2.2 Автоматические линии

2.2.1 Назначение и принципы построения

Отдельные технологические автоматы позволяют автоматизировать одну или ограниченное число основных технологических операций. Вспомогательные технологические операции требуют дополнительных средств автоматизации. В первую очередь в автоматизации нуждаются операции загрузки-разгрузки автоматического оборудования и операции транспортирования заготовок и полуфабрикатов между рабочими позициями.

Для комплексной автоматизации технологического процесса необходимо совместное использование технологических автоматов, автоматических средств их загрузки-разгрузки, автоматических транспортных средств и обеспечивающих автоматических систем. В этом случае мы приходим к автоматической технологической линии.

Автоматическая линия – это совокупность технологических автоматов с автоматическими системами транспортирования, управления и удаления отходов, предназначенная для комплексной автоматизации технологического процесса изготовления продукции. Обобщенная схема автоматической линии показана на рис. 14, где ТА – технологические автоматы.

Исходные заготовки для изготовления изделий находятся в накопителе заготовок. С помощью транспортной системы эти заготовки поштучно подаются на первый технологический автомат ТА. После выполнения первой технологической операции на этом автомате полуфабрикат транспортной системой передается на последующие автоматы для выполнения остальных технологических операций. Готовое изделие поступает в накопитель изделий.

В автоматической транспортной системе могут предусматриваться промежуточные накопители полуфабрикатов, что позволяет технологическим автоматам работать асинхронно. Для задания и согласования рабочих циклов всех устройств автоматической линии служит система автоматического управления.

Работа всех технологических автоматов совмещена во времени, что обеспечивает высокую производительность автоматической линии. Циклограмма автоматической линии приведена на рис. 15. В такте транспортирования обеспечивается перемещение заготовок и полуфабрикатов между всеми позициями автоматической линии, а в тактах загрузки-разгрузки производится загрузка-разгрузка рабочих позиций технологических автоматов. В такте обработки происходит выполнение предусмотренных технологическим процессом операций по обработке изделия.

С уммарная длительность тактов (учитывается неперекрывающееся время) составляет время цикла автоматической линии. Чем меньше это время, тем выше производительность автоматической линии. Время цикла автоматической линии определяет длительность такта выпуска готового изделия.

При проектировании автоматической линии технологический процесс изготовления изделия разбивается на элементарные операции небольшой длительности. Длительность элементарной операции определяется исходя из требуемой производительности автоматической линии. Все элементарные операции на автоматической линии выполняются одновременно (принцип совмещения операций во времени), чем достигается высокая производительность.

Операции выполняются на технологических автоматах, которые образуют рабочие позиции автоматической линии. Период выполнения рабочих операций составляет рабочий такт технологического автомата или автоматической линии в целом (в зависимости от контекста).

Для передачи объектов обработки между рабочими позициями (что необходимо для выполнения всего комплекса операций над объектом) используются средства автоматического транспорта. Период перемещения объектов между рабочими позициями с помощью транспорта образует транспортный такт.

Рабочий и транспортный такты могут либо чередоваться, либо совмещаться во времени. В последнем случае необходимо особое принципиальное решение построения автоматической линии (роторные автоматические линии). Пример автоматической линии для механической обработки валов показан на рис. 16.

Автоматическая линия состоит из гидрокопировальных токарных автоматов 3 и специального станка-автомата. Токарные автоматы имеют по два копировальных суппорта 4. Все станки объединены сквозным штанговым транспортером 8 для межоперационного транспорта заготовок и деталей. Цикловая автоматика линии размещается в монтажном шкафу 1. Для наладки и ручного управления у оборудования имеются локальные пульты управления 6.

Центральный пульт управления 7 автоматической линией позволяет наладчику контролировать состояние автоматической линии и переключать режимы ее работы. Для питания гидравлических элементов автоматики предназначена гидростанция 2. Соединительный короб 5 используется для прокладки коммуникаций между оборудованием. Стружка убирается шнековым стружкоуборочным транспортером, расположенным вдоль линии, под станками.

Автоматическая линия предназначена для обработки определенной детали. Если конфигурация детали изменяется (даже незначительно), то требуется перестройка всех автоматов линии, перестройка транспортной системы и перестройка датчиков цикловой системы управления. При перестройке часто возникает необходимость замены отдельных устройств и узлов. Все это приводит к существенному возрастанию затрат (как временных, так и материальных) на перестройку автоматической линии, что, в большинстве случаев, делает такую перестройку экономически нецелесообразной.