При обработке подробностей средних размеров, конфигурация которых разрешает применять простые транспортные устройства, как, к примеру, кольца подшипников качения, целесообразно использование линий с параллельной автострадой транспортирования и разветвленным транспортером.
Для обработки небольших подробностей самые подходящими могут быть автоматические линии со сквозной автострадой транспортирования и личными межстаночными накопителями и транспортёрами.
При любой компоновке и системе транспортирования автоматической линии, за исключением компоновок, при которых употребляются личные накопители у каждого станка, линию направляться разбивать на участки, между которыми устанавливаются промежуточные накопители.
На данный момент в индустрии все более широкое использование находят автоматические линии для исполнения комплекса технологических операций, включающие не только операции механической обработки, но и другие виды операций, к примеру термическую обработку, сборочные операции, контроль, упаковку и т. п.
На базе связанных между собой автоматических линий создаются заводы и автоматические цехи. Как пример возможно указать на непроизвольный цех для производства подшипников качения на 1-м ГПЗ, на завод-автомат для производства поршней автомобильных двигателей, спроектированный ЭНИМС.
В автоматическом цехе по производству подшипников выполняется механическая обработка всех подробностей подшипника, термическая обработка, контроль, упаковка и сборка готовых подшипников.
На заводе по производству поршней машинально производится отливка, механическая обработка, контроль, подгонка по весу и упаковка поршней.
Как автоматические линии, так и комплексные автоматические производства имеют совокупность автоматического управления, снабжающую нужную синхронизацию работы станков, транспортно-других элементов и загрузочных устройств, делающих циклические перемещения при осуществлении настроенного производственного процесса.
направляться подчернуть, что при компоновке автоматических линий нужно уделять громадное внимание вопросам удаления стружки, попадание которой в те либо иные звенья автоматической линии смогут нарушить обычный движение производственного процесса.
