Поточными линиями станков называют автоматические линии обработки деталей состоящие из станков и агрегатов, связанных в единую систему, в которой весь комплекс технологических процессов происходит без прямого участия рабочего; последний лишь контролирует и налаживает оборудование. Автоматическая станочная линия механической обработки применяется при массовом производстве устойчивых по конструкции изделий. Их используют в различных отраслях машиностроения с довольно широкой номенклатурой операций: сверлильно-расточных, резьбонарезных, токарных, фрезерных, шлифовальных, зуборезных, а также кузнечно-прессовых, литейных, сварочных и термических. В автоматические линии могут входить агрегаты, осуществляющие сборочные операции, антикоррозийные покрытия, взвешивание, упаковку и другие вспомогательные работы.
Поточные линии станков классифицируются по ряду признаков:
- В зависимости от величины штучного выпуска деталей применяются однопоточные линии (последовательного действия) и многопоточные (параллельно-последовательного действия).
- По роду станков различают автоматические поточные линии, скомпонованные из станков, специально построенных для данной линии, могут присутствовать специальные и агрегатные фрезерные станки; универсальные станки, специально модернизированные и автоматизированные для встройки в автоматическую линию.
- По способу передачи обрабатываемых деталей со станка на станок различают поточные 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 на специальных плитах-спутниках, если транспортные системы автоматических станочных линий не подходят по причине того, что детали неудобны по своей конфигурации.
- По расположению оборудования различают замкнутые и незамкнутые автоматические линии. Замкнутые поточные линии станков 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 наименьшее 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: однолезвийный, многолезвийный, а также комбинированный в виде целых блоков.
Важным фактором, от которого может зависеть рентабельность автоматической поточной линии станков, является режим обработки и стойкость инструмента (см. Стойкость фрезы). Поскольку количество одновременно работающих инструментов на линии велико, выход из строя одного из них, смена или подналадка вызывают остановку всего автоматизированного участка. Оптимальную стойкость инструмента и, следовательно, режимы резания устанавливают опытным путем; намечаются возможности расчета этих факторов. В действующих поточных линиях станков 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.
Поточное производство характеризуется тем, что все оборудование установлено в порядке операций технологического процесса обработки, а обрабатываемые детали переходят с одной позиции на другую через определенные равные промежутки времени называемые темпом или тактом поточного производства.
Эффективность методов поточного производства состоит в том, что они позволяют применить наиболее передовую технологию, повышают производительность оборудования и труда, сокращают производственные площади и уменьшают длительность производственного цикла. Все указанные преимущества поточных методов обеспечивают большое снижение себестоимости, способствуют резкому количественному росту и улучшению качества продукции. Поточное производство представляет собой систему поточных линий, каждая из которых предназначена для изготовления деталей одного типоразмера или во всяком случае ограниченного количества типоразмеров.
Поточные линии могут иметь различную степень автоматизации производственного процесса. Линии можно подразделить на две категории - полуавтоматические и автоматические.
Полуавтоматическая поточная линия представляет собой автоматическую систему станков, машин и механизмов, в которой все операции производятся автоматически, кроме загрузки каждой заготовки, снятия ее и контроля изготовленных деталей.
Автоматическая поточная линия представляет собой автоматическую систему станков, машин и механизмов, в которой участие рабочего может требоваться только для загрузки заготовок на целую партию деталей (на некоторый промежуток времени работы линий), а также для контроля качества деталей.
Существуют автоматические поточные линии, в которых и контроль деталей автоматизирован.
Автоматизированные поточные линии могут быть однопоточными (за один такт обрабатывается одна деталь) или, когда требуемая производительность очень высока, многопоточными (за один такт изготовляется несколько деталей).
Высокая производительность может обеспечиваться также дублированием линий или увеличением количества станков на отдельных позициях. Автоматизированные линии подразделяются на линии непрерывного действия и линии периодического действия.
Автоматизированные линии могут строиться по следующим схемам: прямоточная, в которой все станки жестко связаны между собой, а детали, автоматически последовательно переходя с одного станка на другой, полностью обрабатываются (рис. 1, а). Такие линии часто называют жесткосвязанными.
Преимуществом таких линий является меньшее количество механизмов, минимальная площадь, занимаемая линией, и быстрая передача каждой детали с одного станка на другой.
Рис. 1. Схемы автоматизированных линий
Автоматизированные линии, состоящие из нескольких автоматизированных участков (рис. 1, б), имеют между участками автоматические склады - бункеры с перегружающими устройствами. В случае остановки одного из участков линии остальные могут известное время продолжать работать. Производительность таких линий выше, чем прямоточных, но они несколько сложнее и занимают большую площадь.
Наконец автоматизированные линии, состоящие из самодействующих станков (рис. 1, в), связаны друг с другом при помощи промежуточных складов или магазинных устройств. Каждый из станков может работать даже в том случае, если все остальные по каким-либо причинам ненадолго остановились.
Линия этого типа имеет количество магазинных устройств, равное количеству станков, и потери производительности происходят не только вследствие неисправности отдельных станков, но и по причине разных неполадок в магазинных приспособлениях.
Транспортирование деталей на автоматизированных линиях может быть сквозной или производиться сбоку или сверху. Наиболее выгодна сквозная транспортировка, но она не всегда возможна, поэтому часто транспортные системы автоматических станочных линий располагаются сверху или сбоку; в этих случаях необходимы дополнительные устройства для подачи и уборки детали в каждой позиции.
На токарные станки, установленные в автоматизированных линиях, заготовки загружаются при помощи штангового транспортера, автооператоров и перегружателей.
В современных конструкциях линий широко применяется автоматизированный контроль отдельных операций и готовой детали.
Агрегаты комплексной автоматизации, комбайны и автоматизированные линии представляют дальнейшее развитие многопозиционных станков.