Организация автоматических поточных линий (АПЛ)

В данном случае автоматизация исключает непосредственное участие человека в производственном процессе. Работа машин, оборудования и аппаратов при этом происходит по заданной программе, а рабочий осуществляет наладку автоматического оборудования, контроль за его работой, устраняет отклонения от заданных режимов.

Технической основой автоматизации производства являются автоматические станки и другие виды автоматизированного оборудования, промышленные роботы, манипуляторы, микропроцессорная техника, ЭВМ.

В массовом и крупносерийном производствах широко применяются автоматические поточные линии (АПЛ). Организационно АПЛ – это комплекс оборудования, расположенного в определенной технологической последовательности, связанный транспортными устройствами и средствами управления и обеспечивающий превращение исходных материалов в готовое изделие. Одной из разновидностей АПЛ являются роторные и роторно-конвейерные линии.

1) Автоматическая роторная линия (АРЛ) – это совокупность нескольких технологических и транспортных роторов, расположенных в общей станине в соответствии с принятой технологической последовательностью обработки или сборки деталей, и связанных приводом, обеспечивающим их синхронное вращение.(рисунок 1).

Рисунок 1.- Автоматическая роторная линия

Это позволяет автоматически выполнять основные и вспомогательные технологические операции.

Технологический ротор объединяет ряд инструментов для обработки или сборки деталей, обеспечивающих выполнение всего комплекса операций, включая прием и выдачу предметов обработки. Транспортный ротор представляет собой систему захватывающих органов и вспомогательных устройств. Он осуществляет транспортирование и выдачу предметов обработки на технологические роторы.

2) Автоматическая роторно-конвейерная линия – это многооперационная технологическая машина.  В ней операции выполняются в процессе совместного транспортирования изделий и инструментов. Инструмент отделен от исполнительных органов и размещен в замкнутых конвейерах, огибающих роторы, несущие исполнительные органы (рисунок 2).

Рисунок 2.- Автоматическая роторно-конвейерная линия

Вспомогательные операции, связанные с загрузкой и выгрузкой деталей, выполняются с помощью манипуляторов. Манипулятор представляет собой оснащенное захватом устройство, предназначенное для перемещения в пространстве обрабатываемого изделия, удерживаемого захватом. Программируемые манипуляторы, способные автоматически выполнять комплекс действий, предусмотренных программой, называются промышленными роботами. Чаще всего они используются для манипулирования материалами, деталями, заготовками, жалом точечной сварки, инструментом.

На базе промышленных роботов создаются робототехнические комплексы (РТК). РТК – это рабочее место, включающее в себя станок, аппарат, установку, промышленные роботы, систему управления комплексом, транспортные средства, накопительные емкости, контрольно-измерительные и диагностические устройства. РТК могут быть автономными или входить в состав автоматических линий, участков, цехов.

Рассмотрим типы автоматических линий.

1) По технологическому назначению выделяют:

а) линии, предназначенные для выполнения одного вида технологических операций. К ним относятся заготовительные, обрабатывающие, сборочные, гальванические и др.

б) линии для выполнения нескольких видов разнородных операций. Такие линии называется комплексными.

2) По количеству обрабатываемых изделий АПЛ линии делятся на:

а) однопредметные – это АПЛ, на которых ведется сборка одного изделия;

б) многопредметные – это АПЛ, на которых ведется сборка нескольких изделий.

3) По характеру движения обрабатываемых изделий между отдельными машинами АЛ делятся на синхронные и несинхронные.

а) Синхронные АЛ состоят из отдельных станков-автоматов, связанных между собой жесткими транспортными устройствами, которые передают детали в процессе обработки с одного станка на другой. Все машины такой линии работают в одном такте. При остановке одной из них, останавливается вся линия.

б) Несинхронные АЛ состоят из независимо по времени работающих машин с гибкой транспортной связью. Такие машины снабжаются бункерами-накопителями для хранения определенного запаса изделий, откуда они поступают на обработку. При остановке какой-либо машины линия продолжает работать, питаясь запасом деталей из бункера-накопителя.

4) АПЛ подразделяются также на непереналаживаемые и переналаживаемые.

а) Непереналаживаемые АЛ  компонуются из специальных станков, поэтому при переходе на другую конструкцию выпускаемого изделия они требуют значительной реконструкции.

б) Переналаживаемые АЛ  компонуются не из специального оборудования, а из специализированных и даже универсальных станков. Такие станки могут обрабатывать не одну, а ряд деталей в широком диапазоне габаритов, форм, размеров.

5) По способу транспортировки изделий АЛ (автоматические линии) подразделяются на:

а) линии с непрерывной транспортировкой деталей.

б) линии с периодической транспортировкой деталей.

 

Расчет автоматических линий

Расчетный такт АПЛ, в течение которого выдается готовая деталь или группа деталей, определяется по формуле:

= + + + ,  (или ), (4.1)

где  – длительность цикла лимитирующего станка или агрегата, мин.;

 – время освобождения транспортера от фиксации, мин.;

 – время перемещения транспортера, мин.;

 – время фиксации, мин.

Для автоматических линий непрерывного действия, у которых детали вывыдаются не периодично, а непрерывно = 0 и = 0.

Длительность цикла работы станка – это среднее время, в течение которого все циклически действующие узлы и механизмы линии совершают движения в заданной последовательности и возвращаются в исходное положение. Так, для металлорежущего оборудования  определяется по формуле:

= + + , мин.,                              (4.2)

где  – среднее машинное время, затрачиваемое непосредственно на формообразование с учетом врезания и выхода инструмента, мин.;

 – среднее вспомогательное время, затрачиваемое на зажим и фиксацию, на перемещение с позиции на позицию, на быстрый подвод и отвод, мин.;

  – среднее время ожидания срабатывания медленно работающих агрегатов в составе линии, мин.

Штучная производительность станочной АЛ определяется по формулам:

для однопоточной линии

 = · , шт./ч,                                       (4.3)

 где  – расчетный такт линии, мин./шт.;

 – эксплуатационный коэффициент, учитывающий техническое и организационное обслуживание АЛ и другие затраты времени;

для многопоточной линии:

 = p · · , шт./ч,                                    (4.4)

где p – количество потоков.

На АПЛ особенно сложны расчеты заделов. В бункерных АЛ образуются заделы двух видов: компенсирующие и пульсирующие.

1) Компенсирующие заделы  образуются в случае, если смежные участки АПЛ имеют разные такты работы

 = · , шт.,                                   (4.5)

где  – период времени для создания компенсирующего задела, т.е. временной интервал непрерывной работы смежных участков АПЛ с разными тактами работы, мин.;

    и  – соответственно меньший и больший такты работы смежных участков или операций линии, мин./шт.

2) Пульсирующие заделы создаются для поддержания ритмичности выпуска продукции поточной линии. Их назначение состоит в том, чтобы предупредить аритмию хода производственного процесса на отдельных операциях АПЛ.