книги из ГПНТБ / Волчкевич, Л. И. Автооператоры
.pdfЛ. И. ВОЛЧКЕВИЧ, Б. А. УСОВ
АВТООПЕРАТОРЫ
л . И. ВОЛЧКЕВИЧ, Б. А. УСОВ
АВТООПЕРАТОРЫ
ИЗДАНИЕ 2-е, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
Москва
« М а ш и н о с т р о е н и е »
1974
КОНТР О Л Ьг
В67
1
УДК 621.9.067
Л ?
І9Ы)І>
Волчкевич Л. И., Усов Б. А. Автооператоры. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Машиностроение», 1974, 216 с.
В книге рассмотрены конструкции автооператоров, используе мых в автоматах и автоматических линиях обработки тел вращения типа колец и валов. Изложены вопросы работоспособности автоопе раторов, методы анализа и расчета показателей надежности, а также обеспечения высокой надежности и быстроты срабатывания.
Книга предназначена для инженерно-технических работников научно-исследовательских институтов, конструкторских бюро и заводов, занятых вопросами расчета, проектирования и эксплуата ции автоматов и автоматических линий. Табл. 16, ил. 101, список лит. 14 назв.
Рецензенты инженеры В. Г. Лепихов и Л. П. Самохин
31202-099
038 (01)-74 99—74
э*
© Издательство «Машиностроение», 1974 г.
П Р Е Д И С Л О В И Е
Наиболее характерной чертой технического прогресса в ма шиностроении на современном этапе является автоматизация производственных процессов — создание полуавтоматов и авто матов, автоматических линий и цехов. Автоматизация позволяет повысить производительность, сократить затраты ручного труда при эксплуатации машин, освободить человека от несвойственных ему функций.
Для автоматизации рабочего цикла машины следует создать механизмы рабочих и холостых ходов, а также механизмы управ ления, автоматизирующие не только выполнение рабочих про цессов, но и вспомогательных движений — загрузку заготовок и съем обработанных деталей, закрепление и освобождение их в про цессе обработки, поворот, фиксацию и т. д.
Автооператоры — это механизмы, которые производят за грузку ориентированных заготовок в шпиндель, а также съем и удаление обработанных деталей из зоны обработки.
Если ранее автооператоры применяли главным образом для загрузки и съема деталей типа колец и дисков при обработке их на токарных и шлифовальных станках, то в настоящее время область применения автооператоров значительно расширилась. Появилось значительное количество конструкций автооператоров, применяемых при обработке валов, на базе которых проекти руются автоматические линии. Успешно решаются вопросы авто матизации зубообрабатывающих станков. Для токарных автома тов созданы конструкции автооператоров, выполняющих функции не только загрузки-выгрузки, но и поворота деталей, что позво лило сконцентрировать в одном автомате полную обработку дета лей.
Автоматизация действующего оборудования должна означать перевод станков в новый, высший класс. Эффективность такой автоматизации будет обеспечена лишь в том случае, когда внедре ние механизмов автоматической загрузки сопровождается ком плексом организационно-технических мероприятий. К ним отно сятся: а) повышение квалификации обслуживающего персонала и создание условий, обеспечивающих заинтересованность опера торов в успешной работе автоматических систем; б) повышение требований к заготовкам; в) пересмотр, а в некоторых случаях и коренная ломка технологических процессов обработки, приспо-
собленных к условиям неавтоматизированного производства; г) резкое улучшение качества инструмента, и в первую очередь — его стабильности и надежности в работе, а также обеспечение его быстросменности, предварительной настройки на размер вне станка и других методов сокращения простоев из-за инструмента; д) анализ и конструктивная переработка механизмов и устройств, которые хотя и оправдали себя в условиях неавтоматизированного производства, но не отвечают новым требованиям надежности в работе (механизмы подвода-отвода, зажимные механизмы и т. д.).
Применение новых прогрессивных технологических методов, позволяющих значительно сократить длительность обработки, структурное и конструктивное усложнение автоматизированного оборудования, приводит к постоянному повышению требований к надежности всех конструктивных элементов, в том числе и авто операторов.
АВТОМАТИЗАЦИЯ ЗАГРУЗКИ-ВЫГРУЗКИ ИЗДЕЛИЙ — ОСНОВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ АВТОМАТИЗАЦИИ СТАНКОВ
Среди современных автоматических линий значительное место занимают автоматические линии для обработки тел вращения типа дисков (колец, зубчатых колес, втулок, фланцев) и валов (простых и ступенчатых). Эти линии позволяют автоматизировать производственные процессы в ряде отраслей, прежде всего в под шипниковой, автомобильной, тракторной промышленности и др.
Типовые технологические процессы обработки тел вращения, основанные на разнообразных токарных и шлифовальных опера циях, создают предпосылки не только для создания и использо вания типового технологического оборудования, пригодного для встраивания в автоматические линии, но и типовых транспортно загрузочных систем.
СТРУКТУРА ЗАГРУЗОЧНО-ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ
Несмотря на различие в конструктивных особенностях обраба тываемых деталей, методах обработки и характере технологи ческого оборудования, транспортно-загрузочные системы автомата - ческих линий обработки тел вращения типа колец и валов имеют много общего. Эта общность выражается прежде всего в структуре систем транспортирования и загрузки-выгрузки, номенклатуре основных функциональных узлов, характере влияния их пара метров на технико-экономические показатели автоматических ли ний в целом.
Загрузочно-транспортные системы линий обработки колец*
Автоматические линии обработки деталей типа колец создаются на базе универсальных и специальных автоматов путем оснаще ния их механизмами автоматической загрузки и выгрузки дета лей — автооператорами и механизмами межстаночного транспор тирования: транспортерами, подъемниками, лотковыми устрой ствами, магазинами и бункерами-накопителями и т. д. Основным способом межстаночного транспортирования является качение колец под действием сил собственной тяжести в лотках, что поз воляет использовать лотковые устройства не только для транспор тирования, но и для создания межоперационных заделов.
Простейшие автоматические линии для обработки деталей типа колец — однопоточные, на которых осуществляется ограни ченное количество последовательных операций (токарных, шлифо вальных и т. д.). Линия (рис. 1) состоит из трех одношпиндельных
Рис. 1. Общий вид автоматической линии из трех станков
1 2 3
S)
Рис. 2. Структурные схемы многопоточных автоматических линий для обра ботки деталей типа колец:
а — групповая линия для обработки деталей нескольких типоразмеров: / — подъем ники: 2 — транспортер-распределитель; 3 — автоматы первой и второй операций; 6 — линия для обработки деталей одного типоразмера (два последовательных участка): I — подъемник; 2 — транспортер-распределитель; 3 — автоматы; 4 — отводящий транспор тер; 5 — магазин-накопитель
автоматов, оснащенных автооператорами для загрузки и съема обрабатываемых деталей. Межстаночное транспортирование осу ществляется при помощи лотков и подъемников таким образом, что лоток первого автомата подает кольца в подъемник второго и т. д.
Дальнейшим развитием автоматических систем для обработки деталей типа колец являются групповые автоматические линии. Типовая структурная схема линии для полной токарной обработки колец приведена на рис. 2, а. Линия скомпонована из токарных многошпиндельных автоматов, оснащенных автооператорами; детали каждого типоразмера обрабатываются последовательно на двух автоматах. Заготовки поступают из магазинов-накопите лей 1 на транспортер 2, который распределяет их по станкам и отводит обработанные кольца на участки их контроля. Кольца данного типоразмера, поступившие по транспортеру в лоток авто мата 3, обрабатываются и через отводящий лоток поступают на промежуточный подъемник, а оттуда в подающий лоток второго станка. После выполнения второй токарной операции кольца поднимаются подъемником и попадают снова на транспортер 2.
Наибольшее распространение получили комплексные автомати ческие линии, на которых осуществляется весь технологический процесс обработки колец, а также сборка и контроль подшипников. На таких линиях основные операции выполняются на нескольких параллельно работающих автоматах (до 15— 18). При этом на каждом технологическом участке (заготовительном, токарном, наружного и внутреннего шлифования, сборки и т. д.) количество параллельно работающих автоматов, как правило, различно. Поэтому комплексная линия компонуется из отдельных автома тических линий, каждая из которых представляет собой систему автоматов, работающих параллельно и связанных единой тран спортно-загрузочной системой, включающей единый транспортерраспределитель, лотки автоматов, отводной транспортер, подъем ник. Структурная схема двух последовательных участков ком плексной линии (например, участков наружного и внутреннего шлифования) приведена на рис. 2, б. Общий поток колец одного типоразмера поступает с предыдущего участка через подъемник 1 в транспортер-распределитель 2, который подает по мере необхо димости кольца в подводящие лотки параллельно работающих автоматов 3, оснащенных автооператорами. После обработки изде лия поступают по отводящим лоткам станков на общий транспор тер 4, откуда попадают в подъемник следующего технологического участка. Часто, особенно при различной производительности, разносменности работы и т. д. между технологическими участками располагают межоперационные магазины-накопители 5. При их отсутствии межоперационные заделы, компенсирующие несовпа дающие во времени простои соседних станков и участков, накапли ваются не только в подводящих лотках станков, но и непосред ственно на транспортере-распределителе.
7
Наибольшее распространение получили системы с цепными транспортерами-распределителями и отводящими транспортерами, где кольца в едином потоке до и после обработки транспортируются принудительно, с помощью бесконечной непрерывно движущейся цепи. В качестве примера на рис. 3 показана типовая транспорт ная система автоматических линий производства Московского СКВ автоматических линий и специальных станков. Кольца по ступают с предыдущего участка в приемный лоток подъемника толкающего типа. Отсекатель приемного лотка выдает новое кольцо при каждом двойном ходе толкателя подъемника; при этом верх нее кольцо столба заготовок, находящегося в шахте подъемника, скатывается в приемный лоток цепного транспортера-распредели теля. В транспортере-распределителе с верхней компоновкой кольца перемещаются принудительно бесконечной цепью с по стоянной скоростью в ячейках между звеньями цепи. Каждый раз, когда очередное кольцо проходит мимо окна приемного лотка, специальное устройство проверяет наличие кольца в ячейке; при его отсутствии отсекатель приемного лотка выдает очередное кольцо из небольшого задела, всегда существующего на лотке. Нижняя ветвь цепи транспортера-распределителя проходит над заслонками лотков, подающих кольца в параллельно работающие станки. Заслонки работают от датчиков контролирующих задел в подводящих лотках станков. Если задел становится меньше установленной величины, заслонка открывается и пропускает в лоток кольцо из первой же заполненной ячейки цепи, проходя щей мимо заслонки. Прокатываясь, кольцо закрывает заслонку. Ячейки цепи, освобожденные при прохождении нижней ветви, вновь заполняются в зоне приемного лотка. Такая система рас пределения, разработанная впервые В. П. Бобровым [1], позво ляет обслуживать одновременно значительное количество парал лельно работающих станков, обеспечивая их бесперебойное пита ние заготовками независимо от периодичности отказов, различия в длительности рабочего цикла и т. д. После обработки кольца выгружаются в отводящие лотки станков и под действием силы тяжести скатываются на отводящий транспортер, который также представляет собой непрерывную цепь, движущуюся с постоян ной скоростью. Однако, так как процесс отвода упрощен, шаг звеньев цепи делают маленьким, и кольца удаляются из зоны станков, находясь сверху цепи.
Существуют и иные конструктивные варианты систем, реали зующие структурную схему, приведенную на рис. 2, б. Один из таких конструктивных вариантов транспортно-загрузочной си стемы приведен на рис. 4. Транспортер-распределитель этой си стемы — гравитационного типа. Как только от одного из датчиков параллельно работающих станков, например от датчика Д, посту пает сигнал о том, что запас заготовок кончается, подается сигнал на включение подъемника и одновременно на закрывание заслонки (в данном случае заслонка З г), в то время как заслонки остальных
8
9