Автоматические линии сборки

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВЛАДИМИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ АЛЕКСАНДРА ГРИГОРЬЕВИЧА И

НИКОЛАЯ ГРИГОРЬЕВИЧА СТОЛЕТОВЫХ»

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

по дисциплине Основы автоматизации.

На тему: “Автоматические линии сборки.”

 

 

 

 

 

Выполнил:

ст. гр.  А-114 Андреев А.В.

Принял:

Шлегель А.Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЛАДИМИР 2014

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

            Автоматические линии сборки — это одна из последних инновационных разработок, предназначенных для автоматизации производства.

              Автоматическая линия сборки  представляет из себя совокупность  исполнительных и подающих автоматических  органов, количество и последовательность  которых варьируется в соответствии  с техническим заданием заказчика. Наличие такого устройства на  предприятии позволяет сократить  трудовые затраты и улучшить  качество выпускаемой продукции.

               Основным достоинством автоматической  линии сборки является ее многофункциональность: возможность производить на одном  оборудовании различные типы  деталей. Программа, способная изменять  режим производства, активируется  в ручном режиме (оператором) или автоматически. Таким образом, появляется возможность расширить ассортимент продукции с минимальными для этого затратами.

              Не смотря на свою стоимость, автоматические линии сборки, безусловно, остаются экономически выгодным  приобретением. В процессе сборки  не обязательно присутствие человека, оператор нужен лишь для изменения  программы и интенсивности работы, поэтому конвейер можно не  останавливать даже ночью. Данное  оборудование, при интенсивной его  эксплуатации, полностью оправдывает  себя в очень короткий срок.

Линии сборки имеют также автоматический контроль качества производимой продукции. При помощи специальной аппаратуры отслеживается каждый этап производства, а при выявлении брака, дальнейшая работа над изделием прекращается. Сигнал об этом поступает на пульт оператора управления линией, что позволяет быстро исправить неполадки.

 

1. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ СБОРКИ

1.1. Технологичность конструкций изделий и автоматизация производства

Автоматизация на любом уровне должна быть экономически обоснованной. Большое влияние на экономическую эффективность применения автоматизации оказывают два фактора:

• годовая программа выпуска;
• технологичность конструкции изделия и его элементов.

Чем больше программа выпуска, тем более благоприятные условия создаются для окупаемости затрат на автоматизацию и повышения экономической эффективности. Мощным средством увеличения программы выпуска является унификация элементов конструкции машин. Унификация как одна из форм стандартизации устанавливает минимальное количество видов и типоразмеров для элементов машин, обеспечивая их взаимозаменяемость и необходимое качество. Унифицированные детали, сборочные единицы и агрегаты используются в разных машинах. Например, крепежные детали, подшипники, зубчатые колеса, фильтры одинаковой конструкции применяются в разных автоматах.

В последние годы при решении задач автоматизации большое внимание уделяется технологичности конструкции машин. Под технологичностью конструкции понимают свойство изделий отвечать требованиям автоматизированного производства по выпуску изделий требуемого качества с минимальными затратами средств и времени. Основным показателем технологичности является стоимость изготовления. Опыт показывает, что 75 % стоимости изготовления изделия обусловлено его конструкцией, а при автоматизированной сборке эта зависимость доходит до 90 %.

Чем технологичнее конструкция изделия, тем меньше трудоемкость и стоимость изготовления, тем быстрее окупятся затраты на автоматизацию.

Различают технологичность деталей и сборочных единиц (агрегатов). Технологичность деталей рассматривают с позиций их изготовления и сборки агрегатов.

Технологичность детали с позиции ее изготовления определяется следующими основными факторами:

• материалом, массой, техническими требованиями;
• способом получения заготовки;
• типом детали (вал, диск, рычаг, корпус, зубчатое колесо), ее конфигурацией, симметричностью и устойчивостью конструкции;
• наличием труднообрабатываемых поверхностей, например поверхностей со сложным профилем, глубокими отверстиями небольшого диаметра и т. д.

 

Что касается технологических сборочных единиц и агрегатов машин под автоматическую сборку, то опыт позволил сформулировать следующий ряд определяющих факторов.

1. Построение  конструкции по блочному принципу  позволяет существенно упростить  конструкцию агрегата в целом и процесс его сборки. Блоки можно собирать параллельно и подавать в технологической последовательности на общую сборку агрегата.

2. Число деталей в блоке не должно превышать 7—10. С увеличением числа деталей в блоке преимущества блочного принципа уменьшаются.
3. Возможность применения типового сборочного оборудования снижает капитальные затраты и сроки их окупаемости.
4. Число различных направлений сборочных технологических движений должно быть минимально. Желательно, чтобы все движения сборки проводились в одном направлении, например сверху вниз. Особенно затрудняют автоматизацию движения под углом.

5. Необходима  полная взаимозаменяемость деталей  и элементов конструкции, поступающих на сборку, а также отсутствие регулировок. Наличие регулировок делает автоматизацию сборки практически невозможной.

Взаимозаменяемость является технологической основой автоматизации производства, когда детали агрегата изготавливаются независимо друг от друга. Это позволяет организовать процесс сборки агрегатов непрерывным потоком без регулировок и сортировок.

             1.2. Типы автоматических линий

По технологическому признаку различают линии механообработки, сборки, сварки, окраски и т.д., а также комплексные линии. Последние включают позиции штамповки, механообработки, термообработки и сборки.

 

По технологической гибкости линии бывают непереналаживаемые, для групповой обработки и гибкие. Линии для групповой обработки проектируются по условной детали, которая включает все элементы данной детали. Детали одной группы относятся к одному типу деталей (валы, диски, рычаги), имеют одинаковый технологический маршрут обработки и отличаются только размером поверхностей. Примером могут служить вилки карданных валов, промежуточные валы коробки передач, ступицы колес различных автомобилей.

Непереналаживаемые линии проектируются для обработки деталей с большой программой выпуска, конструкция которых не меняется длительное время (например, детали подшипников качения, изделия оборонной промышленности). Гибкие линии обладают возможностью переналадки для обработки однотипных хотя и различных деталей, имеющих одинаковый маршрут обработки.

Линии для групповой обработки характеризуются возможностью обработки двух-трех однотипных деталей без переналадки оснастки и оборудования. По принципу работы линии разделяются на две группы. Первую группу представляют линии циклического действия. Для этих линий характерна периодичность перемещения объекта производства по линии и цикличность работы, когда все элементы цикла (установка, обработка, снятие и транспортировка детали) выполняются последовательно один за другим, не перекрываясь по времени. Производительность линии циклического действия ограничивается из-за потерь на холостые ходы. Однако эти линии имеют большие технологические возможности, так как позволяют обрабатывать самые разнообразные детали и собирать разные агрегаты машин (двигатели, редукторы, фильтры и т.д.). Поэтому основной парк автоматических линий в машиностроении — это линии циклического действия.

Вторая группа линий по принципу действия — это линии непрерывного действия. В этих линиях объект производства перемещается непрерывно, и во время перемещения выполняются рабочие ходы. Таким образом сводятся к минимуму внутрицикловые потери и обеспечивается высокая производительность.

Линии непрерывного действия создаются на базе роторных машин, и их часто называют роторными линиями (рис. 1.1).

Возможность разместить на одном рабочем роторе большое число инструментальных блоков, выполняющих одну и ту же операцию, позволяет линии работать с высокой степенью концентрации операций и, следовательно, с высокой производительностью.

Линии непрерывного действия компонуются из рабочих роторов, связанных между собой транспортными роторами. На каждом рабочем роторе выполняется одна операция. Объект производства последовательно перемещается от одного рабочего ротора к другому и таким образом проходит весь технологический процесс.

Кроме высокой производительности роторные линии обладают еще одним важным достоинством. Они позволяют объединить операции с различной продолжительностью без изменения производительности всей линии. При этом изменяются размеры рабочих роторов и число инструментальных блоков. Вместе с тем роторные линии имеют ряд существенных недостатков, которые ограничивают область их применения. Основной недостаток связан с низкими технологическими возможностями этих линий. Инструментальные блоки совершают простые возвратно-поступательные движения, что позволяет выполнять только простейшие операции (прошивку, резку, дозировку, пайку и т. д.).

Так как число рабочих роторов определяется числом операций технологического процесса, роторные линии очень громоздкие и требуют достаточно больших производственных площадей.

Ограниченные технологические возможности роторных линий не позволяют применять их для обработки деталей сложной формы, больших размеров и с большим числом операций. Поэтому такие линии нашли в основном применение в пищевой, оборонной, электротехнической промышленности при изготовлении простых изделий без снятия стружки, методами штамповки, выдавливания, пайки, дозировки материала, для сборки и контроля, когда технологический процесс состоит из небольшого числа (до 8) простых операций.

 

 

 

Рис. 1.1. Схема построения и работа роторной линии: 1 — инструментальные блоки; 2 — стол; 3 — объекты производства; 4 — копир

 

     Ограниченные технологические возможности роторных линий не позволяют применять их для обработки деталей сложной формы, больших размеров и с большим числом операций. Поэтому такие линии нашли в основном применение в пищевой, оборонной, электротехнической промышленности при изготовлении простых изделий без снятия стружки, методами штамповки, выдавливания, пайки, дозировки материала, для сборки и контроля, когда технологический процесс состоит из небольшого числа (до 8) простых операций.

По виду связи между позициями различают линии с жесткой и гибкой связью.

Отличительным признаком линии с жесткой связью является то, что объект производства непосредственно перемещается от одной позиции к другой. На (рис. 1.2.), показана схема такой линии с шаговым транспортером. Штанга транспортера 2 совершает возвратно-поступательные движения и обеспечивает шаговое перемещение заготовок с помощью толкающих элементов («собачек») 5 по направляющим 4. На (рис. 1.2, б) показана условная схема этой же линии, которой удобно пользоваться на практике.

Жесткая связь между позициями обусловливает согласованность по времени (синхронность) работы машин. Либо все заготовки одновременно обрабатываются, либо одновременно все транспортируются. Поэтому эти линии часто называют синхронными линиями.

Линии с жесткой связью компактны, просты в управлении, имеют низкую стоимость. Однако они эффективны, только если станкоемкость позиций примерно одинакова и число позиций небольшое (8... 12). Основным недостатком линий с жесткой связью является их низкая надежность, так как при отказе одной позиции простаивает вся линия. Это снижает ее производительность

 

Рис. 1.2. Схема автоматической линии с жесткой связью: 1 — рабочая позиция; 2 — транспортер; 3 — холостая позиция; 4 — направляющая; 5 — толкающий элемент

 

Стремление повысить надежность линий привело к созданию линий с гибкой связью. Гибкость связи на линии достигается установкой накопителей между позициями или участками. Накопителями называют специальные устройства — емкости для размещения заготовок. Основное назначение накопителей — локализовать отказы, предотвратить остановку линии.