Автоматизированные линии применяются для комплексной механической обработки деталей. Они представляют собой агрегат, состоящий из группы станков, транспортных, загрузочных, разгрузочных и других устройств, которые автоматически выполняют все основные технологические и вспомогательные операции.
На автоматизированных линиях обработка деталей производится при общем управлении всем агрегатом. Для того чтобы познакомиться с автоматизированной линией, необходимо рассмотреть ее схему.
Схема автоматизированных линий механической обработки представляет собой планировку (расположение) оборудования и всех транспортных устройств.
Схема имеет две проекции: вид спереди и вид в плане. На схеме указаны типы и модели станков, на которых производится обработка, бункерные и магазинные устройства, служащие для временного хранения заготовок и полуфабрикатов (не полностью изготовленных деталей).
Транспортные устройства приводятся на схеме в упрощенном виде, но достаточно ясном, чтобы был понятен способ перемещения деталей с одного станка на другой или в магазин. Кроме того, стрелками указан путь движения деталей. Перегружатели обычно вычерчены во всех крайних положениях. Для наглядности на схемах автоматизированных линий часто приводятся эскизы всех переходов обработки, выполняемых на каждом станке (рис. 4, Обслуживание токарных автоматов и обычных станков), а также указываются режимы резания по каждой операции.
На рис. 1 показана схема первой части токарного участка автоматизированной линии для валов-роторов электродвигателей. На этом участке линии производится обработка ступенчатого вала.
Из лотка 1 заготовки передаются сперва на двусторонний станок для обрезки концов с обеих сторон, затем на станок для выполнения центровочных отверстий. На этих станках создается мерная по длине заготовка, которая в дальнейшем передается, зажимается и обрабатывается на токарных многорезцовых станках.
Передача заготовок производится штангой 2 транспортера, установленного спереди станков; он периодически перемещается на один шаг, подавая каждую заготовку к следующему станку. Снятие заготовки со станка и установка ее выполняются перегружателями-питателями 6, которые имеются на каждой позиции.
В автоматизированных линиях механической обработки загрузочные бункеры, загрузочные магазины и лотки выполняют еще роль складов (накопителей) заготовок или полуфабрикатов. Они могут выравнивать производительность предыдущих загрузочных устройств с фактической потребностью станка в заготовках при временной несинхронности работы двух смежных автоматов.
В загрузочных устройствах, действующих в автоматизированных линиях, желательно иметь блокировочные и сигнальные приспособления, которые автоматически выключают станок после подачи последней заготовки, зажигая при этом сигнальную лампу.
Рис. 1. Схема части токарного участка автоматизированной линии валов-роторов: 1 - лоток, 2 - штанга, 3 - обрабатываемые валы, 4 - роликовые опоры, 5 - откидные собачки, 6 - поперечные питатели
Автоматические линии токарной обработки
Детали типа тел вращения, предназначенные для обработки на автоматических токарных линиях, в соответствии со способами базирования, транспортирования, а также использования основного технологического оборудования делят на две основные группы: детали типа валов длиной, значительно превышающей диаметр, и детали типа дисков (колец) диаметром, большим длины (ширины).
Технологические процессы обработки этих двух основных групп обычно объединяют в типовые схемы и уточняют в зависимости от конфигурации изделий и требований точности обработки.
Для токарной обработки, например, валов широко используют токарно-копировальные автоматы, в то время как для изготовления изделий типа дисков и колец наибольшее применение нашли горизонтальные и вертикальные многошпиндельные токарные автоматы.
Многошпиндельные токарные автоматы выпускают в патронном и прутковом исполнении (рис. 2). В патронном исполнении на них устанавливают автооператоры токарных станков для загрузки заготовок и выгрузки отработанных деталей.
Рис. 2. Шестишпиндельный токарный автомат: 1 - станина; 2 - передняя стойка; 3, 6 - поперечные суппорты; 4 - продольный суппорт; 5 - задняя стойка; 7 - шпиндель; 8 - шпиндельный блок; 9 - траверса; 10 - механизм поддержки прутков
Многошпиндельные токарные автоматы обладают широкими технологическими возможностями при обработке разнообразных деталей, обеспечивая высокую степень концентрации обработки. По принципу работы их подразделяют на автоматы параллельного и последовательного действия. Первые на всех шпинделях реализуют одинаковые операции и за один цикл работы обрабатывают столько сравнительно несложных деталей, сколько шпинделей имеет автомат.
Наибольшее распространение получили многошпиндельные автоматы последовательного действия (рис. 3), на которых заготовки с загрузочной позиции периодическим поворотом (индексацией) шпиндельного блока l последовательно подводятся к рабочим, позициям и одновременно обрабатываются в соответствии с технологическим процессом. Автомат оснащают поперечными суппортами 2, которые получают подачу Ѕпоп от индивидуальных кулачков, и продольным суппортом 5, расположенным на центральной гильзе 4 и имеющим продольную подачу Sпр от своего кулачка. Иногда на продольном суппорте устанавливают скользящие державки с режущим инструментом, получающие перемещение от дополнительных индивидуальных кулачков, т. е. так же, как и инструментальные шпиндели с независимым приводом.
Шпиндели 6 автомата получают вращение от приводного вала 3 через общее центральное зубчатое колесо 7, вследствие чего они имеют одинаковую частоту вращения.
Рис. 3. Многошпиндельный токарный автомат последовательного действия: а - схема работы; б - принцип одинарной (l) и двойной (ll) индексации
Большое число рабочих позиций шпинделей (6-8) позволяет использовать их в разных сочетаниях. Детали сложной формы проходят обработку на всех позициях станка, перемещаясь в каждом цикле на следующую позицию (одинарная индексация). Для более простых деталей, которые можно обрабатывать при меньшем числе рабочих позиций, применяют схему параллельно-последовательной обработки. Для этого используют две позиции в качестве загрузочных и обрабатывают детали в два потока. Так, заготовка, установленная на позиции l, обрабатывается на рабочих позициях lll, V и VII, а заготовка, установленная на позиции ll - на рабочих позициях IV, VI, VIlI.
Для финишной обработки деталей типа тел вращения чаще всего применяют бесцентрово-шлифовальные автоматы, как наиболее подходящие при решении задач автоматической загрузки-разгрузки заготовок наиболее простыми методами. Кроме того, метод бесцентрового шлифования обеспечивает более высокую производительность за счет больших подач благодаря наличию жесткой опоры по всей длине обрабатываемой детали, воспринимающей силу со стороны шлифовального круга.
В начале автоматической линии для токарной обработки колец конических подшипников (рис. 4) установлен автоматический бункер 1 для накопления и выдачи штучных заготовок, а в конце - магазин 7 (с вращающимися щетками). Транспортные устройства (конвейеры подводной 5 и отводящий 4, подъемники 2, гибкая лотковая система 6) передают заготовки из бункера к многошпиндельным токарным автоматам 3, а обработанные кольца - к прессу клеймения 8 и далее в магазин. Наружные кольца обрабатывают на шестишпиндельных, а внутренние - на восьмишпиндельных токарных автоматах. На каждом станке реализуется полная токарная обработка кольца, технологические процессы которой представлены соответственно на рис. 4, б, в. Загрузка, выгрузка и поворот кольца в процессе обработки обеспечиваются автооператором.
Рис. 4. Автоматическая линия токарной обработки колец конических роликовых подшипников: а - общий вид; б - обработка наружных колец; в - обработка внутренних колец; З - загрузка; В - выгрузка
Роторные автоматические линии по структурному построению существенно отличаются от линий из агрегатных и других станков, соединенных единой транспортной системой. Роторные линии (рис. 5) комплектуют из роторных автоматов 1, на которых обработка деталей выполняется в процессе непрерывного транспортирования их совместно с режущим инструментом. Таким образом, главной особенностью роторных линий является совмещение во времени транспортирования заготовок и их обработки. Траектория перемещения заготовки по всем станкам линии осуществляется транспортными роторами 2.
Производительность роторной линии зависит от числа позиций и частоты вращения роторов. В результате совмещения времени обработки с временем транспортирования заготовок роторные линии обеспечивают высокую производительность при изготовлении небольших, сравнительно простых деталей, при малом основном технологическом времени.
Роторные линии эффективно используют в массовом производстве. Необходимо указать на то, что перестановка деталей с одного ротора на другой приводит к потере точности изделия.
Рис. 5. Принципиальная (а) и конструктивная (б) схемы роторной линии
