3) Автоматические линии. Область применения, виды и компоновки
Автоматическая линия (АЛ), система машин, комплекс основного и вспомогательного оборудования, автоматически выполняющего в определённой технологической последовательности и с заданным ритмом весь процесс изготовления или переработки продукта производства или части его. В функции обслуживающего персонала входят: управление, контроль за работой агрегатов или участков линии, их ремонт и наладка. Линии, которые для выполнения части операций производственного процесса требуют непосредственного участия человека (например, пуск и остановка отдельных агрегатов, закрепление или перемещение продукта переработки), называются полуавтоматическими. На современных АЛ механизированы и автоматизированы многие вспомогательные операции (например, уборка отходов производства), контроль качества продукции, учёт выработки и др. На многих АЛ автоматически регулируются параметры технологических процессов, осуществляются автоматическое перемещение рабочих органов, наладка и переналадка оборудования.
Создание и внедрение АЛ - один из важнейших этапов автоматизации производства, переход от отдельных автоматов к автоматическим системам машин и автоматизированным комплексам, часто объединяющим разнохарактерные производственные процессы.
АЛ широко применяются в пищевой промышленности, производстве бытовых изделий, в электротехнической, радиотехнической и химической отраслях промышленности. Наибольшее распространение АЛ получили в машиностроении. Многие из них изготовляются непосредственно на предприятиях с использованием уже действующего оборудования.
АЛ для обработки строго определённых по форме и размерам изделий называются специальными; при изменении объекта производства такие линии заменяют или переделывают. Более широкими эксплуатационными возможностями обладают специализированные АЛ для обработки однотипной продукции в определённом диапазоне параметров. При изменении объекта производства в таких линиях, как правило, лишь перенастраивают отдельные агрегаты и изменяют режимы их работы; основное технологическое оборудование в большинстве случаев может быть использовано для изготовления новой однотипной продукции. Специальные и специализированные АЛ применяются главным образом в массовом производстве.
В серийном производстве автоматические линии должны обладать универсальностью и обеспечивать возможность быстрой переналадки для изготовления различной однотипной продукции. Такие линии называют универсальными быстропереналаживаемыми, или групповыми. Несколько меньшая производительность универсальных автоматических линий по сравнению со специальными компенсируется их быстрой переналадкой для производства широкой номенклатуры продукции.
Структурная компоновка автоматических линий зависит от объёма производства и характера технологического процесса. Существуют линии параллельного и последовательного действия, однопоточные, многопоточные, смешанные (с ветвящимся потоком).
АЛ параллельного действия применяются для выполнения одной операции, когда продолжительность её значительно превышает необходимый темп выпуска. Продукт переработки автоматически распределяется (из магазина или бункера) по агрегатам линии и после обработки приёмными устройствами собирается и направляется на последующие операции.
Многопоточные АЛ представляют собой систему из АЛ параллельного действия, предназначенную для выполнения нескольких технологических операций, каждая из которых по продолжительности больше заданного темпа выпуска. В единую систему могут быть объединены несколько АЛ последовательного или параллельного действия. Такие системы называются автоматическими участками, цехами или производствами.
ИЛИ
Автоматические линии классифицируются по ряду признаков
1. В зависимости от величины штучного выпуска деталей применяются однопоточные линии (последовательного действия) и многопоточные (параллельно-последовательного действия).
2. По роду станков различают автоматические линии, скомпонованные из станков, специально построенных для данной линии; агрегатных станков; универсальных станков, специально модернизированных и автоматизированных для встройки в автоматическую линию.
3. По способу передачи обрабатываемых деталей со станка на станок различают линии: со сквозным транспортированием с проходом детали сквозь места зажима (применяются при обработке корпусных деталей на агрегатных станках); с верхним транспортированием; с боковым транспортированием; с комбинированным транспортированием; с роторным транспортированием, применяемым в роторных линиях. Детали транспортируют со станка на станок самостоятельно или, если они необходимы для транспортирования по всей конфигурации, на специальных плитах спутниках.
4. По расположению оборудования различают замкнутые и незамкнутые автоматические линии. Замкнутые линии бывают круговые (станки-комбайны) и прямоугольные. Большинство автоматических линий имеет незамкнутое расположение оборудования: прямолинейное, Г-образное, П-образное и др.
Детали, подлежащие обработке на автоматических линиях, должны быть, прежде всего, технологичными. Заготовки для них должны иметь удобные базы для установки и фиксации в приспособлениях. Конструкция детали должна отвечать требованиям ритмичной обработки, т. е. обеспечивать приблизительно равное время выполнения отдельных операций.
В процессе обработки заготовок целесообразно иметь наименьшие количество перестановок и перезажимов, производить максимально возможное совмещение операций, не связанных, однако, с применением очень сложного комбинированного инструмента.
Режущий инструмент выбирают в соответствии с технологией обработки. Обычно применяют нормальный или специальный инструмент: однолейзвельный, многолейзвельный, а также комбинированный в виде целых блоков.
Важным фактором, от которого может зависеть рентабельность автоматической линии, является режим обработки и стойкость инструмента. Поскольку количество одновременно работающих инструментов на линии велико, выход из строя одного из них, смена или подладка вызывают остановку всего автоматизированного участка. Оптимальную стойкость инструмента и, следовательно, режимы резания устанавливают опытным путем; намечаются возможности расчета этих факторов. В действующих автоматических линиях режимы резания установлены с таким расчетом, чтобы инструмент работал без переточки всю смену, а в отдельных случаях — только до обеденного перерыва, во время которого затупившийся инструмент можно заменить.
Металлорежущие станки являются технологическими машинами, на которых обрабатывают заготовки резанием. Процесс резания слагается из рабочих и холостых ходов.
Автоматическая линия представляет собой ряд согласованно работающих по принципу поточного производства, взаимосвязанных и автоматически управляемых станков, контрольных механизмов и транспортных устройств, с помощью которых осуществляется обработка деталей по заранее заданному технологическому процессу без участия рабочего.
Автоматическим станочным линиям предшествовали многопозиционные станки-автоматы и многопозиционные агрегатные станки. На данных станках можно выполнять несколько различных операций по обработке детали. В связи с тем, что сложность изготовляемых деталей всегда связана с множеством операций, требуется и более сложная конструкция многопозиционных станков-автоматов и агрегатных станков. Это вызывает значительное удорожание их изготовления, что экономически не выгодно, а поэтому возникла необходимость перехода от многопозиционных станков к автоматическим линиям. В автоматических линиях количество операций, выполняемых при обработке, может быть значительным; оно зависит от конструкции детали и процесса ее обработки.
Система автоматических металлорежущих станков, связанных автоматическими и транспортными устройствами и единой системой управления, называется автоматической линией.
Автоматическая линия состоит из станков-автоматов, автоматически передвигающегося транспортера, служащего для перемещения обрабатываемых деталей и возвращения приспособлений в исходное положение, механизмов фиксации и зажима устройств для накопления и питания линий, механизмов для осуществления поворота обрабатываемых деталей, если это необходимо по условиям обработки устройств для очистки линии от стружки, аппаратуры управления автоматической линией.
В зависимости от назначения автоматических линий они бывают разнообразны по конструкторскому оформлению и структуре. Автоматические линии классифицируются как по наличию и расположению загрузочно-бункерных устройств, так и по принятой системе транспортирования заготовок.
По наличию и расположению загрузочно-бункерных устройств автоматические линии классифицируются на три основных типа.
Автоматические линии, не имеющие бункерные устройства, являются прямоточными. Обычно эти линии применяются для обработки крупных деталей как, например, коробки скоростей блока цилиндров и др.
Здесь обрабатываемую деталь устанавливает и закрепляет рабочий на транспортере или в приспособлении, далее с помощью транспортера она перемещается последовательно с одной рабочей позиции на другую на величину t расстояния между позициями (1 – 8), на которых производится обработка детали. Снятие готовой детали с транспортера может производиться автоматически или вручную.
Бункерно-прямоточная автоматическая линия и поточно-автоматическая линия с приемниками-накопителями, предназначенными для запасов не полностью обработанных деталей. Эти станочные линии отличаются от безбункерной тем, что вся линия делится на отдельные участки, между которыми помещены промежуточные приемники-накопители запасов не полностью обработанных деталей.
Бункерная автоматическая линия, состоящая из станков 1, 2, 3, 4 и 5 с автоматическим бункерным питанием Б, связанных автоматическими транспортерами.
К недостатку автоматических линий, не имеющих промежуточных бункерных устройств, можно отнести то, что при выходе из строя одного из агрегатов вся линия будет остановлена. А при наличии бункерной системы в автоматических линиях при выходе из строя одного из агрегатов остальные участки продолжают работать ввиду наличия запасов заготовок в промежуточных бункерах.