§ 75. Транспортно-ориентирующие устройства автоматических линий и системы управления ими

В автоматических линиях для передачи заготовок от станка к станку используют специальные транспортно-ориентирующие устройства: кантователи, разворотные устройства, механизмы для изменения направления движения детали, буферные накопители.

Кантователи. Эти устройства предназначены для переворота детали вокруг горизонтальной оси (продольной или поперечной) на 180°. Они бывают следующих типов: веерные, роторные и ры­чажные.

Схема веерного кантователя плит (щитов) дана на рис. 158, а. Деталь по конвейеру 1 подается в позицию перекладки 2. Движение ее ограничивает жесткий упор 3. Деталь входит между вилочными захватами поворотной конструкции 4 веера. Чтобы де­таль не ударялась кромкой о конструкцию, перед поворотом ее досылают толкателем 6 к центру веера до упора. За каждый цикл веер поворачивается на угол . Угол поворота = 360^o/n, где п — число захватов по окружности. За n/2 циклов деталь будет доставляться на конвейер 5. В этой позиции деталь будет прижата к упору 8 толкателем 7, Это необходимо для правильного положе­ния детали относительно оси конвейера 5. Поворот конструкции 4 допускается после того, как деталь, находящаяся на конвейере 5, будет удалена из зоны движения захватов. Веер поворачивается на малый угол, что обеспечивает высокую производительность кан­тователя.

Недостатком его является большая маховая масса, что ослож­няет точную остановку веера.

Рычажные кантователи (рис. 158, б) применяют на участ­ках сборки прессовых пакетов или контроля качества плит. По кон­вейеру 1 щит 3 подается в рабочую позицию, где захватывается вакуумными присосками 2. Рычаг 4 поворачивается на 180° и кла­дет щит на поддон 5, находящийся на конвейере 6. Рычаг 4 возвра­щается в исходное положение. Такие кантователи применяют для установки щитов «на ребро», т. е. для поворота на 90°.

Наиболее часто в линиях используют роторные кантова­тели (рис. 158, в). В кольцевых направляющих 3 смонтирован двух­сторонний роликовый конвейер 2. Направляющие и конвейер пред­ставляют единую конструкцию — ротор помещенный на опорных роликах 5, имеющих привод от гидромотора ГМ1, управляемого гидрораспределителем ГР1 с электропневматическим управлением.

При включении электромагнита УА1 срабатывает сервопневмо-привод, перемещающий золотник гидрораспределителя таким об-

Рис 158 Схемы кантователей:

а - веерного; б - рычажного.; в - роторного;

г - схема управления роторным кантователем

разом, что гидромотор поворачивает ротор по часовой стрелке. При включении электромагнита УА2 ротор будет поворачиваться против часовой стрелки. Ротор поочередно поворачивается то влево, то вправо на 180°. Это необходимо для обеспечения подвода комму­никаций к электродвигателям и конечным выключателям, нахо­дящимся на роторе. Чтобы при повороте ротора щит (или группа щитов) не смещался в радиальном направлении, ролики конвейера 2 подпружинены и имеют эластичное покрытие.

По роликовому конвейеру 1 щиты поступают в ротор, при этом работает и конвейер 2. Когда щиты полностью войдут в ротор, кон­вейеры 1 и 2 остановятся и ротор повернется. После поворота кон­вейеры включаются; щиты выходят на конвейер 4, а новый щит подается в ротор. Цикл повторяется.

На рис. 158, г дана электросхема управления роторным канто­вателем. В схеме опущены блокировки со смежными механизмами, управление гидронасосом, защиты, схемы питания, сигнализации и ручного управления.

Бесконтактные конечные выключатели SQ1, SQ2, SQ3, и SQ4 управляют соответственно реле КМ11—КМ14 (горизонтали 11—14); SQ1, SQ2 фиксируют вход щита в ротор и заполнение кон­вейера 2 соответственно, SQ3 и SQ4 фиксируют крайние левое и правое положения ротора.

При включении схемы линии, в которую входит кантователь (на схеме не показано) включается пускатель КМ1 (горизонталь 2) и электродвигатели конвейеров M1 и М2. Включение возможно только при горизонтальном положении кантователя — нажаты SQ3 или SQ4 и включены реле KMJ3 или КМ14. При входе щитов в ротор нажимается SQ1 (включается КМ11) и срабатывает, вставая на самопитание, реле КМ2. Когда щит полностью войдет в ротор, SQ1 освободится и включится реле КМЗ (горизонталь 5), которое подготовит цепь реле КМ4. Через короткий промежуток времени щиты нажмут SQ2, находящийся в конце конвейера. Контакты КМ12 замкнут цепь КМ4 (горизонталь 6). Размыкающий контакт КМ4 (горизонталь 2) разомкнет цепь КМ1, конвейеры остановятся. Одновременно замыкающий контакт КМ4 (горизонталь 8) включит схему управления поворотом ротора. Если ротор в крайнем левом положении, то замкнут SQ3 (КМ 13) и включается реле КМ5, ко­торое включит электромагнит УА1 — ротор будет поворачиваться вправо. Если ротор в крайнем правом положении, то замкнут SQ4 (КМ 14) и включается реле КМ6 (горизонталь 9) и электромагнит УА2 — ротор будет поворачиваться влево. Реле КМ5 (КМ6) встает на самопитание, шунтируя контакты КМ4 и КМ 13 (КМ 14). Если ротор трогается с места, SQ3 (SQ4) разомкнутся и контакты КМ13 (КМ14) (горизонтали 2, 3) разомкнут цепи реле КМ2, КМ3 и КМ4.

В крайнем положении ротор нажмет SQ4 (SQ3), и реле КМ5 (КМ6) отключатся. Цикл не повторится, так как к этому времени контакт КМ4 (горизонталь 8) будет разомкнут. Цикл будет повто­рен только после входа в ротор нового щита.

Так как кантователь имеет длину L, а щиты длину l_i <L, то его производительность зависит от размера щита. В кантователь целесообразно сразу вводить группу щитов, но суммарная длина их должна быть меньше L. При этом условии размеры щитов не бу­дут влиять на производительность кантователя.

Разворотные устройства предназначены для поворота на 90° (или другой угол) детали в горизонтальной плоскости. Разработано множество различных конструкций разворотных устройств. В ли­ниях щитовых деталей применяют следующие типы разворотных устройств: с упором, с коническими роликами, рычажные. Схема разворотного устройства с упором дана на рис. 159, а.

По конвейеру 1 вдоль направляющей 2 движется деталь 3. Она упирается левым углом (по направлению движения) в конвейер 4, • установленный вертикально. Это вызывает разворот детали, и она передней кромкой ложится на наклонный участок конвейера 4. Скорость левой части щита определяется скоростью конвейера, а правой — скоростью роликового конвейера. Конвейер (передняя часть) установлен под углом к направлению движения щита. Это приводит к тому, что скорость правой части щита будет больше, чем скорость кромки, опирающейся на конвейер. За счет разности скоростей левой и правой частей щита произойдет полный поворот на 90°. Так как точность поворота не гарантируется, перед входом в станок устанавливают дополнительное выравнивающее устрой­ство 5. Его роль может выполнять накопитель, работа которого рас­смотрена выше. Выравнивание щита в поперечном направлении по­сле выхода его из магазина происходит следующим образом.

Если щит встанет между роликовыми упорами 6 и 7, замкнутся конечные выключатели SQ1 и SQ2. Сработает электромагнит УА1 воздухораспределителя ВР1. Сначала упор 6 встает в заданное положение, фиксируемое жестким упором. Затем упор 7 подожмет деталь к упору 6. Как только освободится SQ1, электромагнит от­ключится и упоры сначала 7, а затем 6 вернутся в исходное поло­жение. Последовательность воздействия упоров на деталь дости­гается регулированием времени срабатывания цилиндров Ц1 и Ц2 с помощью дросселей Д1 и Д2.

Положение конечных выключателей SQ1 и SQ2 должно регули­роваться в зависимости от ширины деталей. Обычно расстояние ме­жду ними равно L = В — 2а, где В — ширина детали, а = 50— —100 мм. Недостатком данного устройства является большая длина и неравномерность работы.

Более компактно разворотное устройство с коническими роли­ками (рис. 159, б). Щит 1 проходит между приводными коническими роликами 2 и 3. За счет разности линейных скоростей v₁ и v₂, воз­действующих на разные части щита, происходит разворот его. Щит утыкается левым углом в ролик 4, из-за чего процесс разворота происходит на более коротком участке. Выравнивание щита про­исходит с помощью упора 5, к которому щит прижимают ролики конвейера. Для пропуска щита к следующему станку поднимается упор 5. После разворотного устройства может быть установлен

магазинный накопитель. Перед поступлением в об­работку на последующий станок щиты выравниваются в продольном направлении. При работе этих устройств разворот щита происходит

Рис. 159. Разворотные устройства:

а — с упором; б — с коническими роликами; в — рычажное

очень интенсивно. К щиту прикладывается значительная центро­бежная сила, стремящаяся выбросить его с конвейера. Для удержа­ния щита ролики должны прижиматься к его поверхности с доста­точной силой. Для обеспечения соответствующей силы прижима и свободного входа щита между роликами, один из роликов обору-

дуется пневмоприжимом 7. В момент входа щита ролик 3 опускается на 5—10 мм.

Рычажное разворотное устройство (рис. 159, в) имеет наимень­шие габариты, но более сложно, так как содержит большее число рабочих органов. Работает оно следующим образом. Щит 1 по кон­вейеру 2 подается до упора 3. Опускается траверса 4 с вакуум-при­сосками 5. После захвата щита траверса 4 поднимается и рычаг 6 поворачивается на 90°. Захваты отпускаются, и щит ложится на ролики конвейера 7. После разворотного устройства щит выравни­вается с помощью упора или поступает в накопитель.

Для изменения направления движения щитов и других заготовок с продольного на поперечное или на обратное можно применять специальные радиусные конвейеры, но они занимают большое пространство. Для уменьшения габаритов линий направление дви­жения заготовок изменяют с помощью специальных перекладчи­ков. Эти механизмы могут быть использованы для распределения заготовок по нескольким потокам и объединяться в единое устрой­ство с буферными накопителями.

Перекладчики. Для изменения направления щитов применяют перекладчики типа роликовый конвейер — клиноременный кон­вейер (рис. 160, а). Щиты 1 в продольном направлении пере­мещаются конвейерами 2 и 6. Между роликами конвейера 2 прохо­дит клиноременный конвейер 4, находящийся на платформе 5. Когда щит находится в позиции перекладки (упирается в упор 3), цилиндр ПЦ, управляемый воздухораспределителем ВР1 с электро­магнитом УА1, поднимает платформу. Щит ложится на ремни кон­вейера и переносится в поперечном направлении. После того как щит уйдет из зоны роликового конвейера 2, платформа 5 опускается. Чтобы подача щитов по конвейеру 6 шла без остановки, скорость конвейера 2 дается более высокой. Ее находят из условия:

v₁ > [(l + a) v₂U]/[(l + a) v₂ + HU],

где l — длина щита, v₂ — скорость поперечного конвейера, Н —ширина роликового конвейера, а — разрыв между щитами. Рас­стояние от линии О—О до упора 3 должно быть равно L = Zl, Z = = 1, 2, 3 ... В случае необходимости упор 3 передвигается. Схема управления (рис. 160, б) работает следующим образом: когда SQ1, SQ2, SQ3 нажаты, a SQ4 свободен, включается реле КМ2, которое включит электромагнит УА1. Платформа поднимется. При попе­речном перемещении щит нажмет SQ5, включится и встанет на са­мопитание реле КМ2.

При освобождении SQ5 (щит сошел с конвейера 2) сработает реле КМЗ, которое разомкнет цепь реле К.М1. Электромагнит УА1 отключится, платформа опустится. Конечный выключатель SQ1 устанавливают на упор 3, a SQ2 на расстояние l и на таком же рас­стоянии от SQ2 устанавливают SQ3. Конечный выключатель уста­навливают на расстоянии Zl от упора 3 (Z — число одновременно перекладываемых щитов). Привод конвейера 2 при перекладке щита может отключаться, а привод конвейера 4 может включаться только при поднятой платформе 5 или работать постоянно. Это зависит от

Рис. 160. Перекладчики:

а — роликовый конвейер — клиноременный конвейер; б — схемы его управления; в — с подъемной платформой с короткими роликами; г — перекладчик брусков; д — переклад­чик-манипулятор

работы смежного механизма. Схема управления приводами кон­вейеров не показана. В некоторых конструкциях перекладчиков предусматривают установку упора 7 перед поперечным конвейером. При поднятой платформе упор 7 поднят и задерживает щиты, дви­жущиеся по конвейеру 6.

Для возврата щитов перекладчики дублируются, один из них передает щиты с поперечного на продольный конвейер. Между пе­рекладчиками может устанавливаться поперечный конвейер, со­стоящий из отдельных секций с автономным приводом. Этот конвейер выполняет роль буферного накопителя малой ем­кости.

Для изменения направления тяжелых грузов, например пачек щитов или плит, применяют перекладчик, схема которого показана на рис. 160, в. В продольном направлении пачка щитов 2 движется по роликовому конвейеру 1. При перекладке платформа 3 подни­мается с помощью гидроцилиндра 4. На платформе смонтированы несколько рядов узких приводных роликов 5, на которые встанет стопа щитов при поднятой платформе 3. Затем включается при­вод роликов 5, и стопа щитов переходит на поперечный конвей­ер 6.

Для передачи брусковых деталей с продольного на поперечное направление применяют механизмы, схема которых дана на рис 160 г По конвейеру 1 деталь 2 доходит до упора 5 и нажимает воздухораспределитель ВР1. Сигнал с него поступает на управ­ляющий воздухораспределитель ВР2, который подает давление в штоковую полость цилиндра Ц1. Движение штока цилиндра через рычаги будет передано сбрасывателю 3. Деталь с конвейера посту­пит на плоскоременный конвейер 6. Бруски подают непосредст­венно к станку или накапливаются на конвейере. В зависимости от емкости накопителя выбирается длина конвейера, которая будет равна L_TP = Bп, где В — ширина бруска, п — наибольшее число брусков в накопителе.

М анипуляторы (рис. 160, д) применяют не только для изменения направления движения щитов, но и изменения их ори­ентации и вывода щитов в долговременные накопители (или изъя­тия щитов из накопителей).

Каретка 10 с механизмами подъема 9 и разворота 8 траверсы 7 с вакуум-присосками 6 может занимать позиции I, II, III и IV. По конвейеру 2 в зону перекладки прибывают щиты 3. Каретка W находится в поз. II. Траверса 7 опускается и вакуум-присоски 6 захватывают щит. Траверса поднимается, и в случае необходимо­сти разворачивается на заданный угол (обычно 90^o или 180 ^o). Kаретка 10 перемещается в заданную позицию II, III и IV и опускает щит на один из конвейеров 1, 4, или на подъемный стол накопителя 5. Каретка возвращается в исходную позицию, и цикл повторяется. В зависимости от задания, например от размеров щитов, они могут перегружаться на различные конвейеры. При заполнении этих конвейеров щиты выводятся в накопитель, которых может быть несколько по числу типоразмеров щитов. Манипуляторы осна-

щаются гибкой системой управления на базе ЭВМ или микропро­цессоров.