Автоматические линии

На автоматических линиях последовательная обработка на несколь­ких рабочих местах (позициях), а также вспомогательные действия по межоперационной транспортировке, базированию, закреплению и рас­креплению обрабатываемого объекта, сметанию стружки и др. осущест­вляются автоматически. Рабочие-операторы устраняют неисправности оборудования, систем и механизмов линии, а также загружают линию за­готовками и снимают готовые изделия.

Автоматические линии создаются для изделий, технологический процесс изготовления которых состоит из большого числа переходов и не может быть выполнен на одном рабочем месте. Автоматические ли­нии обеспечивают: резкое повышение производительности труда; эконо­мию производственной площади; улучшение условий труда; повышение оборачиваемости оборотных средств. Вместе с тем стоимость автомати­ческих линий высока, а монтаж и наладка длятся месяцами. Поэтому автоматические линии применяются главным образом в крупносерийном и массовом производстве.

Оборудование

Автоматические линии могут быть скомпонованы из обычного уни­версального либо из специального оборудования. В первом случае про­изводительность труда повышается в основном за счет автоматизации вспомогательных действий, а время, затрачиваемое непосредственно на обработку, снижается мало. Создание таких линий может оказаться экономически целесообразным, если в неавтоматизированном технологиче­ском процессе вспомогательное время, включая время на транспорти­ровку на соседнюю позицию, составляет 50% и более от оперативного времени.

Линии из универсального оборудования требуют сравнительно не­больших капитальных вложений и могут быть изготовлены за недолгий срок. Недостатком их является невысокая производительность и труд­ность разработки системы управления и вспомогательных механизмов, поскольку оборудование может иметь различные типы приводов и систем управления и не всегда приспособлено для сквозной транспортировки об­рабатываемых объектов.

Специальное оборудование, конструкция которого разрабатывается для определенной автоматической линии, отличается значительно более высокой производительностью по сравнению с универсальным оборудо­ванием, компактностью, надежной работой и удобством автоматиче­ского управления и транспортировки объектов. В то же время специаль­ное оборудование имеет два существенных недостатка: высокую стои­мость и длительное время проектирования и изготовления.

Для устранения этих недостатков в настоящее время все более ши­роко применяют компоновку оборудования из нормализованных узлов и агрегатов. Такие узлы изготовляют в условиях крупносерийного произ­водства, и стоимость их сравнительно невелика. Кроме того, после сня­тия изделия с производства они могут многократно использоваться в но­вых автоматических линиях. Использование нормализованных элемен­тов снижает стоимость линий в 2—3 раза, а время изготовления и от­ладки — в 8—9 раз.

Важным преимуществом линий из нормализованного оборудования является и то, что они могут быть спроектированы, собраны и отлажены силами предприятий-потребителей без специальных проектных органи­заций.

Инструмент и приспособления

Выход из строя любого из инструментов приводит к остановке це­лого участка или даже всей автоматической линии. Поэтому к инстру­менту предъявляются требования высокой надежности в работе. В част­ности, для механической обработки используют инструмент из материа­лов с наиболее высокой стойкостью, а режимы резания назначают исхо­дя из возможности принудительной смены всего комплекта инструмента в то время, когда линия не работает (перерывы обеденные или между сменами).

Для уменьшения простоев линии процесс восстановления обрабаты­вающих свойств быстроизнашивающегося инструмента (заправка шли­фовальных кругов, зачистка электродов машин для точечной сварки) ав­томатизируют.

Выбор способа базирования и закрепления обрабатываемых объек­тов на автоматических линиях зависит от процесса обработки, а также от конфигурации объекта и наличия у него удобных баз. В автоматиче­ских линиях для таких процессов, как термообработка или нанесение защитных покрытий, нет необходимости точно определять положение деталей относительно оборудования, и они завешиваются на подвески или загружаются на конвейер навалом. В процессах механической об­работки простые по конфигурации заготовки базируются в патронах, центрах или по плоскости и двум отверстиям. Сложные по конфигурации объекты базируются и закрепляются в приспособлениях-спутниках, вместе с которыми они последовательно проходят все позиции автома­тической линии. Конструкция приспособлений-спутников удобна для транспортировки, а также для базирования и закрепления их на отдель­ных позициях. На автоматических линиях чаще всего применяют пневматические зажимные устройства. При необходимости получения больших усилий применяют гидравлические или пневмогидравлические зажимы.

Транспортные устройства

Транспортные устройства служат для перемещения обрабатывае­мых объектов из одной рабочей позиции в другую. В общем случае они состоят из двигателя, передачи, транспортеров и их направляющих (рельсов, роликов). Наиболее просты гравитационные транспортеры, в которых деталь перемещается под действием силы веса (рис. 5.35, а). В штанговых устройствах (рис. 5.35, б) привод перемещения штанг осу­ществляется при небольшом ходе кулачковым или кривошипно-шатунным механизмом, а при больших ходах — гидроцилиндрами.

Рис. 30. Транспортеры для автоматических линий:

а—гравитационный; б—штанговый; в—цепной; 1—приспособление-спутник с заго­товкой; 2—штанга; 3—храповой механизм

На рис. 30, в показан цепной транспортер, который работает при поступательном либо возвратно-поступательном движении цепи.

Управление

Работа многочисленных механизмов автоматической линии должна быть строго координирована в пространстве и времени. Автоматические циклы работы отдельных станков, входящих в линию, должны быть увязаны друг с другом, а также с работой транспортеров и зажимных устройств. Управление работой многочисленных механизмов осущест­вляют обычно при помощи системы упоров и концевых выключателей. В последнее время получает распространение управление с записью про­граммы на перфоленте. Преимуществом его является возможность бы­строго перехода автоматической линии на изготовление других изделий.

Для быстрого обнаружения неисправностей применяют систему сиг­нализации с лампочками, расположенными на пульте управления. Каж­дая лампочка регистрирует работу одного из механизмов линии.

Система управления должна предусматривать блокировку работы всех механизмов в случае отказа в работе любого устройства. При этом каждый последующий этап процесса обработки может начаться при ус­ловии завершения всех предыдущих движений. Так обрабатываемый объект может освободиться от зажима только после того, как все ис­полнительные органы оборудования займут исходное положение, вклю­чение рабочей подачи возможно только после закрепления всех обраба­тываемых объектов и т. д.

Система управления должна обеспечивать три режима работы ли­нии: автоматический, полуавтоматический и наладочный. При работе на полуавтоматическом режиме после каждого перемещения объекта на новую позицию включение линии на дальнейшую работу возможно только после нажатия кнопок предварительного пуска на каждой пози­ции. В наладочном режиме каждый механизм линии можно запускать в отдельности.