 |
Автоматические линии и их классификация
|
|
|
|
В машиностроении под автоматической линией (АЛ) понимается сис- тема станков, расставленных по ходу выполнения технологического процес- са, предназначенная для преобразования заготовки в готовую деталь путём выполнения технологических операций механической обработки (сборки), межоперационного транспортирования и накопления заготовок, загрузки и разгрузки станков, автоматического контроля и т.д. При этом межстаночное перемещение заготовок может осуществляться непосредственно от станка к станку или с помощью приспособлений-спутников.
Применение АЛ для изготовления различных деталей с выполнением разнообразных операций механической обработки, сборки, контроля, упаков- ки, термической обработки и т.п. вызвало необходимость в большом числе конструктивных решений и компоновок линий. Классификация линий по конструктивно-компоновочным признакам показана на схеме.
В синхронных АЛ заготовки во время обработки передаются непосред- ственно от одного станка к другому через одинаковые промежутки времени, равные циклу обработки.
В несинхронных АЛ обрабатываемые заготовки не связаны жёстко с транспортом, они могут накапливаться перед рабочими позициями, что по- зволяет работать последующим позициям при кратковременных остановках предыдущих.
Несинхронные АЛ состоят из станков, каждый из которых снабжён бункером или магазином для хранения заготовок деталей. Благодаря гибкой связи станки могут работать независимо.
Линии с жёсткой и жёстко-гибкой связью создают как с приспособле- ниями-спутниками, так и без них.
Стационарные АЛ характеризуются тем, что заготовки в процессе об- работки не изменяют своего положения относительно станка и лишь после выполнения обработки на очередной позиции транспортируются на следую- щую.
|
|
|
На роторных и цепных АЛ заготовки перемещаются непрерывно. Ка- ждый станок-ротор вращается непрерывно вокруг своей оси с определённой скоростью. При этом обработка заготовок совмещается с транспортированием.
Для обработки на АЛ заготовок сложной формы используют АЛ с приспособлениями-спутниками, которые перемещаются вместе с заготовка- ми деталей от позиции к позиции. После обработки заготовок спутники должны возвращаться в исходное положение, для чего требуются специаль- ные транспортеры на линиях.
В настоящее время вместо прямоточных АЛ проектируют линии, ос- нованные на принципе ветвящегося потока, что позволяет существенно уве- личить их производительность. Построение АЛ по этому принципу иногда почти в 2 раза увеличивает их производительность без существенного увели- чения числа станков.
Весьма эффективным решением повышения производительности и на- дёжности АЛ при массовом выпуске продукции является проектирование АЛ из параллельных потоков.
В зависимости от конструктивных особенностей изготавливаемых де- талей и программы их выпуска АЛ компонуют из универсальных, агрегат- ных, специализированных, специальных станков или станков-роторов.
Гибкие производственные системы
Современное машиностроительное производство характеризуется бы- строй сменяемостью объекта производства и большой номенклатурой выпус- каемых изделий. В этих условиях основой развития машиностроения должно быть автоматизированное гибкое производство во всех его видах (массовое, крупносерийное, серийное и даже мелкосерийное).
Каждый вид гибкого автоматизированного производства требует осо- бых принципов построения оборудования. Так, для серийного и мелкосерий- ного производства создают гибкие производственные участки (ГАУ), рабо- тающие по схеме станок–склад.
|
|
|
Гибкие автоматические линии для крупносерийного производства со- храняют и развивают основные достоинства традиционных автоматических линий – комплектность обработки и системную автоматизацию производства всех деталей, входящих в изделие, для получения максимального эффекта перехода на новую или модернизированную продукцию без потерь в произ- водительности, точности, ритмичности оборудования, без существенных до- полнительных финансовых потерь производства.
Согласно принятой в нашей стране терминологии (ГОСТ 26228-81) под ГАЛ понимается гибкая производственная система (ГПС), в которой тех- нологическое оборудование расположено в принятой последовательности технологических операций. В отличие от ГАЛ ГАУ – это ГПС, функциони- рующая по технологическому маршруту, в котором предусмотрена возмож- ность изменения последовательности использования технологического обо- рудования.
Составной частью любой ГПС является гибкий производственный мо- дуль (ГПМ), которым называют единицу технологического оборудования для производства изделий произвольной номенклатуры. ГПМ с программным управлением автономно функционирует, автоматически осуществляет все функции, связанные с изготовлением изделий разной номенклатуры, облада- ет возможностью встраивания в ГПС.
Промышленные роботы
Робот – механическая система с манипуляционными устройствами, системой управления, комплексом чувствительных элементов и средствами передвижения в пространстве.
В роботах реализуется идея функционального моделирования произ- водственных рабочих, занятых на различных технологических операциях производственного процесса.
Под промышленным роботом понимается перепрограммируемый ма- нипулятор, способный автоматически выполнять комплекс действий, преду- смотренных программой.
В общем случае промышленный робот включает в себя следующие ос- новные элементы: манипуляционные устройства, систему управления, чувст- вительные элементы и средства передвижения.
Манипуляционные устройства робота – исполнительные органы, имитирующие действие человеческих рук в натуральном масштабе с любым увеличением или уменьшением, а также усилием по мощности.
|
|
|
Система управления (с ЭВМ или без неё) может иметь несколько уровней, аналогично различным ступеням нервной системы и мозга человека. Чувствительные элементы робота дают необходимые сигналы в сис-
тему управления о приближении руки к предметам, прикосновении и т.д. Эти элементы позволяют роботу ориентироваться нужным образом для достиже- ния определённых целей в среде, где он функционирует.
Средства передвижения робота могут быть любыми в зависимости от его назначения: шагающие механизмы; устройства на колёсах; устройства на гусеницах; комбинация всех трёх способов.
Робот – многоцелевая машина и отличается от обычного автомата гиб- костью и универсальностью выполнения различных операций.
По методу управления роботы делятся на три группы: с ручным, авто- матическим и комбинированным управлением.
Термин «промышленный робот» обычно относится к манипуляторам с автоматическим или комбинированным управлением.
Применение промышленных роботов характеризуется тем, что:
- не требуется длительных сроков внедрения;
- не требуется больших затрат при переводе промышленного робота от одной работы к другой;
- обеспечивается низкая стоимость отладки робота.
Существующие роботы можно подразделить на три класса;
- человекоподобные;
- информационные (спутники Земли и др.);
- промышленные.
По своим возможностям промышленные роботы относятся к следую- щим трём поколениям:
Первое поколение представляет собой манипулятор с программным устройством управления.
Второе поколение – роботы с очувствлением. Исполнительные руки робота снабжаются различными датчиками, выдающими информацию о со- стоянии рук и предметов, с которыми он должен манипулировать, а также об основных свойствах среды, где происходит процесс. Такими датчиками мо- гут быть контактные датчики, сигнализирующие о прикосновении руки робо- та к предметам; локационные, определяющие скорость движения и расстоя- ние до предметов; телевизионные и оптические, образующие искусственное зрение, а также датчики, различающие цвет, теплоту, звук и т.д.
|
|
|
Третье поколение – роботы с искусственным интеллектом.
Конструкции промышленных роботов классифицируют по следующим признакам:
- назначение – универсальные и специальные;
- характер движения руки – совершающие движение по цилиндрической и сферической поверхностям;
- тип приводов движения – гидравлические, пневматические, электриче- ские и смешанные;
- тип передвижения робота – неподвижные (напольные и подвесные), напольные подвижные, подвесные подвижные;
- размещение пульта управления – отдельный пульт и пульт на роботе;
- конструкция пульта управления – программа задаётся на перфоленте, магнитной ленте или барабане, программа задаётся панелью со штекер- ным набором, управление от ЭВМ;
- технические возможности;
- масса поднимаемых деталей м величина раскрытия захватов;
- величина подъёма и выдвижения захвата.
По производственно-технологическому признаку промышленные ро- боты могут быть подразделены на две группы:
- производственные (не более 20% общемирового парка);
- подъёмно-транспортные.
К первой группе относятся промышленные роботы, непосредственно участвующие в технологическом процессе в качестве производящих или об- рабатывающих машин: сварочные, покрасочные.
Наиболее эффективно применение промышленных роботов в условиях многономенклатурного производства, требующего частой смены выпускае- мых изделий и соответствующих изменений технологического процесса и переналадки оборудования. В этих условиях в наибольшей степени исполь- зуются универсальные свойства роботов.
|
|
|
