Виды автоматизированных производств. - Виды автоматизированных производств

Рабочая машина - Это сочетание механизмов или устройств, выполняющих определенные целесообразные действия для производства полезной работы.

С помощью рабочих машин изменяют форму, свойства, положение и состояние объектов труда. Любая развитая рабочая машина состоит из двигательного, передаточного и исполнительного механизмов. Наиболее важным в рабочей машине является исполнительный механизм, состав которого определяет технологические возможности, степень универсальности и наименование рабочей машины (токарный, фрезерный, сверлильный станок и т. д.). В рабочей машине обработка совершается без участия оператора, исполнительными механизмами в процессе обработки управляет сама рабочая машина.

Рабочий цикл. Для рабочей машины, как правило, характерна цикличность в работе, т. е. периодическая повторяемость отдельных движений, связанная с выпуском дискретных деталей. Происходит чередование рабочих движений исполнительных механизмов, производящих обработку и выполняющих вспомогательные движения, не связанные непосредственно с технологическим воздействием, обеспечивающим условия для выполнения рабочего цикла.

схема рабочего цикла автомата

Рис.1 Схема рабочего цикла автомата.

После пуска рабочей машины сначала происходят вспомогательные движения: подача заготовки в зону резания, ее зажим, включение, подвод инструментов в течение времени tВ1 (рис. 1.). Затем происходит обработка в течение времени TP, После этого вновь следуют вспомогательные движения в течение времени tВ2, отвод инструмента, разжим заготовок, выключение машины, снятие обработанной заготовки. Если рабочая машина функционирует нормально (нет отказа в работе), то далее снова следуют подача другой заготовки, ее зажим и т. д. При этом одни и те же операции повторяются, как правило, через одинаковый интервал времени, который называют рабочим циклом.

Следовательно, рабочий цикл -- это интервал времени между двумя одноименными операциями при безотказной работе машины.

Автоматом называют рабочую машину, которая при выполнении технологического процесса без участия человека производит все рабочие и вспомогательные ходы рабочего цикла и требует лить контроля и наладки.

Таким образом, конструктивным признаком автомата является наличие полного комплекта механизмов рабочих и вспомогательных ходов, осуществляющих все движения рабочего цикла и систему управления, координирующую их работу.

Так, для токарно-револьверного автомата представленная на рис. 2 схема реализуется следующим образом: / -- револьверный суппорт; 2 -- передний поперечный суппорт; 3 -- задний поперечный суппорт; 4 -- механизм зажима и подачи заготовки; 5 -- механизм поворота револьверной головки; 6--механизм быстрого подвода и отвода револьверной головки; 7- распределительный вал; 8 -- вспомогательный вал; 9--панель управления циклом.

Степень автоматизации машины можно повысить путем введения автоматизирующих механизмов и устройств для регулирования и стабилизации обработки, контроля качества изделий, зажима и подналадки инструмента, уборки отходов, замены инструментных коробок и т. д. Если работа этих механизмов не связана непосредственно с рабочим циклом

Автомата, их называют внецикловыми.

Рис 2. Структурная схема механизмов автомата.

Полуавтомат. Если в комплекте целевых механизмов автомата отсутствуют один из его основных механизмов и этот элемент рабочего цикла выполняют вручную или с помощью средств механизации, то это -- полуавтоматическая рабочая машина (полуавтомат). Полуавтоматом называют машину, работающую в автоматическом цикле, для повторения которого требуется вмешательство рабочего (загрузка заготовок и съем изделий или ориентирование и зажим заготовок).

К полуавтоматам относят зуборезные станки (зубодолбежные, зубофрезерные, зубострогальные). В них рабочий производит вручную загрузку и закрепление заготовок в шпинделе, после чего нажатием кнопки включает автоматический цикл. Инструменты подходят к обрабатываемой заготовке и выполняют полный цикл нарезания всех зубьев при соответствующей координации всех рабочих движений; после обработки инструменты отводятся в исходное положение и станок сам выключается. Затем снимают готовую деталь, ставят новую заготовку и закрепляют ее; далее цикл повторяется.

Автоматическая линия -- это автоматически действующая система машин, расположенных в определенной технологической последовательности и объединенных общими средствами транспортирования заготовок, управления, накопления заделов, удаления отходов, и выполняющая определенную обработку заготовки какой-либо определенной детали.

Рис 3. Структурная схема автоматической линии

На рис. 3 показана структурная схема автоматической линии. Отдельные автоматы, встроенные в линию, являются конструктивными элементами, осуществляющими рабочие ходы, необходимые для реализации технологических процессов обработки, контроля, сборки, т, е. выполняют те же функции, что и механизмы рабочих ходов в отдельном автомате. Вспомогательные движения в линии осуществляются механизмами межстаночного транспортирования, ориентирования, накопления заделов, удаления отходов и т, п. Система управления автоматической линией также выполняет более сложные функции, чем в отдельном автомате -- не только координирует работу отдельных машин, механизмов и устройств при выполнении рабочего цикла линии, но и осуществляет взаимную блокировку, отыскивает неисправности, подсчитывает готовую продукцию и т, д.

Гибкой производственной системой (ГОСТ 26228--85) называют совокупность в разных сочетаниях оборудования с ЧПУ, РТК, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающую свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.

По организационным признакам различают следующие виды ГПС: гибкую автоматизированную линию; гибкий автоматизированный участок; гибкий автоматизированный цех.

Гибкая автоматизирозанная линия (ГАЛ) -- это ГПС, в которой технологическое оборудование расположено а принятой последовательности технологических операций.

На рис. 4 представлена структурная схема гибкой автоматизированной линии, которая характеризуется высокой мобильностью. Она легко переналаживается на изготовление деталей другого вида. Она состоит из единиц оборудования с высокой степенью автоматизации. Линия обычно позволяет обрабатывать заготовки деталей, выпускаемых малыми и средними партиями. Линия для механической обработки включает группу высокоавтоматизированных станков, транспортную систему автоматизированной подачи заготовок и инструмента, ЭВМ с системой программного управления и ряд других механизмов.

Рис 4. . Структурная схема гибкой автоматизированной линии

Гибкая производственная система, функционирующая по технологическому маршруту, в котором предусмотрена возможность изменения последовательности использования технологического оборудования, называется Гибким автоматизированным участком.

Гибкая производственная система, представляющая собой в различных сочетаниях совокупность гибких автоматизированных линий, гибких автоматизированных участков, роботизированных технологических участков для изготовления изделий, заданной номенклатуры, называется Гибким автоматизированным цехом.

На рис. 5 представлена структурная схема механизмов и систем управления гибкого автоматизированного цеха. Очевидно, что он представляет собой дальнейшую, более высокую ступень развития рабочей машины, в которой элементами, выполняющими рабочие ходы, являются уже отдельные гибкие автоматизированные линии. Функции механизмов вспомогательных ходов выполняют сложные системы межлинейного, межучасткового и межстаночного транспортирования заготовок, изделий, собранных узлов, системы автоматического складирования. Функции управления автоматизированным цехом осуществляются уже посредством автоматических и автоматизированных систем управления производством на базе вычислительной техники с использованием центральной ЭВМ, микропроцессорной техники, системы автоматизированного проектирования (САПР). Кроме того, здесь уже широко используются автоматизированные системы управления предприятием (АСУП), автоматизированные системы инструментального обеспечения (АСИО), автоматизированные системы технологической подготовки производства (АСТПП), автоматизированные транспортно-складские системы (АТСС) и т. д. Составной частью ГПС является гибкий производственный модуль (ГПМ).

структурная схема гибкого автоматизированного цеха

Рис 5. Структурная схема гибкого автоматизированного цеха

Гибкий производственный модуль -- это единица технологического оборудования для производства изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик с ПУ, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все функции, связанные с их изготовлением, имеющая возможность встраиваться в ГПС.

На рис. 6 показана структурная схема ГПМ, которая характеризует общность структуры автомата и ГПМ как более совершенной рабочей машины, с более развитыми исполнительными механизмами. ГПМ предназначен для обработки ряда различных деталей, он может иметь устройство, определяющее износ инструмента, его поломки, ставить диагноз неполадок в работе и т. д.

Рис 6. Структурная схема ГПМ

Приводы

В качестве приводов главного движения в автоматических машинах большое распространение получил привод с механическими коробками скоростей, которые дают возможность ступенчатой настройки частоты вращения шпинделя. В большинстве конструкций автоматов механические коробки скоростей характеризуются сравнительной простотой конструкции. Изменение частоты вращения шпинделя или распределительного вала осуществляется обычно сменными зубчатыми колесами во время наладки автомата. В станках с ЧПУ применяют автоматические коробки скоростей в приводах главного движения. К приводам главного движения предъявляют следующие требования: необходимость использования всей мощности двигателя на любой заданной частоте вращения шпинделя, длительная работа при постоянной заданной частоте вращения и др.

Приводы подач сообщают движения суппортам, столам, агрегатным головкам, ползунам, заготовкам в круглошлифовальных станках, пинолям в сверлильных станках и т. д. Приводы подач должны обеспечивать: требуемый режим обработки; требуемый диапазон подач; требуемые силы; безлюфтовое движение исполнительного рабочего органа; заданное быстродействие; минимальное время на переключение скоростей и др.

В зависимости от требований изменение подачи может быть плавным или ступенчатым. При осуществлении ступенчатого ряда подач применяют механизмы: множительные, преобразующие, дифференциальные и планетарные, реверсивные, периодического действия, обгона. В зависимости от характера механизмов, используемых в приводах подач, в автоматизированном оборудовании применяют механические приводы, электромеханические приводы, гидравлические привод ы, электрогидравлические приводы.

Похожие статьи




Виды автоматизированных производств. - Виды автоматизированных производств

Предыдущая | Следующая