Автоматические линии механической обработки классифицируются по ряду признаков (типы автоматических линий). В зависимости от величины штучного выпуска деталей применяются однопоточные линии (последовательного действия) и многопоточные линии (параллельно-последовательного действия). Линии делятся на параллельные потоки при большой программе, когда для выполнения операций технологического процесса требуется не по одному, а по два или более станков.
Места переходов от однопоточной линии к многопоточной и обратно делят линию на участки. Автоматическая линия может делиться на участки введением поворотных устройств и контрольных позиций.
Введение накопителей заделов делит линию на части, называемые секциями. В пределах секции станки оказываются взаимно сблокированными: неполадки какого-либо станка или иного агрегата, или элемента транспортной системы, или системы управления вызывают одновременный простой станков и всего оборудования секции, связанного с их работой. Это снижает коэффициент использования станка и делает невыгодными секции с большим количеством сблокированных станков. Для повышения коэффициента использования станков нужно уменьшать их количество в секции до одного станка, т. е. придавать каждому станку индивидуальный накопитель заделов. В связи с этим различают линии с жесткой (сблокированные линии для корпусных деталей) и свободной связью между станками (линии для небольших деталей - втулок, роликов, пальцев, колец, штифтов и т. п.).
Конструктивно жесткая связь между станками осуществляется общим шаговым транспортером, устанавливающим общий ритм работы станков. Свободная связь между станками выражается в том, что деталь, выдаваемая одним станком, подается в бункер или магазин другого. Неполадки одного станка не вызывают простоя другого.
Типы автоматических станочных линий по роду станков
По роду станков различают автоматические линии, образованные из: станков, специально построенных для данной линии; полуавтоматов и автоматов общего назначения; агрегатных станков; модернизированных (в отношении автоматизации) универсальных станков.
Типы автоматических линий по способу передачи обрабатываемых деталей
По способу передачи обрабатываемых деталей со станка на станок различают автоматические линии:
- со сквозным транспортированием с проходом детали сквозь места зажима; применяются при обработке корпусных деталей на агрегатных станках;
- с верхним транспортированием - горизонтальным в продольном направлении и вертикальным в поперечном; при этом освобождается доступ к станкам для их обслуживания, но осложняется транспортная система;
- с боковым (фронтальным) продольно-поперечным транспортированием; в этом случае необходимо устройство и для поперечной загрузки заготовок и съема деталей;
- с комбинированным транспортированием;
- с роторным транспортированием, применяемым в роторных линиях.
Выбор способа транспортирования зависит от рода обрабатываемой детали, ее конфигурации, веса и пр., характера технологического процесса, компоновки станков.
Типы линий механической обработки по расположению оборудования
По расположению оборудования различают замкнутые и незамкнутые автоматические линии механической обработки.
Замкнутые линии бывают круговые (при небольшом числе позиций с использованием поворотного стола - станки-комбайны) и прямоугольные.
Загрузка заготовок и съем деталей с замкнутой линии производятся в одном месте одним рабочим, что является преимуществом линии этого вида. С другой стороны, доступ к оборудованию для его обслуживания при замкнутом расположении линии может быть затруднен.
Большинство автоматических линий имеет незамкнутое расположение оборудования - прямолинейное, Г-образное, П-образное, Ш-образное, зигзагообразное.
Выбор расположения зависит от условий компоновки линии.
Прямолинейное расположение обеспечивает удобный доступ к оборудованию; оно естественно для однопоточной линии, допускает обработку детали (корпусного типа) с двух сторон, а для обработки со всех сторон требует введения устройства для поворота детали. Расположение Г-образное обладает теми же свойствами, но дает возможность обрабатывать корпусную деталь со всех сторон без введения специального устройства для поворота детали.
Если располагаемая длина цеха меньше длины поточной линии с линейным расположением станков, линию станков направляют в обратную сторону - получается П-образное расположение линии. Такое расположение применяется также для двухпоточных линий, а Ш-образное - для трехпоточных, оно простирается на участок или на секцию линии между накопителями заделов.
В комбинации с накопителями заделов для корпусных деталей, расположенными перпендикулярно направлению секции линии, получается сложное зигзагообразное расположение автоматической линии.
Основное влияние на тип автоматической линии оказывают вид детали и технологический процесс ее обработки, так как эти два фактора определяют выбор станков для обработки детали и вместе с принятыми типами станков оказывают решающее влияние на выбор транспортной системы линии. Эта система зависит не только от обрабатываемой детали, но и от компоновки станка.
Упомянутые выше элементы автоматической линии, включая ее транспортную систему, влияют не только на выбор типа автоматической линии, но и на ее компоновку.
Учет влияния названных факторов на выбор элементов автоматической линии при современном состоянии теории этих линий в значительной мере субъективен. Это приводит к различным вариантам решений, действительная эффективность которых может быть обоснованно оценена лишь в результате производственной достаточно длительной эксплуатации линий.
По мере роста применения автоматических линий расширяется разнообразие охваченных ими деталей. Поэтому основная классификация автоматических линий (по типу обрабатываемых деталей) хотя и является наиболее обоснованной, не может быть исчерпывающей, поскольку не может охватить все виды деталей и все типы автоматических линий.
По виду обрабатываемых деталей различают следующие типы автоматических линий:
- для корпусных деталей;
- для валов;
- для деталей в форме дисков (зубчатые колеса и др.);
- для колец шарикоподшипников;
- для мелких деталей (винтов, штифтов, роликов).
Автоматическая линия для обработки корпусных деталей
На рис. 1 показан тип автоматической линии, участок которой оснащен агрегатными станками для обработки отверстий в блоке автомобильного двигателя. В позиции 1 производится загрузка заготовок; на станке 2 растачиваются гнезда под впускные и выпускные клапаны; на станках 3 и 4 поочередно зенкеруются фаски и площадки под седла клапанов; на станках 5-8 сверлятся, зенкеруются и развертываются отверстия под втулки клапанов, а также нарезается коническая резьба в отверстиях под маслопровод и под пробки; на позиции 9 снимаются блоки цилиндров.
Рис. 1. Участок автоматической линии для обработки отверстий в блоке автомобильного двигателя
Автоматическая линия для обработки цилиндрических зубчатых колес
Тип автоматической линии обработки деталей (цилиндрических зубчатых колес) показан на рис. 2. Линия состоит из восьми автоматизированных станков, преимущественно общего назначения, и бункерного загрузочного устройства. На данном типе линий могут обрабатываться зубчатые колёса десяти типоразмеров. Переналадка линии при переходе на другой типоразмер зубчатого колеса при трех наладчиках занимает 4,5 ч. В позициях I и II производится черновая и чистовая обработка отверстия зенкерами и наружное обтачивание заготовки, в позиции III - окончательная обработка отверстия прошивкой, в позиции IV - подрезка торцов и снятие фасок, в позиции V - черновая и чистовая обработка зубьев фрезой, в позиции VI - зубозакругление, в позиции VII - окончательная обработка зубьев шевером.
Рис. 2. Автоматическая линия для обработки цилиндрических зубчатых колес
Промежуточные транспортные системы автоматических станочных линий находятся на уровне загрузки и расположены продольно вне рабочей зоны. Заготовки перемещаются по транспортеру на определенный шаг. Впереди каждого станка имеется перегружатель, который перемещается поперечно. Он снимает обработанную на данном станке деталь и перемещает ее на линию транспортера. После того как общий транспортер передвинется на один шаг, тот же перегружатель снимает подошедшую с предыдущего станка заготовку и устанавливает ее на последующий станок (см. Загрузочные устройства, питатели и отсекатели автоматических линий).
