Примеры использования автоматических линий при обработке деталей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Межгосударственное образовательное учреждение высшего образования

«БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Технология машиностроения»

РЕФЕРАТ

На тему: «Примеры использования автоматических линий при обработке деталей»

Выполнил: студент гр. МИРр-181

Якушенко К.И.

Проверил: А. А. Жолобов

Могилев 2020

Содержание

Введение

1. Автоматические линии

1.1 Назначение

1.2 Классификация

1.3 Конструкции автоматических линий

1.4 Транспортные системы

1.5 Накопители

2. Использование автоматических линий

Заключение

Используемая литература

Введение

При создании большого количества однотипных деталей требуется достигать максимальной их повторяемости. Но чем больше производится операций, тем сложнее этого достичь при использовании станков, управляемых оператором. По этой причине на предприятиях прибегают к использованию автоматических линий. Так же автоматические линии значительно увеличивают производительность труда при том же числе единиц оборудования и точности обработки. На комплексных автоматических линиях выполняется 90-100 % всех операций механической обработки, ряд операций промежуточной сборки, автоматический контроль, упаковка и т. д. Все оборудование автоматических линий объединено общим автоматическим транспортом. Но для работы таких линий требуется дорогостоящее оборудование и высококвалифицированные специалисты для их сборки, наладки и использования. Так как при создании такой линии требуются программируемые станки с ЧПУ



1. Автоматические линии

1.1 Назначение

Автоматической линией (АЛ) называется система станков, технологических агрегатов и вспомогательных устройств, автоматически осуществляющих определенную последовательность ряда технологических операций без участия операторов. Наладчики автоматических линий лишь периодически контролируют работу оборудования и подналаживают его, а также загружают заготовки в начале АЛ и снимают в конце (для загрузки-разгрузки и укладки заготовок могут использоваться ПР).

Автоматические линии предназначены для: обработки заготовок резанием, давлением, для металлопокрытий, для получения отливок, термической обработки, сборочных операций; имеются и комплексные автоматические линий.

1.2 Классификация

Автоматические станочные линии по типу оборудования делятся на следующие группы:

а) из агрегатных станков, применяемых в основном для обработки корпусных деталей;

б) из модернизированных универсальных станков, автоматов и полуавтоматов общего назначения, используемых для обработки валов, дисков, зубчатых колее и т. д.;

в) из специальных и специализированных станков, построенных только для этой линии;

г) из станков с ЧПУ и транспортной системы с ПУ, которыми управляет единая программа.

В зависимости от величины выпуска деталей различают АЛ одно-поточные последовательного действия и многопоточные параллельно-последовательного действия. На однономенклатурной АЛ выпускают постоянно детали одного наименования. На многономенклатурной АЛ обрабатываются заготовки нескольких наименований или различных типоразмеров одного наименования.

По расположению и виду транспорта различают автоматические линии:

а) со сквозным транспортированием заготовки между станками (применяется при обработке корпусных заготовок);

б) с боковым транспортированием (применяется при обработке коленчатых валов, гильз и т. д.);

в) с верхним транспортированием (применяется при обработке валов, зубчатых колес, фланцев и т. д.);

г) с комбинированным транспортированием;

д) с роторным транспортированием, используемым в роторных АЛ, в которых все технологические операции выполняются при непрерывном транспортировании заготовок и инструмента.

По расположению оборудования различают замкнутые и незамкнутые автоматические линии. В замкнутых АЛ загрузка заготовок и съем деталей производится в одном месте. Это удобно, но доступ к агрегатам такой линии затруднен, поэтому в основном распространены незамкнутые АЛ: прямолинейные, П-образные, Г-образные и т. д.

По типу связи между агрегатами различают автоматические линии с жесткой и гибкой связью. В линиях с жесткой связью отсутствуют межоперационные заделы заготовок, при выходе из строя одного станка останавливается вся АЛ. В автоматических линиях с гибкой связью имеются межоперационные заделы заготовок, отсутствует жесткое координирование во времени работы агрегатов, останов какого-либо агрегата не вызывает простоя всей АЛ. автоматическая линия транспортный конструкция

По возможности переналадки автоматические линии делят на переналаживаемые и непереналаживаемые. На переналаживаемых автоматических линиях периодически производится переналадка оборудования с обработки заготовки одного типа на другой. По виду обрабатываемых заготовок различают АЛ для обработки корпусных заготовок, заготовок типа тел вращения.

1.3 Конструкции автоматических линий

В состав АЛ входят следующие элементы:

· автоматическое оборудование (станки, агрегаты, установки и т.д.) для выполнения технологических операций;

· механизмы для ориентировки, установки и закрепления изделий на оборудовании;

· устройство для транспортировки изделий в зону обработки;

· контрольные машины и приборы (для контроля качества и автоматической подналадки оборудования);

· средства загрузки и разгрузки (заготовок и готовых изделий);

· аппаратура и приборы системы управления АПЛ;

· устройства смены инструмента и оснастки;

· устройства удаления отходов;

· устройство обеспечения необходимыми видами энергии (электрическая энергия, пар, инертные газы, сжатый воздух, вода);

· устройства обеспечения смазочно-охлаждающими жидкостями и их удаления и т.д.

Автоматические линии последнего поколения снабжаются электронными устройствами, такими как:

1. Супервизоры с мониторами на каждой единице оборудования и на центральном пульте управления. Их назначение - заблаговременно предупреждать персонал о ходе процессов, происходящих в отдельных агрегатах и в системе в целом, и давать инструкции о необходимых действиях (текст на мониторе).

2. Статистические анализаторы с графопостроителями, предназначенные для статистической обработки разнообразных параметров АПЛ: время работы и простоев (причины простоев), количество выпускаемой продукции (всего, уровень брака), статистическая обработка каждого параметра обрабатываемого изделия на каждой автоматически контролируемой операции, статистическая обработка выхода из строя (поломка, сбой) систем каждой единицы оборудования и линии в целом и т.д.

3. Диалоговые системы селективной сборки (т.е. подбор параметров относительно грубо (неточно) обработанных деталей, входящих в сборочную единицу, сочетание которых обеспечивает высококачественные параметры сборочной единицы).

Современные автоматические линии, обладающие высоким техническим уровнем, имеют большое количество механических, пневматических, гидравлических, электрических и электронных устройств. Для того чтобы изучить эти устройства в их взаимосвязи, наладчик современной автоматической линии должен обладать инженерными знаниями, и огромным практическим опытом и при этом постоянно повышать свою квалификацию. Только при этих условиях, когда уровень эксплуатации будет столь же высок, как и техническое совершенство конструкций, автоматические линии дадут нужную отдачу.

1.4 Транспортные системы

Конструкции транспортных систем и механизмов АЛ зависят по большей части от параметров обрабатываемых деталей.

Транспортные системы АЛ являются одной из их основных характеристик. Они делятся:

· по целевому назначению (на системы для межоперационного и межстаночного перемещения и для удаления стружки);

· по способу перемещения деталей (циклического и непрерывного действия);

· по методу перемещения деталей (под действием силы тяжести, принудительно и смешанным способом)

Основными видами транспорта АЛ являются:

· элементарные транспортеры;

· распределительные транспортеры (разделяющие поток заготовок на две или более части и соединяющие разделенные потоки);

· поворотные устройства (поворачивающие заготовку вокруг вертикальной или горизонтальной оси);

· подъемники (поднимающие заготовки вверх при расположении транспортера над станками);

· манипуляторы (передают заготовки с транспортера в зону обработки станка);

· транспортеры для уборки стружки и пр.

Для перемещения заготовок с одной рабочей позиции на другую применяют разные виды транспортеров: толкающие, цепные, подвесные, ленточные, роликовые, винтовые, инерционные, лотки, трубы и т. п.

Одна из модификаций шагового штангового транспортера с собачками показана на рис. 1, а. Для перемещения деталей, имеющих развитую опорную поверхность, эти транспортеры совершают возвратно-поступательное движение вдоль линии. Все детали 1, находящиеся на транспортере, за один цикл синхронно перемещаются на величину хода штанги 3 от пневмоцилиндра 4. При движении штанги 3 в обратном направлении собачки 2 проскальзывают под деталями.



Рис. 1. Простейшие транспортные системы автоматических линий: 1 -- деталь; 2 -- перемещающий элемент транспортера; 3 -- штанга; 4 -- привод.

Цепные транспортеры (рис. 2, б) применяют на многих линиях, где надо непрерывно двигать заготовки в процессе обработки. Движение деталей 1 на таком транспортере не является синхронным. В конце транспортера детали обычно накапливаются в небольшом заделе. В качестве шаговых цепные транспортеры почти не применяют. Это объясняется тем, что обеспечить точное перемещение заготовок для их фиксации при базировании и зажиме на рабочих позициях цепной транспортер не может.

Транспортные системы бывают с жесткой, гибкой и смешанной связью.

Жесткая межоперационная связь характеризуется отсутствием или очень малой величиной межоперационных заделов. В АЛ с жесткой связью заготовки загружаются, обрабатываются, разгружаются и передвигаются от станка к станку синхронно через кратные промежутки времени и в случае остановки любого агрегата или устройства вся линия останавливается.

В АЛ из агрегатных станков для обработки корпусных деталей большей частью применяют транспортные системы с жесткой связью оборудования, к которым относятся шаговые конвейеры с убирающимися собачками или поворачивающимися флажками. В целях сокращения простоев в АЛ с жесткой связью применяют конвейеры с управляющимися собачками, которые позволяют производить небольшое межоперационное накопление деталей между станками.

Гибкая межоперационная связь обеспечивается наличием межоперационных заделов, размещаемых в накопителях или транспортной системе, что создает возможность при выходе из строя любого станка работу остальных агрегатов до истощения межоперационных заделов не прекращать. Показанные на рис. 2 штанговый и цепной конвейеры относятся к системам с жесткой и гибкой связью соответственно.

В АЛ с гибкой связью для обработки главным образом деталей типа тел вращения (кольца, фланцы, валики) чаще всего применяются транспортные системы в виде цепных, роликовых, винтовых и вибрационных конвейеров, подъемников, лотков. При гибкой связи координация перемещений деталей в линии отсутствует.

1.5 Накопительные устройства

Для уменьшения потерь рабочего времени, связанного с наладкой отдельных станков АЛ, в линию встраивают накопительные устройства. Для этого сплошной поток разделяют на отдельные участки, каждый из которых при остановке других может работать самостоятельно В синхронных АЛ транспортная система практически не может быть использована в качестве накопителя заготовок Детали, находящиеся на холостых позициях линии, не могут расходоваться в период простоя отдельных станков В несинхронных АЛ накопители находятся между отдельными станками или участками В системах линий накопители находятся также между отдельными линиями.

Для обеспечения работы АЛ по обработке корпусных деталей наиболее простые накопители заделов выполняются в виде площадок-складов, расположенных на стыке участков линии. Такие накопители обслуживаются рабочими вручную.

Автоматизированные накопители заделов корпусных деталей бывают двух типов: проходные (транзитные) и тупиковые.

Проходные накопители характеризуются тем, что в них детали транспортируются и при нормальной работе, а не только при простое одной из смежных секций. Обычно в качестве проходного накопителя корпусных деталей используется транспортер для передачи заготовок из секции в секцию (рис. 2). Транспортер выполнен в виде бесконечной цепи со свободно вращающимися роликами 3. При достижении деталью 2 неподвижного упора 1 или ранее поданной детали ролики прокатываются по нижней поверхности детали 2

Рис. 2. Схема проходного накопителя заделов для корпусных деталей

Тупиковый накопитель (рис. 3) работает только при простое одной из смежных с ним секций. Секция 6 передает детали на позицию 8, соединенную с поперечным транспортером 5, а также с транспортером 7, предназначенным для передачи деталей в тупиковый накопитель заделов и из него Наличие деталей на позициях 2 и 8 контролируется конечными выключателями. Транспортер секции 6 выдает деталь на позицию 8 лишь при условии, что на этой позиции нет детали.

Рис. 4. Схема тупикового накопителя корпусных деталей

Транспортер секции 5 совершает ход вперед только в том случае, если на позиции 8 есть заготовка (ее он забирает), а на позиции 2 она отсутствует. Транспортер секции 1 совершает ход вперед, забирая деталь с позиции 2, лишь если на этой позиции есть деталь.

Эти условия соблюдаются при нормальной совместной работе секций. При простое секции 6 позиции 8 и 2 свободны (и транспортеры 5 и секции 1 не работают), и если на первом транспортере 3 накопителя есть деталь, то этот транспортер выдает деталь, транспортер 7 подает ее в позицию 8 и этим включаются транспортеры 5 и секции 1. Если начнет работать секция транспортера 7, то выдача деталей из накопителя прекращается. Если секция 6 не работает, то израсходуется весь запас и остановятся все транспортеры секций 6 и 1 и накопителя.

Если при нормальной работе с позиции 2 деталь не забирается секцией 1 и в накопителе есть свободная емкость, то с позиции 8 деталь забирается транспортером 7 и штанга накопителя начинает работать на накопление до тех пор, пока не начнет работать секция 1 или не окажется израсходованной емкость накопителя.

Уменьшение потерь не единственный критерий для деления линии на секции. Накопитель заделов вводится между двумя смежными станками, только если это не связано с крупными затратами Иногда накопители совсем не применяются из-за больших затрат на их устройство.

В качестве накопителей мелких деталей используются бункера.

Емкость накопителей заделов зависит от средней длительности простоя секции. Бункер для накопления мелких заготовок должен вмещать не меньше десятикратного числа заготовок, нужных для ликвидации простоя средней длительности На линиях для крупных деталей в накопителе собирают столько деталей, чтобы их хватило на время работы линии, превышающее простой в 1,5-6 раза. К чрезмерному увеличению размеров накопителей надо относиться осторожно и помнить, что незавершенное производство, создаваемое накопителями, отрицательно влияет на экономические показатели работы АЛ.

2. Использование автоматических линий

Впервые металлорежущие станки были соединены передающим устройством на английской фирме «Моррис моторз» в 19231924 гг. при изготовлении блоков цилиндров для автомобильных двигателей. Линия выполняла 53 операции и обрабатывала 15 блоков в час Линия обслуживалась 21 оператором, но управлялась она с помощью рычагов и поэтому была ненадежной в эксплуатации В 1928 г. фирма «А. О. Смит энд К°» построила завод в Милуоки (США), на котором было полностью автоматизировано производство автомобильных рам Изготовление рам начиналось с получения стальной полосы, которая сначала проходила через контрольную позицию, где проверялась и выправлялась. Затем по мере продвижения по автоматической станочной линии полоса резалась, гнулась, пробивалась и прессовалась, приобретая различные формы, необходимые для различных частей шасси. Так же автоматически все части собирались и клепались, затем собранные рамы обрабатывались металлическими щетками и протирались для последующей окраски. На линии, обслуживаемой 120 рабочими, главным образом наладчиками и ремонтниками, ежедневно производилось около 10 тысяч рам Таким образом, на каждую раму затрачивалось 16 человеко-минут.

В 1929 г. фирма «Грехем Пейдж Моторс» (США) создала автоматическую систему на базе агрегатных станков для обработки блока цилиндров машины. Автоматическая линия, созданная фирмой «Джон Бертрам» (Канада) на основе агрегатных станков, имела главный пульт централизованного дистанционного управления При этом у каждого станка (блока) была своя панель управления. Таким образом, впервые была создана единая сблокированная автоматическая система машин.

В Советском Союзе станочная линия впервые была создана в 1939-1940 гг. на Сталинградском тракторном заводе. Она состояла из 5 станков, соединенных конвейерами, и предназначалась для обработки роликовых втулок для гусеничных тракторов Первая поточная автоматическая линия была построена на базе модернизированных станков ручного управления.

Во время Второй мировой войны и в послевоенные годы автоматические станочные линии агрегатных станков получили большое распространение на советских машиностроительных заводах В 1946 г. ЭНИМС и завод «Станкоконструкция» создали автоматическую линию станков для обработки блоков двигателей тракторов.

В этом же году была создана линия для обработки головки двигателя трактора ХТЗ. В 1947 г. созданы четыре автоматические линии для обработки блоков двигателей грузовых автомобилей ЗИЛ-150. Одна из четырех линий состояла из 8 станков типа А291, А306 и имела 8 рабочих позиций, 224 шпинделя, а также 20 электродвигателей. Управление автоматической линией производилось с центрального пульта, снабженного световой сигнализацией Протяженность линии 17,2 м С этого времени началось быстрое внедрение автоматических линий в СССР.

В конце 1955 г. на Первом государственном подшипниковом заводе (ГПЗ-1) был создан и в 1956 г. вошел в строй цех, оборудованный двумя автоматическими линиями по производству шариковых и роликовых подшипников. На линии полностью автоматизированы все операции механической и термической обработки колец, контроля, сборки, антикоррозийной обработки, упаковки изделий и удаления стружки (рис. 1). Благодаря внедрению автоматических линий производственный цикл изготовления подшипников сократился в 4-5 раз, а выработка на одного рабочего повысилась в 2 раза.

На сегодняшний день существует большое количество разнообразных автоматических линий, предназначенных для изготовления разнообразных изделий. Для примера рассмотрим следующие виды автоматических линий, применяемых в деревообрабатывающей промышленности.

Автоматическая линия для обработки брусковых деталей коробки дверного блока (рис. 5), работающая следующим образом.

Заготовки укладываются в питатель 1, откуда они по одной подаются конвейерной цепью в фуговальный станок 2. Заготовка, вышедшая из фуговального станка, направляется питающим конвейером 3 в четырехсторонний продольно-фрезерный станок 4. Строганые заготовки перекладчиком 6 передаются на рамные шипорезные станки.

Сортировочным устройством короткие (горизонтальные) заготовки направляются на первый станок 7, а длинные (вертикальные) -- на второй станок 8. Готовые короткие детали со станка 7 сбрасываются в ящик, а длинные со станка 8 перемещаются на отводящий конвейер 9. Управляют линией с центрального пульта 5.

На рис. 5 приведена схема автоматической линии для первичной обработки створок. Створки поступают с линии сборки и покоробки:

Рис. 5. Автоматическая линия ДВ505 для обработки брусков дверной

7 -- питатель; 2 -- фуговальный станок; 3 -- конвейер; 4 -- четырехсторонний продольно-фрезерный станок; 5 -- пульт управления; 6 -- перекладчик; 7,8 -- рамные шипорезные станки; 9 -- отводящий конвейер



Рис. 6. Схема автоматической линии для первичной обработки створок:

7 -- станок для снятия провесов; 2 -- станок для обработки продольных брусков створки; 3 -- станок для обработки поперечных брусков створки; 4 -- разгрузочное устройство; 5 -- пульт управления даются в станок 1 для снятия провесов. На этом станке под углом к направлению подачи установлены нижний и верхний ножевые валы. Створка обрабатывается с двух сторон во время ее движения.

После выверки плоскостей створка поступает на продольнофрезерный станок 2, где останавливается и фиксируется верхними прижимами. Затем включается механизм подачи двух вертикальных ножевых головок, которые, двигаясь в специальных направляющих, обрабатывают продольные бруски створки. Далее створка поступает на станок 3, где ее поперечные бруски обрабатываются двумя вертикальными ножевыми головками. Затем створка идет на разгрузочное устройство 4. Линию обслуживает один оператор с пульта управления 5.

Автоматическая линия МКШ-1 для калибрования и шлифования щитовых деталей (рис. 7) состоит из питателя 2, двух калибровочно-шлифовальных станков 6, установленных последовательно, устройства 7 для снятия пыли и укладчика 9.

Линия снабжена также загрузочным столом / с ограничителем штабеля 4, распределительными 2, 10 и промежуточными 5 конвейерами и разгрузочным столом 8.

Рис. 7. Схема автоматической линии МКШ-1 для калибрования щитовых заготовок:

· 1 -- загрузочный стол; 2 -- питатель; 3, 10 -- распределительные конвейеры; 4 -- ограничитель штабеля; 5 -- промежуточные конвейеры; 6 -- калибровочношлифовальные станки; 7 -- устройство для снятия пыли; 8 -- разгрузочные столы; 9 -- укладчик

Калибровочно-шлифовальные станки 6 оснащены двумя бесконечными шлифовальными лентами, расположенными сверху и снизу относительно обрабатываемого щита. Каждая шлифовальная лента в виде замкнутого кольца надета на вальцы-ролики. Натяжение ленты осуществляется пневмоцилиндрами.

Заключение

Рассмотрев автоматические линии можно сделать следующие выводы:

Автоматические линии предназначены для: обработки заготовок резанием, давлением, для металлопокрытий, для получения отливок, термической обработки, сборочных операций.

Использовать автоматические линии возможно в крупносерийном и массовом производствах.

Для работы автоматической линии по мима станков также требуется транспортные системы и накопительные устройства.

Используемая литература

1. Локтева С.Е. Станки с программным управлением и промышленные роботы. Изд. 2-е, доп.

2. Деменьтьев В.И., Огринчук А.Н., Терехов Г.А., Шляпников А.И., Шувалов Ю.А. Средства автоматизации механической обработки: справочное пособие

3. Лилли С. Автоматизация и социальный прогресс. Перевод с английского. М., 1958.

4. Фокин С.В. Деревообработка: технологии и оборудование

Размещено на Allbest.ru