Магазинные загрузочные устройства для пруткового материала
Магазинные загрузочные устройства для пруткового материала применяют в отрезных станках — при резке прутка на мерные заготовки, в прутковых токарных автоматах — для загрузки прутка в шпиндель станка, в бесцентрово-шлифовальных автоматах — при шлифовании прутков, в агрегатных станках — для резки прокатных профилей и пробивания отверстий в стенках и полках этих профилей.
Независимо от типа станочного оборудования, магазинные прутковые загрузочные устройства обладают общими конструктивными решениями с одинаковыми функциональными элементами, к которым относятся: стеллаж-магазин для хранения запаса прутков, расположенных ориентированно в один ряд или штабелем; механизм для поштучного отделения прутков из общей массы прутков и механизм подачи прутка в рабочую зону станка. Применение этих устройств определяется скоростью расходования прутка: чем быстрее расходуется пруток, тем выгоднее применение этих устройств.
При такой скорости расходования прутка рабочий, обслуживающий отрезной станок, практически будет постоянно занят у одного станка. Использование пруткового магазина позволит повысить производительность его труда и обеспечить возможность многостаночного обслуживания.
Магазинное прутковое устройство для загрузки прутков 10 в отрезной автомат 11 состоит из регулируемого стеллажа 9, механизма поштучной выдачи прутков 6, роликового конвейера 8, механизма подачи 1 прутка в рабочую зону станка и командоаппарата, обеспечивающего настройку автомата на резку прутков разной длины (рис. 21).
Угол наклона стеллажа можно регулировать в пределах 5—25°. Угол наклона устанавливается в зависимости от профиля прутков. Для круглого сечения угол выбирают равным 5—7°, для прямоугольного сечения этот угол выбирают максимальным.
Механизм подачи прутка в рабочую зону станка для резки на заготовки определенной длины включает самоцентрирующие тиски, смонтированные на подвижной каретке, приводимой в движение от гидроцилиндра. Скорость передвижения каретки составляет 1 м/с при точности позиционирования ±0,1 мм. Длину отрезаемого прутка настраивают с помощью упоров командоаппаратов 2. Полный цикл подачи прутка продолжается до Достижения конца прутка, и затем он автоматически выключается. Счет отрезанных заготовок осуществляется электрическим счетчиком, установленным на пульте управления 3.
Тиски рассчитаны на подачу прутков круглого профиля с d = 80 мм, квадратного — сечением 70×70 мм прямоугольного—100×50 мм. Механизм 6 поштучной выдачи прутков представляет собой набор дисков, смонтированных на общем валу, поворачивающимся на угол 90° с помощью привода с мальтийским крестом.
По образующей дисков установлены четыре приемных гнезда, расположенных под углом 90° друг к другу. Рабочий цикл автомата состоит из следующих последовательных операций. Прутки 10 под действием составляющей силы веса перемещаются к зоне отбора. После того как пруток войдет в гнездо поворотного диска, конечный выключатель дает команду на поворот дисков. Отделенный пруток переносится на роликовый конвейер 8, который транспортирует пруток к механизму подачи 1 до упора с конечным выключателем 2ПВ. Крайние положения хода каретки фиксируются конечными выключателями 4ПВ и 5ПВ. Команду на загрузку нового прутка выдает конечный выключатель ЗПВ в тот момент, когда конец предыдущего прутка разомкнет его контакты. Для установления длины прутка в магазине предусмотрена линейка 4 с оптической кареткой 5.
Манипуляторные загрузочные устройства с программным управлением
Манипуляторы с программным управлением (ПУ) являются одним из универсальных средств автоматизации вспомогательных и технологических операций. Они могут настраиваться на различные циклы работы и траектории движений. Характерные операции, выполняемые манипуляторами с программным управлением, определяются областями их применения.
В механическом производстве эти манипуляторы выполняют загрузку и разгрузку станков, межоперационное транспортирование и складирование деталей, перемещение деталей из позиций поступления и укладку в приемные позиции. При горячей и холодной штамповке манипуляторы загружают и разгружают оборудование, передают заготовки по позициям штамповки. При сварке и окраске манипуляторы перемещают орудия труда (сварочный аппарат, краскораспылитель и т. д.) в рабочей зоне. В сборочном производстве манипуляторы осуществляют подачу деталей по позициям сборки, сопряжения деталей и работу с переносными орудиями труда. В контрольных операциях манипуляторы проводят контроль деталей, отделение бракованных, сортировку по размерным группам.
Манипуляторы с ПУ делят на манипуляторы с числвым программным управлением (ЧПУ) и манипуляторы с цикловым программным управлением (ЦПУ). Манипуляторы с ЦПУ имеют фиксированные или изменяющиеся в определенной последовательности циклы движения. Их используют главным образом при загрузке деталей, подаче заготовок и снятии обработанных деталей со станков.
В манипуляторах с ЧПУ рабочие движения воспроизводятся по заложенной программе, при этом последовательность движений по отдельным осям выбирают и устанавливают свободно. Они способны выполнять сложные движения во многих направлениях. В автоматических линиях крупносерийного и массового производства указанные манипуляторы применяют главным образом при перегрузочных работах, где они выполняют циклически повторяющиеся действия по захвату деталей в позициях поступления, по переносу и укладке их в приемные позиции. В этих случаях манипуляторы используют в сочетании с накопителями. Детали, находящиеся в накопителях, должны быть достаточно точно расположены и ориентированы, чтобы можно было правильно захватить детали и перенести их в приемную позицию.
Общий вид манипулятора с ЦПУ, применяемого для укладки обработанных на автоматической линии валов, дан на рис. 22. Манипулятор состоит из станины 1 и смонтированной на ней каретки 4. В корпусе каретки размещена рука 3 с захватным механизмом. Цикловое движение каретки по порталу станины и вертикальное перемещение руки осуществляются с помощью реечно-шестеренного механизма с приводом от гидроцилиндров 6 и 7. Манипулятор производит однорядную и многорядную укладку обработанных валов в тару. Управление циклом работы манипулятора происходит с помощью упоров 5, действующих на соответствующие путевые конечные переключатели. Упоры настраивают на определенный размер укладываемых деталей в соответствии с числом рядов в таре. Наполнение тары манипулятором осуществляется в следующей последовательности. По команде с автоматической линии каретка 5 с поднятой рукой перемещается к позиции приема: это может быть лоток или же одна из позиций конечного магазина автоматической линии. После этого рука опускается вниз, захватывает обработанную деталь, поднимается и перемещается к таре 2. В тару детали укладываются рядами. Для выравнивания рядов столик, на котором устанавливается тара, делают наклонным.
Манипулятор может укладывать детали с их переменным кантованием на 90° или на 180°. Для выполнения кантования в верхней части руки предусмотрен гидроцилиндр поворота.
В манипуляторах с ЧПУ используются три вида приводов:
а) электрические — в сочетании с механическими передачами, с использованием шаговых электромоторов или сервомоторов. Этот вид приводов имеет ограниченное применение главным образом из-за недостаточных быстродействия, точности позиционирования и габаритно-весовых показателей;
б) гидравлические — с использованием гидроцилиндров, турбин, поршневых гидромоторов; вследствие высокой энергоемкости и малых габаритных размеров исполнительных механизмов наиболее распространен в настоящее время;
в) пневматические — с использованием иневмоцй'индров, различных пневмомоторов; пневматические приводы могут работать в тяжелых эксплуатационные условиях при запыленности, повышенной влажности, во взрывоопасных средах и т. д.
Наибольшее применение получили электронные системы управления с использованием интегральных полупроводниковых микросхем. Эти системы обеспечивают управление циклами работы манипуляторов в больших пределах, сохраняют в электронной памяти в цифровой форме различные данные по позициям движения, обеспечивают регулирование движений в любом диапазоне. С помощью этих систем цикл работы манипулятора задается методом обучения: автоматическим управлением приводами или же непосредственным проведением вручную руки манипулятора через весь цикл.
Системы управления позволяют вносить изменения в уже законченную программу, а также использовать любое число подпрограмм. В систему управления может быть включено измерительное устройство, в соответствии с результатами измерения которого могут быть выполнены дополнительные операции: так, например, при отклонении размеров деталей может быть проведена отбраковка; при неправильном положении детали на позициях перегрузки может быть вызван сигналом наладчик автоматической линии и т. д.
Манипулятор с ЧПУ может быть использован при загрузочно- разгрузочных операциях деталей, обрабатываемых на автоматической линии (рис. 23).
Решаются две задачи: 1) в первом случае манипулятор 3 разгружает заготовки из поддонов 2 рукой 4 с захватом 5 на приемную позицию 6 автоматической линии; 2) во втором случае манипулятор заполняет поддоны с конечной позиции автоматической линии.
Программу работы манипулятора составляют таким образом, что манипулятор в определенной последовательности осуществляет загрузку или разгрузку поддонов, установленных на подъемном столе 1. Система управления включает в себя электронные счетчики, используемые для получения числа деталей, которое нужно поставить в поддон или снять с него. Необходимое число деталей, которое должно быть установлено или снято, задают с пульта управления манипулятора.
По виду основания манипуляторы с ЧПУ для обслуживания станков делят на манипуляторы:
1) с подвижным основанием для обслуживания группы последовательно стоящих станков;
2) с неподвижным основанием напольного типа для обслуживания одного или нескольких вокруг стоящих станков.
Автоматическая линия для обработки деталей типа крышек, фланцев и заготовок зубчатых колес показана на рис. 24. Линия состоит из четырех взаимносвязанных токарных станков 6 с ЧПУ и одного горизонтально-расточного станка 1. Каждый станок оснащен барабаном для смены деталей, в котором обрабатываемая деталь находится в положении ожидания. Станки обслуживаются одним манипулятором 3 в последовательности, соответствующей вызовам станков. Заготовки, подаваемые подводящим транспортером 8, закрепляются вручную в зажимных патронах, служащими в данном случае технологическими спутниками. С позиции установки 9 обрабатываемые детали транспортируются подвижной тележкой 7 непосредственно к станкам или сначала к передаточным позициям 5, расположенным слева и справа от станков. Оттуда они поступают с помощью манипулятора в автоматический склад 2 для накапливания.
Станки имеют две позиции: рабочую и загрузочно-разгрузочную. Зажимной патрон с закрепленной заготовкой устанавливается манипулятором в загрузочно-разгрузочную позицию станка во время обработки предыдущей детали на рабочей позиции. Таким образом, происходит совмещение рабочих и вспомогательных циклов. Окончательная загрузка обрабатываемой детали в зону обработки станка осуществляется поворотным барабаном 4 станка. Обработанные детали вместе с патронами подаются на позицию установки, где они освобождаются и передаются на отводящий транспортер 10.
Напольный манипулятор с ЧПУ применяют при обслуживании двух единиц оборудования и конвейера (рис. 25). Заготовки, подаваемые подводящим конвейером 6, захватываются манипулятором 5 и устанавливаются в штамп пресса 1 и оттуда переносятся в горизонтально-ковочную машину 4. Обработанная деталь передается далее в производственный поток через отводящий транспортер 2. Управление манипулятором производится с пульта 3.
|