АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В МАШИНОСТРОЕНИИ

Графический материал к практическим занятиям

Нижний Тагил

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

1. Первый этап автоматизации 3

2. Второй этап автоматизации 9

3. Третий этап автоматизации 16

4. Автоматизированные загрузочно-разгрузочные приспособлении 28

5. Автоматизированный контроль 35

6. Транспортные устройства автоматических линий 38

1. ПЕРВЫЙ ЭТАП АВТОМАТИЗАЦИИ

Рис. 1. Структурная схема станка:

J₀, J₁ – входная и выходная информации; М₀, М₁ – заготовка и изделие; Э – энергия; 1, 2, 3, 4 – подсистемы соответственно управления, контроля, манипулирования, обработки

Табл.1

Схемы построения технологических процессов станков с ЧПУ

№ п/п	Схема	Вид обработки	Время цикла, приходящееся на одну деталь
		Однопозиционная
		Многопозиционная последовательная
		Многопозиционная параллельная
		Многопозиционная параллельно-последовательная
		Многопозиционная роторная
		Многопозиционная непрерывная

Рис. 2. Линейная циклограмма

Рис. 3. Круговая циклограмма

Рис. 4. Циклограмма с условным изображением рабочих органов в прямоугольной системе координат

Рис. 5. Тактограмма

Рис. 6. Циклограмма для возвратно-поступательного движения рабочего органа

Рис. 7. Схема построения технологического процесса в многошпиндельных токарных автоматах

Рис. 9. Типовые компоновки агрегатных станков

Рис. 8. Компоновочная схема многопозиционного агрегатного станка:

1 — приспособление с обрабатываемыми изделиями; 2 — направляющая; 3 — силовая головка с шпиндельной коробкой; 4 — центральная колонна; 5 — боковая станина; 6 — центральная станина; 7 — поворотный стол

2. ВТОРОЙ ЭТАП АВТОМАТИЗАЦИИ

Рис. 1. Автоматическая линия из агрегатных станков:

1 — позиция загрузки заготовок; 2 — 4, 6 — 8, 12 — 16 — рабочие позиции; 5 и

11 — поворотные столы; 9 — поперечный транспортер; 10 — межоперационный

накопитель; 17 — позиция съема готовых изделий

Рис. 2. Автоматические линии I класса с жесткой связью: а — линия с межстаночным пневмотранспортом: 1 — бункерное загрузочное устройство; б — участок роторной линии: 1 — транспортирующее устройство; 2 — рабочий блок

Рис. 3. Автоматические линии I класса с гибкой связью:

а — параллельного агрегатирования: 1 — накопитель; 2 — ленточный транспортер; 3 — дозатор; 4 — промежуточный бункер; 5 — транспортер; 6 — индивидуальное бункерное загрузочное устройство; 7 — автомат; 8 — транспортер для готовой продукции; б — последовательного агрегатирования

Рис. 4. Автоматические линии II класса с жесткой связью:

а — с поштучной передачей заготовок; б — из полуавтоматов, оснащенных питателями (автооператорами); в — на базе универсального оборудования с шаговым транспортером; г — с непрерывным и шаговым транспортерами;

1 — магазин; 2 — транспортирующее устройство

Рис. 5. Автоматические линии II класса с гибкой связью:

а — с наклонными лотками 1 и качающимися питателями 2; б — с наклонными лотками 1 и транспортерами 2; в — с накоплением заготовок в транспортере и лотке

Рис. 6. Автоматические линии III класса с жесткой связью для обработки корпусных деталей: а — с цепным шаговым транспортером; б — с шаговым транспортером со спутниками и возвратом обработанных деталей

Рис. 7. Автоматические линии IV класса с различными видами питания:

а — с питанием из бункерных (1) и магазинных (2) устройств; б — участок

комплексной линии из различных видов оборудования и систем питания

Рис. 8. Схема роторной линии

Рис. 9. Схема многономенклатурной роторной линии:

1, 2, 3, 4 – типы обрабатываемых деталей

Рис. 3. Автоматическая линия для обработки валов

3. ТРЕТИЙ ЭТАП АВТОМАТИЗАЦИИ

Рис. 1. Функциональные подсистемы ГПС

Рис. 2. Взаимодействие подсистем ГПС

(стрелками показаны прямые и обратные связи)

Рис. 3. Факторы, влияющие на возникновение и развитие ГПС

Рис. 4. Функциональное размещение рабочих мест для случая ячеистой структуры ПС

Рис. 5. Модульное размещение рабочих мест для случая ячеистой структуры ПС

Рис. 6. Сотовое размещение рабочих мест для случая ячеистой структуры ПС

Рис. 7. Размещение рабочих мест в соответствии с этапами технологического процесса

Рис. 8. Однорядная линейная ПС с позициями закрепления и открепления изделий

Рис. 9. Линейно-замкнутая ПС с центральной позицией закрепления-открепления изделий

Рис. 10. Сегментная ПС с промежуточными накопителями

Рис. 11. Размещение станков со свободным подходом к РМ

Рис. 12. ПС с неподвижным накопителем изделий:

а — внешним; б — внутренним

Рис. 13. ПС с подвижным накопителем изделий:

а — внешним; б — внутренним

Рис. 14. Классификация многоцелевых станков

Рис. 15. Носители изделий в ГПС

Рис. 16. Структура транспортных подсистем ГПС

Рис. 17. Средства транспортирования изделий в ГПС

Рис. 18. Одиночные палеты для складирования деталей:

а — обрабатываемых с закреплением в центрах;

б — обрабатываемых с закреплением в патроне

Рис. 19. Выдвижные палеты

Рис. 20. Многоярусные палеты

Рис. 21. Схема ленточного транспортера:

1 — передний барабан; 2 — лента; 3 — поддерживающие ролики;

4 — несущая конструкция; 5 — привод

Рис. 22. Разновидности цепных транспортеров:

а — барабанный с центрирующими оправками; б — элеваторный

Рис. 23. Схема цепного транспортера для контейнеров:

1 — участки конвейера; 2 — цепи; 3 — привод

Рис. 24. Роликовый транспортер с приводом

Рис. 25. Подвесной однорельсовый транспортер:

1 — крючья; 2 — рельс; 3 — цепь; 4 — короб

Рис. 26. Рельсовая тележка:

1 — механизм загрузки-выгрузки палет; 2 — деталь; 3 — налета;

4 — буфер безопасности; 5 — рельсовый путь

Рис. 27. Способы управления движением робокаров

Рис. 28. Функциональные записи на пути движения

робокара в двоичной системе счисления:

а — пункт остановки; б — код управляющей функции; в — код положения

Рис. 29. Напольный колесный кран-штабелер:

1 — стойка; 2 - кабина; 3 - транспортируемый груз; 4 — привод

Рис. 30. Подвесной штабелер налет фирмы «Techmatrans»:

1 — рельс; 2 — полки склада; 3 — стойка; 4 — кабина оператора; 5 — привод

Рис. 31. Классификация магазинов и подсистем складирования ГПС

Рис. 32. Производственные системы с центральным складом

Рис. 33. Схема склада-стеллажа высокого складирования:

1 — штабели склада; 2 — кран-штабелер; 3 — роликовые транспортеры; 4 — палеты

Рис. 34. Схемы складов-стеллажей с постоянными (а) и изменяемыми (б) гнездами, обслуживаемых колесными кранами-штабелерами

Рис. 35. Схема токарной производственной ячейки, обслуживаемой портальным промышленным роботом:

1 — компьютер; 2 — емкость для технического брака; 3, 6 — токарные станки с ЧПУ; 4 — промышленный робот; 5 — буферный накопитель;

7 — измерительная система; 8 — комплект станочных палет

Рис. 36. Схема использования циклического подающего устройства:

1 — детали на налете, уложенные рядами; 2 — налета; 3 — тележка с механической рукой; 4 — портальный робот, перемещающийся по одной оси; 5 — токарный станок

Рис. 37. Подвижные магазины палет, используемые в ГПМ

для обработки корпусов

Рис. 38. Неподвижные магазины палет, используемые в ГПМ для обработки корпусов:

а — круговой; б — линейный; 1 — налета; 2 — поворотное устройство

для смены палет; 3 — тележка с устройством для смены паллет

Рис. 39. Основные типы манипуляционных устройств,

используемые в ГПМ:

а — робот-манипулятор, установленный на станке; б — универсальный отдельно стоящий робот; в — портальный одноосный манипулятор;

г — портальный двухосный манипулятор

4. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ЗАГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Рис. 1. Схемы основных типов АЗРП для штучных заготовок:

а – магазинное загрузочное приспособление;

б – штабельное загрузочное приспособление;

в – бункерное загрузочное приспособление:

1 – зигзагообразный лоток; 2 – ножевой захват; 3 – питатель;

4 – детали; 5 – закрытый лоток; 6 – отсекатель; 7 – сбрасыватель;

8 – бункер

Рис. 2. Способы размещения деталей в емкости

Рис. 3. Схемы основных типов магазинных самотечных загрузочных приспособлений с однорядным размещением деталей

Рис. 4. Типовые конструкции одноручьевых открытых и закрытых лотков

Рис. 5. Крючковый механизм ориентации

Рис. 6. Дисковый карманчиковый механизм ориентации:

а – механизм; б, в – расчетные схемы; г – способы выдачи заготовок

Рис. 7. Секторный механизм ориентации

Рис. 8. Ножевой бункер

Рис. 9. Механизм ориентации с вращающейся трубкой

Рис. 10. Вибробункер с вертикальным электромагнитным вибратором

Рис. 11. Схемы питателей

Рис. 12. Схемы отсекателей

5. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КОНТРОЛЬ

Рис. 1. Классификация устройств активного автоматического контроля

Рис. 2. Блок-схема контрольного автомата

Рис.3. Транспортные средства

Рис. 4. Схемы автоматов пассивного (а) и активного (б) контроля:

1 — измерительное приспособление; 2 — деталь; 3 — шток; 4 — размерный датчик; 5— счетчик; 6 — сигнализация; 7— промежуточное звено;

8 – сортировочное устройство; 9 — ящики для рассортированных деталей;

10 — инструмент; 11 — исполнительный механизм; 12 — шлифовальная бабка

Рис. 5. Активный контроль прямым способом с помощью:

а — трехконтактной скобы: 1 — накидная скоба; 2 — индикатор; 3 — электроконтактный датчик; 4 — амортизатор; 5 — деталь;

б — калибров: 1,2 — микрометрические винты; 3, 5, 10 — штоки; 4 — кронштейн; б, 7 — калибры; 8 — шлифовальная бабка; 9 — упор; 11 — пружина;

12, 13 — контакты

6. ТРАНСПОРТНЫЕ УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ

Рис. 1. Поворотные устройства:

а — для поворота в вертикальной плоскости; б — для поворота в горизонтальной плоскости; в —для поворота изделия под углом; г — нормализованный поворотный стол; 1 — станина; 2— поворотное устройство

Рис. 2. Поворотный накрывающий ключ:

1 — приспособление-спутник (I — в положении до поворота; II — в положении после поворота); 2 — ключ-колокол поворота; 3 — гидроцилиндр поворота; 4 — гидроцилиндр подъема ключа.

Рис. 3. Поворотный барабан:

а — гидрокинематическая схема

Рис. 4. Транспортер-подъемник толкающего типа:

а — нижнее положение толкателя; б — верхнее положение толкателя

Рис. 5. Схемы возникновения отказов при работе толкающих

подъемников:

а — при местном износе стенок; б — при нарушении ширины шахты; в — при деформациях стенок шахты подъемника; R — опорные реакции; F — силы трения; Р — движущая сила; Q — сила веса изделий; v — направление скорости перемещения изделий

Рис. 6. Транспортер-подъемник элеваторного типа

Рис. 7. Шаговые транспортеры

Рис. 8. Транспортер-распределитель с перемещением изделий качением

Рис. 9. Транспортер-распределитель цепного типа

с принудительным перемещением изделий:

а — общий вид; б — механизм приема изделий на транспортер

Рис. 10. Гравитационный транспортер-распределитель

а)

б)

Рис. 11. Одноручьевые транспортеры-распределители:

а – с гравитационным перемещением деталей;

б – с принудительным перемещением детали

Рис. 12. Типовые конструкции одноручьевых открытых и закрытых лотков

Рис. 13. Конструктивные схемы лотков изделий из нормализованных элементов:

а — для передачи цилиндрических изделий; б — для ступенчатых изделий

Рис. 14. Лотковые устройства для изменения ориентации транспортируемых изделий: а — изменение ориентации на 90°; б — изменение ориентации на 180°