2. Анализ объекта автоматизации.

В основу классификации плоских деталей положено то соображение, что большинство из них может в плане вписываться в форму четырёхугольников или треугольников, при этом они могут иметь одну, две или три плоскости симметрии. На основе этих признаков, а также соотношения основных координатных размеров деталей и составлена классификация плоских деталей.

Данная деталь, с одной плоскостью симметрии типа четырёхугольника с двумя равными координатными размерами можно отнести к классу плоских деталей III А. [2 , с. 18]. Ориентация такой детали требует определения её положения в пространстве. Данная деталь может занимать два устойчивых положения на плоскости лотка рис.2 , что определено её формой и конструкцией лотка. Для вторичного ориентирования применим контроль специальными датчиками и отсев неправильно расположенных деталей с сохранением правильно ориентированных т.е. пассивное ориентирование.

3. Возможные варианты решения задачи и их сопоставительный анализ.

Чтоб ориентировать данную деталь, можно применить различные устройства. Рассмотрим некоторые из них.

Трубчатый бункер. Трубчатые загрузочные устройства получили широкое рас­пространение вследствие: а) простоты их конструкции и легкой переналаживаемое на другой вид заготовок; б) отсутствия потребности в механизмах для сбрасывания лишних заготовок (переполнение трубки не вызывает никаких задержек в работе).

Существует несколько конструктивных форм загрузочных устройств с ориентацией деталей западанием в трубку (рис. 3), которые различаются по виду движения (вращательное, возврат но-поступательное) и по тому, какая часть устройства совершает эти движения — бункер или трубка.

Рис. 3 Типы бункеров, ориентирующих заготовки трубкой

Бункер с вращающейся трубкой (рис. 3, а) рекомен­дуется применять для средних размеров заготовок. Устройство с вращающимся бункером (рис. 3, б) дает лучшие результаты на относительно малых заготовках. Бункер с вращающимся ворошителем обладает более высокой производительностью для относительно крупных заготовок. Это объясняется тем, что при вращательном движении заготовок (в бункерах с вращающейся трубкой или кожухом) центробежные силы, прижимающие заготовки к стенкам вращающейся детали и препятствующие ее выпаданию, чего нет в бункерах с вращающимся ворошителем.

Бункер с возвратно-поступатель­но движущейся разрезной трубкой (рис. 3, г) применяют для загруз­ки деталей типа пластин.

В бункере с возвратно-поступа­тельно движущейся трубкой или ко­жухом (рис. 3, в и д) заготовки за­падают в трубку при примерном сов­падении их осей, как это показано на рисунке. Если трубке, кроме воз­вратно-поступательного движения, придать еще и вращательное дви­жение (рис. 3, е и рис. 4 ), то вероят­ность западания заготовок в трубку значительно увеличится.

Рис. 4 Западание заготовки в возвратно- развиваются поступательно движущуюся и вращающуюся трубку.

Трубчатый бункер обладает рядом достоинств, но при этом имеет ряд недостатков: поштучно выданные детали, ориентированные в определённом положении вдоль направления движения, требуют дополнительной ориентации . Таким образом, будет необходимо вторичное ориентирование, это усложнит задачу и расчёт.

Карманчиковый бункер.. Карманчиковые загрузочные устройства. На рис. 5 пред­ставлено несколько основных типов карманчиковых загрузоч­ных устройств.

Рис. 5. Типы карманчиковых бункерных загрузочных устройств

Карманчиковые загрузочные устройства состоят из кожуха 2, диска 1 с карманами, отводящего лотка 3 и привода — червячной передачи 4 (рис. 5, а).

При вращении диска в карманы западают снизу заготовки, которые поднимаются вверх и выпадают через отверстие в кор­пусе в приемный лоток.

Карманы на диске можно располагать тремя способами, обо­значенными на рис. 5 /, //, ///.

При расположении карманов по хорде их количество невели­ко; при том же диаметре вращающегося диска и той же его окружной скорости количество карманов, а следовательно, и производительность бункера можно значительно увеличить, если расположить карманы радиально, как это показано на рис. 5, III. Однако при этом заготовки почти не будут попадать в кар­маны, так как они располагаются по хорде. Для того, чтобы за­ставить заготовки располагаться радиально и увеличить коэф­фициент заполнения, на днище необходимо сделать радиальные выступы, что значительно увеличит производительность бун­кера.

Другая разновидность карманчикового бункера показана на рис. 5, б. Сквозь неподвижное днище 7 проходит стойка 5, получающая вращение от привода. К этой стойке крестовинами 4 прикреплен кожух 3, к нижней части которого приварено коль­цо 6 с обращенными в сторону неподвижного днища кармана­ми. При вращении кольца заготовки (типа шайб или пластин) западают в нижней части кольца в эти карманы, поднимаются вместе с этим кольцом и выпадают в приемный лоток.

Существенное преимущество бункера этого типа заключает­ся в том, что в нем хорошо решается вопрос удаления лишних заготовок. При переполнении лотка / последующие заготовки, выдаваемые кольцом, располагаются в запасном пространстве 9, огражденном бортом 2. Заготовки, лежащие в пространстве 9,зацепляются последующими заготовками и уносятся ими вверх до углубления 8 в неподвижном днище, через которое они соскальзывают обратно в загрузочное пространство бун­кера.

Своеобразная конструкция карманчикового загрузочного устройства представлена на рис. 5, в. На вертикальном вра­щающемся диске 5 имеются карманы 4 в виде загнутых уголь­ников, открытых к периферии. Эти карманы захватывают в нижней части бункера заготовки (валики) и поднимают их вверх.

Выпаданию заготовок из карманов препятствует борт 5. Вверху, в том месте,.где кончается борт 5, заготовки выпадают из карманов и попадают в ловушку 2, откуда они соскальзы­вают в отводящий лоток /. В дне ловушки имеется отверстие, в которое заготовки выпадают при переполненном лотке обрат­но в загрузочное пространство бункера 6. Заготовки засы­паются в предбункер 8, из которого постепенно пересыпаются в пространство к вращающемуся диску 3. Интенсивность пере­сыпания заготовок из предбункера в загрузочное пространство бункера регулируется заслонкой 7.

Данные бункеры обладают тем же недостатком, что и трубчатые бункеры, они также требуют вторичного ориентирования деталей и имеют сложную конструкцию.

Ножевой бункер. Конструкция ножевого бункера схема­тично представлена на рис. 6

Рис. 6 Конструкция ножевого бункера

Загруженные в кожух 6 бункера заготовки захватываются ножом 3, движущимся возвратно-поступательно, и поднимаются к приемнику лотка 2, имеющему щель для западания загото­вок. Нож в верхней части имеет скос, благодаря которому в нижнем положении он захватывает порцию заготовок. В верх­нем положении ножа заготовки осыпаются на приемник, запа­дают в его щель и зависают на головках, т. е. приобретают требуемую ориентацию. Благодаря наклону приемника заготов­ки под действием собственного веса движутся в лоток, являю­щийся продолжением приемника. На пути движения заготовок установлен сбрасыватель 1, удаляющий не запавшие в щель приемника заготовки. Нож перемещается в направляющих 4 и 5, к которым крепится кожух 6.

Привод ножа может быть осуществлен кривошипным, кулис­ным, кулачковым и другими механизмами. Выбор механизма привода обусловливается конструктивными соображениями.

Производительность ножевого бункера определяется фор­мулой

Q = K*m*n (шт/мин).

Число двойных ходов ножа n ограничивается временем вы­хода заготовок из приемника и подсчитывается по формуле

n_{max =} дв. х/мин,

где g — ускорение силы тяжести, в м/сек²;

а — угол наклона приемника;

f — коэффициент трения;

L _Пр — длина приемника, в м.

Оптимальное значение угла наклона приемника а около 30°. Предельное число двойных ходов с уменьшением длины при­емника увеличивается, но ограничивается возникающими у за­готовок инерционными силами, благодаря которым заготовки могут оторваться от ножа и может быть определено по извест­ным формулам механики.

С помощью ножевого бункера может обеспечить однозначное ориентирование деталей пазом вниз. К недостаткам этих механизмов следует отнести их малую производительность и сложность механизма привода.

Вибрационное бункерное устройство. Как уже отмечалось в предыдущем разделе, необходимо использовать вторичное ориентирование т.е контроль специальными датчиками и отсев неправильно расположенных деталей с сохранением правильно ориентированных, при этом необходимо обеспечить заданную производительность. Решение данной задачи может обеспечить вибрационное бункерное устройство. Вибрационное бункерное устройство обладает рядом преимуществ:

Отсутствие движущихся захватно-ориентирующих органов. В связи с этим исключается возможность заклинивания заготовки и следовательно нет необходимости в дополнительных предохранительных механизмах

Характер движения деталей по лоткам вибрационных устройств не зависит от массы деталей, а это значит, что мелкие и крупные детали будут двигаться с одинаковой скоростью.

В вибрационных устройствах детали перемещаются под действием только сил инерции в них отсутствует интенсинное перемешивание и поэтому поверхности деталей меньше подвергаются порче.

Постоянная равномерная скорость движения деталей, но лотку создаёт благоприятные условия для осуществления ориентации сложных деталей

Вибрационные устройства позволяют ориентировать детали, которые нельзя ориентировать с помощью других БЗУ (с отношением 1/d до 10 и более), как тел вращения, так и плоской формы.