Механизация и автоматизация процессов сборки и сварки

МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ И СВАРКИ Механизированные и автоматизированные поточные линии Классификация: по степени синхронизации операций: прямоточные (прерывно-поточные) с неполной синхронизацией операций (с гибким ритмом), непрерывно-поточные с полной синхронизацией операций (с жестким ритмом); по степени непрерывности технологического процесса: с дискретным технологическим процессом (поштучная подача, сборка, сварка и обработка заготовок и полуфабрикатов), с непрерывным технологическим процессом(непрерывная подача, сборка, сварка и обработка полосы, ленты, проволоки); по степени механизации и автоматизации: механизированные поточные, комплексно-механизированные, полуавтоматические, автоматические, комплексно-автоматизированные линии (участки, цехи, производства); по схеме транспортировки изделий: без транспортировки (стационарные непрерывно-поточные линии), со сквозной схемой (без перестановок изделий), с несквозной схемой (с перестановками изделий); по числу потоков в линии: однопоточные с последовательным или параллельным агрегатированием позиций без изготовления или с изготовлением подузлов изделия, многопоточные со смешанным агрегатированием позиций; по типу транспортной связи между позициями линии: с жесткой связью (без заделов), с гибкой связью — с заделами между позициями или между жесткими участками линии; по возможности переналадки на разные типы изделий: однопредметные (массово-поточные), не переналаживаемые, многопредметные или многономенклатурные (серийно-поточные) — переналаживаемые и не переналаживаемые; по типу межоперационного транспорта: с универсальным транспортом, со специализированным шаговым транспортом, с распределительным конвейером, с рабочим конвейером, с конвейером толкающего типа, роторного типа. Основные схемы поточных сборочно-сварочных линий (табл. 13): Сквозная схема требует применения специализированного оборудования и оснастки, способных пропускать сквозь себя транспортное устройство с изделием. Это позволяет избежать непроизводительных потерь времени, связанных с перестановкой изделия с главного транспортера к рабочему месту. ч Несквозная схема. Ее преимуществом является невысокая стоимость сварочного оборудования. Переход на новый тип изделий в таких линиях намного упрощается по сравнению со сквозной схемой, требующей для этого, как правило, полной замены всей линии. Однопоточные линии с последовательным агрегатированием позиций. К этому типу относятся линии 1—12 (см. табл. 13) со сквозной транспортировкой изделий и линии 13 и 14, как типичные для несквозной транспортировки. Пунктирной линией в табл. 13 разграничены однопоточные линии, в которых не предусматривается изготовление подузлов изделия, от линий, представляющих собой однопоточные системы жестко связанных участков, в которых, помимо изготовления изделия, предусматривается и изготовление входящих в него основных подузлов При этом линии 1—5 построены по замкнутой схеме, а линии 6—12 — по незамкнутой схеме. Как правило, замкнутые схемы предусматривают транспортировку изделий на тележках. В линиях, предусматривающих изготовление подузлов, входящих в изделие, возможны схемы с разными способами сквозной транспортировки. Линии с замкнутой сквозной схемой. Механизированные линии с производительностью 20—60 изделий в час часто строят по схеме 1 и 2, именуемой иногда «каруселью», которые представляют собой круговой или эллиптический пульсирующий, или непрерывно движущийся конвейер с закрепленной на нем оснасткой (спутниками). При этом схему 2 можно выполнять как горизонтально, так и вертикально - замкнутой. Последняя занимает меньшую площадь, но требует устройства приямков для возвратной ветви конвейера, которую к тому же нельзя использовать для работы. Автоматические линии со спутниками могут быть выполнены по двум вариантам: а) с возвращением спутников в вертикальной плоскости (схема 3). б) с возвращением спутников в горизонтальной плоскости (схема 4). Линии с незамкнутой сквозной схемой. В таких полуавтоматических и автоматических линиях широко используется шаговый транспорт. По схеме 6 (см. табл. 13) строят как механизированные, так и автоматические линии (с доставкой готовых частей к линии со стороны на место их присоединения к базовой части). Схему 7 (см. табл. 13) используют на механизированных линиях, имеющих большую протяженность. Схему 8 применяют в двух случаях: 1. при крупногабаритном оборудовании, размещающемся в линии только под углом(например, машины со сменными штампами) по отношению к сетке колонн; 2. при доступности для установки частей изделия с двух сторон внешнего угла, образуемого двумя транспортерами (на схемах обозначены стрелками Схемы 9—12 (см. табл. 13) предназначены для построения однопоточных систем жестко связанных участков с изготовлением в них основных подузлов, входящих в изделие. Схема 11 имеет в начале линии два параллельных участка по изготовлению подузлов, заканчивающихся одним участком окончательной сварки собран­ных узлов. Такие линии сборки-сварки работают в комплексе с линиями штамповки основных деталей, входящих в сварной узел. Схема 10 представляет пример встречных потоков сборки и сварки подузлов в одно изделие, выдаваемое из середины линии. Линии с несквозной схемой транспортировки с перестановками изделий. Схема 13 (см. табл. 13) аналогична схеме 6, а схема 14— схеме 11, описанным выше с той разницей, что в линиях использовано оборудование, не приспособленное для сквозной транспортировки. Однопоточные линии с параллельным агрегатированием позиций. К ним относятся линии со схемами 18—21 (см. табл. 13), которые встречаются реже и вызваны необходимостью выполнять на малопроизводительном одинаковом оборудовании большие программы однотипных изделий. Наилучший выход — создание линий роторного типа (схема 21). Многопоточные линии (схемы 23—26 в табл. 13) дают расходящиеся - сходящиеся потоки, так как смешанная схема агрегатирования появляется в результате невозможности в одном потоке синхронизировать операции разной длительности, которые нельзя дифференцировать на более мелкие части (переходы). В этом случае используются параллельные ветви линии, производительность которых кратно меньше производительности основной ветви. Отличие многопоточных линий со смешанным агрегатированием от однопоточных систем жестко связанных линий с изготовлением в одном потоке подузлов, входящих в изделие. Несмотря на сходство схемы 11 со схемой 25,они принципиально отличаются, так как в первом случае перед нами однопоточная схема с изготовлением на параллельных участках разных подузлов одного изделия на разном (по типу и числу единиц) оборудовании, а во втором случае — это многопоточная линия с изготовлением на параллельных участках одинаковых изделий на одинаковом оборудовании, число единиц которого также одинаково.Схема 26 аналогична схеме 23, но с применением универсального оборудования, встраиваемого лишь в линии с несквозным транспортом. Линии с применением толкающих конвейеров, будучи составной частью комплексной линии с изготовлением подузлов (схема 5, табл. 13), позволяет без перевешивания подузла со спутника подавать его сразу на главную сборочно-сварочную линию. Роторные линии Применяют в массовом производстве (свыше 1500 шт/ч) изделий небольших габаритных размеров (до 500 мм в длину и до 300—500 мм в поперечнике) простой формы, т.к. они удобны для автоматического захвата изделий и ориентирования последних относительно инструментов. Роторными они названы потому, что сборка, сварка и другие виды обработки осуществляются автоматически на непрерывно вращающихся многопозиционных столах с вертикальной осью вращения (роторах) в едином транспортном потоке. В табл. 13 роторные линии представлены схемой 21 в графе несквозных схем транспортировки с перестановками изделий. Несквозными они являются потому, что транспортный поток идет по периферии автоматов роторного типа. Для передачи с одного рабочего ротора Р на другой в линиях роторного типа используют транспортные роторы Т, снабженные захватами, переставляющими изделия из рабочих блоков одного ротора в рабочие блоки другого. Основными преимуществами роторных линий являются: 1. однопоточность транспортной схемы при параллельном агрегатировании операций различной продолжительности; 2. возможность вести обработку на оптимальных режимах, благоприятных с точки зрения надежности работы оборудования; 3. независимость транспортной скорости от технологической скорости сварки или обработки, так как скорость транспортировки в роторных линиях зависит лишь от заданной производительности и шага между рабочими блоками; 4. возможность подналадки или замены инструментов рабочих блоков на ходу 5. возможность использования транспортных роторов для выполнения межоперационных транспортных операций, связанных с переворачиванием изделий вверх дном или изменения уровня перемещения и т. п Линии с гибкой транспортной связью (см. схемы 15, 16, 17, 22 и 27 в табл. 13). Создание страховых межоперационных заделов между отдельными машинами или между участками автоматической линии позволяет поддерживать работу всей линии при кратковременной случайной остановке одной из ее машин. Межоперационные заделы подразделяют на пассивные и активные. Пассивными называют заделы узлов, дета­лей или заготовок, создаваемые, пополняе­мые и расходуемые вручную. Такие заделы находятся поблизости от сборочно-сварочной линии на специальных площадках, рольгангах, поддонах и т. п. Межоперационные пассивные заделы образуются в прямоточных линиях, страховые пассивные заделы создают, например, в линиях с распределительными конвейерами. Активными называют заделы-накопители, пополняемые и расходуемые автоматически. Простейшими активными накопителями заделов могут быть полозы, лотки, желоба, наклонные рольганги, монорельсы и т. п. универсальные гравитационные транспортеры в сочетании с отсекателями, автооператорами и механическими руками. В автоматических линиях, построенных по схемам 15, 16, 17, 22 и 27 (см. табл. 13), для этой цели применяют автоматические загрузочные устройства (АЗУ). Для крупных изделий и заготовок в автоматических линиях используют механизированные штабели (магазины) со штабелерами. Многопредметные (серийно-поточные) линии. Не переналаживаемые переменно-поточные линии —запуск однотипных изделий осуществляется партионно-последовательно без переналадки основного и вспомогательного оборудования и оснастки (например, в производстве обечаек одинаковой длины, но разных диаметров, или наоборот — при приварке днищ к обечайкам одинакового диаметра, но разной длины). Если же на аналогичной линии одновременно идет изготовление на разных местах изделий разного типоразмера (не партионно), то такую линию называют не переналаживаемой групповой линией (с групповым потоком). Такие линии могут работать без переналадки только за счет неизменности режимов сварки (и другой обработки) изделий, отличающихся между собой лишь по какому-нибудь размеру, не влияющему на продолжительность операций, выполняемых на линии, и на положение ориентирующей и крепежной оснастки на рабочих местах. Переналаживаемые переменно-поточные линии необходимы в том случае, когда за одной линией закрепляют разнотипные изделия с одинаковой маршрутной технологией, но отличающиеся режимом сварки и обработки. Отличия в геометрии таких изделий весьма существенны, но не настолько, чтобы оснастку и оборудование нельзя было быстро переналадить на партию изделий другого наименования. Групповой поток в таких линиях невозможен. Как и на штамповочных прессах, в сварочных машинах с левой и правой стороны выведены пути для предварительной установки на тележках сварочных «штампов». Такой штамп включает в себя сварочные трансформаторы, пистолеты, отрезки направляющих для шагово-балочного транспортера грейферного типа, приспособления для фиксации изделия и быстроразъемные электрические, пневматические и муфты для подвода охлаждающей воды. Поезд из двух штампов (левого и правого) при переналадках перемещают в левую или правую сторону поперек потока. Переналадка линии занимает 1—2 ч.