Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Технічні засоби робототехнічних систем
Лекція 10
Тема: ТРАНСПОРТНІ ТА СКЛАДСЬКІ ЗАСОБИ РТС
План
1.Транспортні засоби РТС
2. Автоматизовані складські системи
Література:
1.Транспортні засоби РТС
Конвейєром називають машину для безперервного транспортування виробів. Відмітною особливістю багатьох конструкцій конвейєрів, разом з виконанням функцій по переміщенню заготівок, є можливість утворення невеликих міжопераційних заділів, що забезпечують незалежну роботу складних верстатів в складі РТС. Є конструкції конвейєрів, які при транспортуванні виробляють розподіл заготівок на декілька потоків .
За способом транспортування конвейєри ділять на безперервної і переривистої (дискретного) дії.
1.1.1 Конвейєри безперервної дії.
Найбільш поширені стрічкові (рисунок 10.1, а) і ланцюгові (рисунок 10.1, б) конвейєри. Грузонесущим і тяговим органом для переміщення заготівок 3 в таких конвейєрах служить стрічка 4 (звичайно металева) або втулково-роликовий ланцюг 7, які натягнуті на барабани 1 або зірочки 6, змонтовані в корпусі 5. Для запобігання їх провисання передбачені направляючі планки 2. Такі конвейєри застосовують для відносно легких заготівок 3, припускаючих зношування поверхні через прослизання стрічки (ланцюги) під заготівками. Крім того, конвейєри з металевою стрічкою використовують для транспортування стружки.
Роликові конвейєри складаються з роликів 2, зміцнених на осях в корпусі 5 (рисунок 10.1, в) . Роликам повідомляється обертання від приводу 1 через замкнутий ланцюг 6 і зірочки 4, закріплені на осях роликів. Переміщення заготівок 3 або пристосувань-супутників відбувається під дією сил тертя, що виникають між створюючою роликів і заготівками, що дозволяє подавати їх з підпором. Ролики посаджені на осі з невеликим натягом через фрикційні втулки, запресовані в ролики, що дозволяє їм прослизати у момент знаходження під зупиненими заготівками.
Конвейєр-розподільник складається з корпусу 2, усередині якого на зірочках 7 натягнутий замкнутий ланцюг 8 з консольно зміцненими (через крок) пальцями 4, переміщаючими деталі 3 (кільця, фланці) по направляючій 5 (рисунок 10.1, г). Заготівки подаються в конвейєр через механізм прийому 1 (з відсікачем), а видаються через механізми видачі 6. Такий конвейєр застосовують для розподілу заготівок, що котяться, між паралельно діючими верстатами.
Двовалкові конвейєри використовують для переміщення з підпором циліндрових заготівок 3 (рисунок 10.1, д), наприклад, кілець, втулок, дисків. При переміщенні заготівки обертаються, що дозволяє застосувати вказані конвейєри для завантаження — вивантаження безцентрових круглошліфувальних верстатів. Валкові конвейєри мають різні виконання залежно від форми валів 5. Найбільш поширеною конструкцією є конвейєр з конічними валками, з кутом конуса при вершині до 2'. Обертання двом валкам, закріпленим в корпусі 4, надається від приводу 1 через ланцюгову передачу 2 і зірочки 6, встановлені на осях валів.
Гвинтові конвейєри використовують для переміщення заготівок упоперек і уздовж осі. В першому випадку (рисунок 10.1, е) спіралі 4 гвинтів 5, що знаходяться в кориті 6, розташовані так, щоб заготівка 3 лежала між ними без перекосу. Гвинтам повідомляється синхронне обертання від приводу 7 через ланцюгову передачу 1 і зірочки 2. Для переміщення заготівок уздовж осі гвинти встановлені так, щоб виступи одного гвинта вільно входили б в западини іншого. В цьому випадку заготівка переміщається по зовнішній поверхні спіралей між гвинтами.
Вібраційні конвейєри використовують в тих випадках, коли скрутно переміщати заготівки 3 іншими способами (наприклад, через їхню здатність зчіплятися) . Основним недоліком вказаних конвейєрів є можливість вібрації сусіднього технологічного обладнання. Конвейєр складається з лотка 2 (рисунок 10.1,ж), пружин 1 і основи 6. Лоток одержує рух від електромагнітного вібратора 4 (або від ексцентрикового механізму) з пружною ланкою 5.
Пневматичний конвейєр (рисунок 10.1, з). Переміщення заготівок 3 в корпусі 4 конвейєра, розташованого похило під кутом, меншим кута тертя, здійснюється стислим повітрям (тиск 0,01-0,02 МПа), що подається через отвори 5 або 2, просвердлені під кутом на опорній 4, а іноді і на бічних 1 поверхнях. Заготівки рухаються в корпусі під дією струменів стислого повітря, створюючих повітряний прошарок завтовшки 0,01-0,02 мм між заготівками і поверхнею 4.
Лоткові гравітаційні конвейєри призначені для гравітаційного переміщення заготівок коченням по роликах або ковзанням по похилій (в більшій частині прямий) поверхні завдовжки 2—5 м і більш (рисунок 10.1, і,к). Кут нахилу конвейєрів встановлюється залежно від способу переміщення заготівок, їхньої маси і матеріалу. При переміщенні деталей качением а = 5 ... 10' (рисунок 10.1, і), а при скачуванні по роликах а = 3 ... 5 (рисунок 10.1 к). Для кожної конкретної заготівки і способу її переміщення виробляється підбір кута нахилу конвейєра з урахуванням допустимої швидкості зіткнення деталей, при якій на поверхні їх (при ударах) не утворюються дефекти у вигляді забоин, вм'ятин . Конвейєр для переміщення заготівок 4 качением складається з опорної 3 і двох бічних 2 стін (рисунок 10.1, і). Для запобігання мимовільного випадання заготівок 4 (особливо при великому куті нахилу) передбачена запобіжна смуга /. В конвейєрах для переміщення заготівок 4 по вільно, роликам, що обертаються, 6 (рисунок 10.2, д) останні встановлюють на осях 8, зміцнених в бічних стінах 2, які між собою жорстко сполучають стягуваннями 7. В якості ролика використовують шарикопідшипник або два шарикопідшипники, запресовані у втулку. Для зменшення швидкості переміщення заготівок в лоткових конвейєрах, застосовують амортизації 5, звисаючі ремені, а також різні конструкції спусків.
1.1.2 Конвейєри періодичної дії
Крокові конвейєри найбільш поширені і бувають двох типів: з собачками (рисунок 10.2,а), що забираються, або захватними пристроями, що повертаються (рисунок 10.2,б). В першого типу конвейєрів заготівки 3 (супутники) переміщають по направляючих 2 захоплення у вигляді підпружинених храпових собачок 4, закріплених на осях в штанзі 1, скоюючій поворотно-поступальний рух за допомогою гідравлічного циліндра 5. При русі штанги вперед собачки упираються в заготівки і переміщають їх на крок. При зворотному ході собачки утоплюються в штангу і проходять під заготівкою, не пересуваючи її. Основним недоліком конвейєра є засмічення стружкою храпових собачок.
В другого типу конвейєрів (див. рисунок 10.2, б) заготівки 3 переміщають по направляючих 2 захватні пристрої у вигляді прапорців 4, закрвплених нерухомо на круглій штанзі 1, скоюючій послідовно поворотно поступальний і обертальний рухи за допомогою гідравлічних циліндрів 5 і 7 і важеля 6. При русі штанги вперед прапорці упираються в заготівки і переміщають їх на крок. Потім штанга повертається на кут (при якому прапорці не зачіпають деталі) і повертаються в початкове положення. Далі прапорці опускаються, і цикл повторюється. Вірогідність засмічення стружкою прапорців в цьому конвейєрі менше.
Перекладаючі планкові конвейєри звичайно застосовують для переміщення заготівок 3, для яких не припускає пошкодження обробленої поверхні при ковзанні по направляючих 2 (рисунок 2, в) . Заготівки рухаються по направляючих послідовним перекладом за допомогою планки 1, скоюючій рух від ексцентриків, що обертаються, 4 по складному циклу: підйом, рух вперед, опускання, рух назад.
Пилкоподібні конвейєри застосовують для переміщення заготівок типу вал упоперек осі. Конвейєр одинарної дії (рисунок 10.2,г) складається з двох нерухомих пилкоподібних рейок 2, між якими розміщено дві рухомі рейки 1, переміщувані вгору — вниз від кулачкового (кривошипного) механізму 4. В результаті цього руху рухомі рейки перекидають заготівки 3 через вершини нерухомих рейок. Для збільшення, продуктивності в конвейєрах подвійної дії (рисунок 10.2, д) рухомі рейки 1 зміщені щодо нерухомих 2 на півкроку. Принцип роботи конвейєра аналогічний попередньому. Деталі скочуються по похилій частині рейок під дією сили тяжіння.
Гребінчасті конвейєри призначені для переміщення заготівок із заплечиками, типу шатун, (рисунок 10.2, е) і мають дві направляючі 1, між якими розміщена гребінка 2, скоююча рух вгору — вниз (з амплітудою 8—10 мм) за допомогою приводного механізму 4. В процесі переміщення шатун 3 заплечиками великої головки спирається на гладкі направляючі 1, а нижньою частиною малої головки — на зубці гребінки при нахилі шатуна на кут 6—10' від вертикальної площини по ходу руху. При підйомі гребінки шатун зміщується великою головкою по направляючих у бік нахилу, а при опусканні гребінки він зміщується малою головкою в ту ж сторону; в результаті шатуни переміщаються вперед.
Кроковий конвейєр-накопичувач з керованими собачками. Розглянуті вище крокові конвейєри (рисунок 10.2, а, би) не забезпечують використовування запасу заготівок, тому вони не можуть бути накопичувачами. Конвейєр з керованими собачками, крім переміщення деталей, виконує функцію їхнього накопичення. Він включає дві направляючі 3, по яких рухаються деталі 7 (рисунок 10.2, ж) за допомогою подвійної штанги 1 з собачками 11 (діючими від гідроциліндра 9), розміщуваній між направляючими. На одній з направляючих 3 на осях 14 встановлені поворотні важелі 5 контролю наявності заготівки 7. За відсутності заготівки короткий кінець важеля підіймається, а довгий опускається.
Собачки на штанзі закріплені на осях 10. Над однією штангою встановлені планки 4, кожна з яких шарнірно, через вісь 6, пов'язана з собачкою 11, а також з штангою 1 через ланку 13, несуче ролик 8. Таке з'єднання утворює систему паралелограмів, що забезпечують управління положенням собачок. При русі штанги / вліво крайня ліва планка 4, натрапляючи на нерухомий упор 2 на направляючій 3, повертає всі ланки 13 і собачки 11 (за годинниковою стрілкою) в неробоче положення. При переміщенні штанги управо ролик 8 ланки 13 одного з паралелограмів натрапляє на опущений довгий кінець важеля 5 на вільній позиції II. В результаті цього при подальшому пересуванні штанги відбувається поворот ланки 13 і собачки 11 даного паралелограма, а також (через планки 4) ланок і собачок подальших паралелограмів проти годинникової стрілки. Собачки приймають робоче положення, спираючись на упори 12 (див. рисунок 10.2, ж, штрихова лінія) . Штанга, рухаючись вперед, захоплює на позиції І собачками заготівки 7, розташовані до позиції II, і переміщають їх на крок. Якщо позиція II виявиться зайнятою, то поступове весь конвейєр заповниться заготівками. При звільненні позиції II всі заготівки на конвейєрі пересунуться на крок.
Для переміщення деталей з остаточно обробленою опорною поверхнею застосовують також прохідний конвейєр-накопичувач з керованими підйомними собачками, в якому деталі транспортуються перекладом.
1.1.3 Засоби для поділу (об’єднання) потоків
В ГАВ часто використовують пристрої (конвейєри, підйомники), які разом з виконанням основної функції по переміщенню деталей розподіляють їх на два — три потоки. До спеціальних пристроїв для розподілу потоку відносять стрілки, показані на рисунок 3. Стрілка 1 (рисунок 10.3,а), прикріплена на осі 2 до основи лотка 3, під впливом електромагніту 4 може приймати два положення. Завдяки цьому переміщувані заготівки 5 потоку А прямують в потік Б або В. При зворотному переміщенні заготівок відбувається з'єднання потоків Б і В один потік А. На рисунок 3, б показаний дільник потоку А на три.— Б, В, Г, при цьому роль стрілки виконує поворотний лоток 1, який працює від пневматичного приводу 3 і може приймати три положення (для потоків Б, В, і Г). Заготовки 2 подаються в дільник по роликах, що вільно обертаються, 4, 5, закріплених в стінках лотків, поштучно чи порційно, для запобігання заклинювання.
1.2 Підйомники
Підйомником називають машину для вертикального транспортування виробів. За способом транспортування підйомники розділяють на підйомники безперервної і переривистої дії.
1.2.1 Підйомники безперервної дії
Вібраційні підйомники (рисунок 10.4, в) використовують для переміщення дрібних деталей 2 по гвинтовому лотку 3, прикріпленому до вертикальної труби 4, встановленій на основі 1. Трубі повідомляються кругові коливання (з невеликою амплітудою) від дисбалансового вібратора 3. Основними недоліками підйомника є: необхідність заповнення всієї траси лотка деталями, а також поява при роботі сильного шуму і вібрації підлоги.
1.2.2 Підйомники переривистої дії
Штовхаючі підйомники (рисунок 10.4, г) застосовують для переміщення деталей типу кілець, фланців стовпом на невелику висоту (до 1 м). Деталі 4 переміщає в шахті 3 підйомника повзун 1, скоюючий поворотно-поступальний рух за допомогою кривошипно-шатунного механізму 6. Деталі в шахті при опусканні повзуна затримуються підпружиненою клямкою 2. Поступають деталі в підйомник по похилому лотку 5. Підйомник має недоліки: після закінчення роботи в шахті залишається заділ деталей; поворотно-поступальний рух механізмів не дозволяє підйомнику працювати з великою продуктивністю.
Кроковий підйомник використовують для переміщення крупних деталей типу кілець підшипників, гільз, поршнів на торці. В корпусі 3 підйомника (рисунок 10.4,д) розміщений замкнутий ланцюг 8, натягнута на зірочки 2,7. Нижня зірочка 2 одержує обертання від електродвигуна через редуктор 1. На лицьовій стороні корпусу на направляючих зміцнена жвава каретка 4 з привідними роликами 12. Каретка сполучена з ланцюгом 8 і при її переміщенні може займати нижнє А і верхнє Б положення. У верхній частині корпусу передбачено привідний пристрій для обертання роликов-12 каретки в положенні Б, складається з електродвигуна з редуктором 6 і зірочки 5. Ролики на каретці через осиизвездочки70(рис.. 4, д вигляд Р) сполучені замкнутим ланцюгом 9. В положенні А на ролики каретки встановлюється деталь 13. При пуску електродвигуна ланцюг 8 піднімає каретку 4 з деталлю в положення.Б і зупиняється, при цьому зірочка, що обертається, 5 редуктора 6 з’єднується з ланцюгом 9. Завдяки цьому ролики 12 починають обертатися і переміщати деталь з каретки 4 на конвейєр 11.
Ланцюговий підйомник-розподільник для кілець, фланців. (рисунок 10.5). Переміщення деталей 1 в підйомнику відбувається на їхній зовнішній поверхні твірної. Відмінною особливістю підйомника є можливість розподілу одного потоку деталей на декілька потоків. Підйомник складається з каркаса, звареного з двох швелерів 4, 27, основи 28 і кришки 12. Між швелерами на зірочках 10, 26 натягнутий дворядний втулково-роликовий ланцюг 25 з прикріпленими (через крок 300—500 мм) повідцями 16 для підйому деталей 7. Ланцюг одержує рух від електродвигуна з редуктором 19 через зірочку 14 і ланцюгову передачу 15, натяг якої регулюється гвинтом 22 при переміщенні кронштейна 20 з редуктором. Натяг ланцюга 25 досягається при переміщенні каретки 13 від гвинта 11, в якій розміщений вал верхньої зірочки 10. Для запобігання випадання при переміщенні деталей 1 з повідців 16 передбачені дві бічні направляючі 21, закріплені на гвинтах 3, угвинчених в планки 23, які приварені до швелерів 27. Залежно від діаметра деталей направляючі можуть регулюватися. З лицьової сторони каркаса передбачено дві качалки 5, встановлені на поворотних важелях 24. Залежно від ширини деталей качалки можуть переміщатися ближче до ланцюга і далі від нього.
Деталі поступають в підйомник по лотку 2, а виходять по лотках 7 7, 18, число яких може бути один, два, три, залежно від кількості потоків деталей. Видача деталі з повідця 16 у верхній лоток 11 відбувається при наштовхуванні деталі 1 на скошену частину нерухомого копіра 9. Видача деталі в другий лоток 18 здійснюється поворотним копіром 6, діючим від електромагніту 8 через важіль 7.
1.3 Транспортні роботи
Транспортні роботи призначені для автоматизації операцій і процесів переміщення, що виконуються в цехах, на виробничих ділянках і між цехами. Відповідно до характеру операцій, що виконуються, і процесів переміщення транспортні роботи здійснюють функції як транспортних робочих, так і спеціалізованого підйомно-транспортного устаткування. Одночасно транспортні роботи є джерелом інформаційного забезпечення автоматизованих систем управління виробництвом і технологічними процесами, оскільки видають інформацію про місце знаходження переміщуваного предмета виробництва і про реальний час виконання операції переміщення.
Залежно від призначення, технологічних особливостей застосування і функцій, що виконуються, на промислових підприємствах упроваджуються транспортні роботи з верхнім розташуванням шляху (монорельсові, просторові або мостові), з нижнім розміщенням шляху (напільні, рейкові або безрейкові) і з комбінованим розташуванням шляху, коли одна з опор транспортного робота рухається по верхньому підкрановому шляху, а інша опора (візок) — по на підлозі або нижче розташованій рейці.
Транспортні роботи можуть мати рухомі і нерухомі ЗП, які у свою чергу можуть бути активними (можуть захоплювати, утримувати з необхідним зусиллям при виконанні операції і звільняти від затиску переміщуваний предмет при закінченні виконаної операції переміщення) і пасивними (тільки підтримувати переміщуваний предмет без необхідного зусилля захоплення). Транспортні роботи з пасивним захопленням застосовують тільки в комплекті з додатковими пристроями і механізмами, що забезпечують установку переміщуваного предмета на початку виконання операції переміщення і його зняття після закінчення, цієї операції.
Робот може переміщатися або по примусовому маршруту (тобто в строгій відповідності із заданою циклограмою, контроль за виконанням якої і управляючі команди на виконання операцій забезпечуються цикловими системами управління) або по вільному маршруту (тобто між будь-якими позиціями завантаження і розвантаження, що знаходяться на шляху в межах обслуговуваного майданчика цеху, ділянки).
Застосування транспортних роботів з рухом по вільному маршруту вимагає застосування в якості пристроїв управління мікроЕОМ у зв'язку з необхідністю розв'язання логічних задач вибору напряму руху, управління приводами, контролю положення транспортного робота на детермінованому шляху і вибору найкоротшого маршруту переміщення.
У разі застосування на одній ділянці декількох транспортних роботів, що переміщаються по детермінованому шляху, виникає необхідність групового управління цими роботами, додатковими пристроями і механізмами для завантаження і розвантаження роботів, а також механізмами зміни детермінованого шляху руху транспортних роботів в цілях вибору найкоротшого шляху переміщення і забезпечення контролю за безаварійним одночасним рухом декількох роботів.
Розглянемо основні технічні, характеристики транспортних роботів, розроблених і упроваджених на ряді підприємств машинобудування і приладобудування.
Рейковий транспорт на підлозі. До цієї групи відносяться: рейкові транспортні візки з кабельним енергетичним живленням і зв'язком з ЕОМ, візки з живлячим силовим кабелем, змонтованим в спеціальному пазу в підлозі виробничого приміщення між рейками; візки на низько розташованому монорельсі, на підлозі візки з ланцюговим приводом.
Транспортні роботи такого типу переміщаються по прямолінійному рейковому шляху, оснащуються системами циклового програмного управління і можуть підключатися до систем групового управління комплексом транспортно-складського устаткування, оснащеним малими ЕОМ.
Важливим технологічним моментом в застосуванні візків цього типу є можливість розміщення технологічного устаткування уздовж рейкового шляху в довільному порядку. Завдяки можливості програмування руху в обох напрямах візок забезпечує послідовну доставку вантажів до будь-якої одиниці устаткування.
До недоліків візків на рейкових трасах на підлозі і на низько розташованому монорельсі, а також на ланцюговій тязі або енергетичним живленням від траси, змонтованої в пазу підлоги, відносяться перш за все значна металоємність і капітальні витрати при монтажі, підвищені вимоги до техніки безпеки і певні труднощі при виникненні необхідності перебудови транспортних шляхів.
Монорельсові транспортні роботи. До цієї групи відносяться роботи, призначені для переміщення деталей і заготівок партіями в тарі з складу-накопичувача на робочі місця і між робочими місцями.
Різновидом монорельсових транспортних роботів є підйомно-транспортні маніпулятори, які призначені для автоматизації завантаження і розвантаження підвісних вантажонесучих конвейєрів (вже діючих в цехах) шляхом навішування на них або зняття одиничних вантажів або підвісок з вантажами. Рейковий шлях таких маніпуляторів вмонтовують поряд із конвейєром і паралель йому. Електровізок з приводом від спеціального шинопровода переміщається по рейці разом зі встановленою на ній ПР. Робот маніпулює виробами і виконує найпростіші технологічні операції: орієнтацію, укладання, перенесення і перестановку, завантаження, розвантаження вантажонесучих підвісок конвейєра.
При знятті заготівок з підвісного конвейєра він відповідно до програми приходить в початкове положення і чекає сигналу від пристроїв автоматичної адресації про рух підвіски з вантажем. По управляючому сигналу встановлений на візку важіль висувається і забезпечує зачеплення робота з конвейєром (підвіскою), після чого вся система рухається з однією швидкістю. Під час руху робот захоплює вантаж, підводить його і виносить із зони конвейєра важіль виходить із зачіпляти, і робот транспортує вантаж необхідну позицію уздовж свого рейкового шляху.
Мостовий транспортний робот. Якщо монорельсові транспортні роботи можуть обслуговувати тільки адреси відправки і отримання вантажу, розташовані безпосередньо під трасою монорельса, то транспортний робот мостового типу дозволяє обслуговувати площу цеху в заданій сітці координат адрес. При деякому ускладненні системи управління застосування таких транспортних роботів дозволить створювати транспортні системи ділянок цеха, не залежні від розміщення обслуговуваного технологічного устаткування.
Робокари. Безрейкові візки для роботи на підлозі -— робокари — створені для застосування в ГВС. Їхньою особливістю є наявність на борту стежачої системи, що забезпечує програмоване переміщення по замкнутій індуктивній або світловідбиваючій трасі, прокладеній в підлозі або на підлозі виробничого приміщення. Крім того, передбачено програмування зупинок робокар і вибір їхнього найкоротшого шляху до заданого пункту. Акумуляторні батареї забезпечують безперервне автономне живлення приводу руху робокари протягом 6 ... 8год. Робокари, використовувані в ГПС, можуть оснащуватися встановлюваними на борту ПР або різними автоматичними завантажувально-розвантажувальними механізмами, що взаємодіють із стаціонарними приймально-передаючими пристроями або накопичувачами на робочих місцях і автоматизованому складі.
Застосування робокар в якості внутрішньоцехового або міжцехового транспорту в цілому ряді механоскладальних виробництв дозволяє добитися позитивних змін в організації виробничого процесу, економіці і техніці безпеки
Для організації виробничого процесу використання робокар забезпечує високу маневреність при невеликих по ширині проїздах і проходах, незалежність від об'ємно-планувального розв'язання виробничого приміщення, простоту•перестройки транспортної траси при зміні технологічного процесу, можливість оптимізації вантажопотоків і підвищення ритмічності виробництва за рахунок варіантності транспортних трас, значні резерви розширення функціональних можливостей, широкий діапазон вживаних засобів управління, високу надійність системи за рахунок заміни транспортних засобів, що відмовили, можливість переходу з автоматичного на ручне управління, з використанням робокар ліквідовуються простої устаткування, забезпечується економія виробничої площі за рахунок прокладки трас в проходах і проїздах, вивільняються водії внутрішньоцехового транспорту і робочі, зайняті на навантажувально-розвантажувальних операціях, з'являється можливість розширення вантажопотоків за рахунок збільшення кількості транспортних засобів або подовження траси, досягається висока енергоекономічність приводів транспортних засобів.
З точки зору техніки безпеки використанням робокар забезпечується автономність періодичного застосування, виключається забруднення навколишнього середовища, усувається захаращується площ виробничих цехів стаціонарними транспортними системами, забезпечуються зручність обслуговування технологічного устаткування, автоматизація навантажувально-розвантажувальних операцій, а також зниження цехового травматизму, підвищується культура виробництва. Областями застосування робокар до складу АТСС є заготовче виробництво (термічні, травильні, ливарні, складально-зварювальні, паяльні, листоштампувальні роботи, пресування пластмас), механообробне виробництво, складальне виробництво при потоковому методі складання і т. п.
Для запобігання аварій робокари обладнуються бамперами безпеки. При наїзді на перешкоду бампер прогинається, спрацьовує датчик, який посилає сигнал на включення гальмівної системи. Розглянемо як приклад схему функціонування робокари МП-12Т. По команді датчика робочого місця "потрібні заготівки" : система управління АТСС визначає адресу команди, що вчинила, і робот-штабелер доставляє тару із заготівками на приемо-відвантажувальну позицію. Тара має кодовий номер, який зберігається в оперативній пам'яті бортової мікроеом. Вантажна платформа робокари розрахована на розміщення 10 тарних ящиків. Робокара починає рух по трасі, прочитуючи номери робочих місць, що зустрічаються . При збігу номерів робочого місця і тари, що є на платформі, робокара зупиняється, коректує своє положення по електронно-оптичному датчику і встановлює на робоче місце необхідну тару. За наявності на робочому місці тари з готовими деталями робот встановлює її на приймально-відправний пристрій.
Візок (рисунок 10.6) складається із зварної рами 11 з двома осями (в нижній частині), несучими дві пари ходових коліс 12. З торців рами змонтовані жваві бампери 8 для автоматичного включення системи гальмування і зупинки візка у разі наїзду її на сторонні предмети або людей. Приводом візка є електродвигун постійного струму з редуктором 13, передаючим рух на колеса 12. На рамі встановлений також механізм фіксації 10 візки, складається з електродвигуна з редуктором, здійснюючого через гвинтову пару переміщення фіксаторів в отвір колодок, встановлених в місцях останову візка. При зворотному обертанні валу електродвигуна відбувається расфиксация візки.
У верхній частині рами змонтована плита 2 з роликовими направляючими планками 5 для базування супутника 1 і клямка 4 для запобігання зсуву супутника при русі візка. Для переміщення супутника з направляючих планок 5 на агрегат завантаження або на осередок оперативного накопичувача і назад передбачений привід 6, робота якого розглянута вище (див. рисунок 10.6) . Електроживлення до електроустаткуванні візка підводиться за допомогою кабеленесущей ланцюга 3. Необхідні налагоджувальні рухи візка (по елементах циклу роботи) здійснюються з пульта управління 7. Переміщення візка по трасі відбувається по рейках 14, змонтованим в підлозі цеху. Є конструкції самохідних візків, в яких траєкторія задається кабелем, прокладеним в підлозі цеху в канаві, залитою епоксидною смолою. В цьому випадку створюється замкнутий контур змінного струму з магнітним полем, що забезпечує індуктивне управління візка. Використовують також самохідні візки, керовані лазерним променем .
Рисунок 10.7 - Транспортний робот мостового типу
2. Автоматизовані складські системи (АСС)
Автоматизовані склади грають важливу організуючу роль в роботі ГАВ і її зв'язку з іншими цеховими і заводськими підрозділами.
Якісно виконане складське устаткування забезпечує гнучку організацію РТС, всього цеху або заводу в цілому, спрощує схеми технологічного процесу оброблюваних виробів, скорочує потребу в площі і підвищує зручність і безпеку обслуговування робочих ділянок.
Автоматизовані склади споруджуються на різних етапах технологічного процесу; їх можна підрозділити на:
1) склади матеріалів, які знаходяться на початку виробничої ділянки ГАВ і призначені для складування висхідних матеріалів;
2) проміжні склади, які розташовуються на готельних ділянках ГАВ і призначені для складування запасів заготівок, необхідних у разі зупинки або несинхроннності процесу обробки на різних ділянках ГАВ;
3) склади готової продукції, які можуть виконуватися або в кінці виробничої ділянки ГАВ, або на певній ділянці автоматизованого складу.
На автоматизованих складах ГАВ зберігаються не тільки оброблювані вироби, але і порожня тара, інструмент, пристосування, змінні захоплення і запасні частини, для технологічного устаткування і промислових роботів.
Автоматичний склад має декілька технологічних ділянок: для зберігання вантажів, прийому і видачі вантажів із зони зберігання, прийому і видачі вантажів на внутрішньосистемний транспорт ГАВ.
У складі ГАВ автоматизовані склади виконують дві основні функції: оперативну і накопичувальну. Оперативна функція полягає в зберіганні і доставці на робочі місця заготівок і напівфабрикатів, що становлять міжопераційні заділи, а також комплектів технологічного оснащення, підготовленого для поточних операцій. Комплекти технологічній, інструментальній і мерительной оснащення після виконання операції повинні повертатися на склад або в секцію підготовки інструменту і оснащення.
Накопичувальна функція полягає в зберіганні страхових запасів заготівок, а також готових деталей, призначених для комплектації і подачі на збірку у вигляді вузло- і машинокомплектів.
В автоматизованих складах матеріали, заготівки і різні пристосування зберігаються в комірках на спеціальних стелажах.
В автоматизованих складах широко використовуються різні засоби механізації і автоматизації транспорто-накопичувальних операцій: підвісні, стрічкові, пластинчасті конвейєри, рольганги і т.д., а також спеціальні штабелювальні крани. Штабелювальні машини і крани призначені для укладання штучних вантажів на полиці вертикальних стелажів або для витягання їх із стелажів. Крім того, в автоматизованих складах для штучних заготівок і виробів застосовується спеціальна транспортно-складська тара. Також використовуються спеціальні пристрої для передачі тари (навантаженої або порожньої) з штабелюючої машини на накопичувач, з накопичувача на транспортну систему ГАВ або в іншому напрямі, технічні засоби систем автоматизованого управління складом.
Особливу групу складають механізми, призначені для укладання вантажів в стелажі або укладання одного вантажу на інший, наприклад ящиків. Для цих цілей використовують штабелеукладальники або штабелери з вилчастими ЗП. Штабелери можуть мати ручний або електричний привід.
Залежно від типу і конструкції стелажів і штабелюючих машин автоматичні склади бувають: 1) стелажні з блоковими або клітинними стелажами, із стелажними кранами-штабелерами, з мостовими кранами-штабелерами або напільними роботами;
2) конвейєрні: елеваторні, прохідні (гравітаційні), підвісні.
Між стелажами в кожному проході повинен бути встановлений окремий навантажувально-розвантажувальний агрегат. В особливих випадках один агрегат може обслуговувати декілька стелажів, але тоді він забезпечується додатковим пристроєм для перекладання його з одного проходу в інший або мостовим краном-штабелером. На рисунку 10.8 приведені деякі принципові схеми автоматичних стелажних складів. На рисунку 10.8 а показаний склад з одним однорядним стелажем 7, а на рисунку 10.8 б — двома однорядними стелажами. Стелажі 1 обслуговуються одним автоматичним стелажним краном-штабелером 2, який укладає в комірки стелажу поданий на перевантажувальний пристрій 3 вантаж або залежно від програми забирає його (супутник із заготівкою, інструмент або пристосування і т.д.) з комірки стелажу і подає на перевантажувальний пристрій, звідки вантаж за допомогою вживаного в ГАВ транспортного засобу доставляється на верстат.
Однорядний стелажний накопичувач 1 дозволяє встановлювати вантаж з будь-якої сторони стелажу. Така конструкція прощає доступ до всіх комірок складу. В аварійних ситуаціях супутники із заготівками можуть бути подані уручну кран-балкою на перевантажувальний стіл 3. Тим самим усуваються простої верстатів в ГАВ.
Склади з автоматичними стелажними кранами-штабелерами отримали в ГАВ щонайбільше застосування, оскільки вони займають мало місця, мають високу продуктивність і більш легко піддаються автоматизації. Недоліки: при невеликій висоті приміщення вантажомісткість однієї секції невисока, і споруді довгих стелажів знижується продуктивність крана-штабелера.
Стелажний склад, показаний на рисунок рисунку 10.8 в, обслуговується одним мостовим краном-штабелером 2, який залежно від програми може встановлюватися в першому або в другому проході між стелажами . Перевантажувальні столи 3 можуть знаходитися залежно від компоновки складу або в однорядних стелажів, або в середині в дворядного стелажа. Подібні автоматичні склади з мостовими кранами-штабелерами отримали застосування в одиничному або дрібносерійному виробництві.
Склади з одним однорядним стелажем (рисунок 10.8 а) розміщують уздовж виробничої ділянки верстатів ГАВ.
Склади з лінійною компоновкою декількох стелажних накопичувачів і з автоматичним стелажним краном-штабелером (рисунок 10.8 б) або з мостовим краном-штабелером (рисунок 10.8 в) отримали застосування при лінійних компоновках ГАВ. При цьому подача заготівок від перевантажувального столу складу до перевантажувальних столів верстатів і назад здійснюється спеціальними транспортними засобами. Склади із стелажними кранами-штабелерами використовують при великих вантажопотоках і невеликих об'ємах зберігання, склади з мостовими кранами-штабелерами — при менших вантажопотоках і великих об'ємах зберігання матеріалів, заготівок і готових виробів. При великих вантажопотоках і об'ємах зберігання вантажів звичайно є один склад для заготівок, інший — для готових виробів, які розташовуються по торцях технологічної лінії ГАВ.
В тих випадках, коли при незначній номенклатурі вантажів потрібні порівняно великі запаси матеріалів напівфабрикатів і інших виробів, знайшли застосування автоматизовані гравітаційні склади. До складу такого складу (рисунок 10.8 г) входить транспортер 6 подачі вантажів на склад, кран-штабелер 2 для подачі вантажів на гравітаційні стелажі 7, кран-штабелер 8 для видачі вантажів із стелажів складу і транспортер 9 подачі заготівок до верстатів ГАВ. Особливістю гравітаційного складу є роликові дороги. Потік вантажу завжди йде тільки в одному напрямі (див. стрілки на рисунку г): або на склад, або зі складу.
Гравітаційні склади дозволяють ефективно використати площу і об'єм виробничого приміщення, оскільки між стелажами відсутні проходи.
Розміщення складів ГАВ залежить від типу і характеру виробництва, виробничої програми, типу внутрішньоцехового і внутрішньосистемного транспорту, характеристик будівельної частини виробничого корпусу, в якому розміщується ГАВ (ширини прольоту, корисної висоти, допустимих навантажень на підлогу і т.д.), а також від типу і устаткування самих складів, їхніх основних параметрів і інших чинників. Крім того, необхідно ураховувати також склад і величину транспортних партій деталей, послідовність їхнього запуску на обробку, число одночасно оброблюваних типоразмірів деталей, транспортні потоки і т.д.
Найбільш раціональною є така компоновка складів в ГАВ, коли вони максимально наближені до технологічного устаткування. Таким чином, при плануванні автоматизованого складу в ГАВ необхідно ураховувати кількість, тип, розміри складованих виробів і транспортної тари; площу основи складу; передбачувану завантажувальну можливість подальшого розширення складу.
При цьому необхідно звернути увагу на наступне:
1) матеріали, що займають щонайбільший об'єм, повинні бути розташовані так, щоб максимально зменшити шлях проходження при видачі їх з складу;
2) одиничні вироби при доставці повинні бути згруповані для зберігання на піддонах, складських конвейєрах або інших відповідних пристроях;
3) піддони повинні бути високо штабельовані, зберігання на конвейєрах економно лише при багатоярусній компоновці;
4) на повністю автоматизованому складі повинні бути тільки два потоки матеріалів: на склад і зі складу;
5) кількість типорозміров упаковок (тари) повинна бути мінімальною.
Устаткування автоматичних складів налічує: стелажі для зберігання виробів, складську тару (піддони), штабелюючі машини, транспортери, що приймально-видають пристрої і інше устаткування.
До складської тари відносяться піддони, пристосування-супутники, ящики. При обробці деталей в ГАВ на багатоцільових верстатах заготівки звичайно встановлюються і закріплюються спеціальних пристосуваннях-супутниках, на яких вони транспортуються як до верстатів ГАВ, так і на склад. Штучні заготівки, напівфабрикати звичайно транспортуються на піддонах, в які вони залежно від типу заготівок або засипаються навалюванням, або укладаються в певному порядку. Конструкція піддонів повинна бути такою, щоб можна було захоплювати і транспортувати заготівки складськими машинами і щоб їхні габарити відповідали коміркам стелажів складу.
Найбільш часто на складах ГАВ застосовують металеві або пластмасові піддони, які виготовляють у відповідності з ГОСТ.
Стелажі призначені для зберігання піддонів з виробами або супутників. Стелажі можуть бути сталевої профільної конструкції — каркасні, бетонної конструкції або із сталі і бетону, конструкція стелажів повинна бути пристосованою до найбільш повного заповнення об'єму складу.
Стелажі сталевої профільної конструкції застосовують, при різному ваговому навантаженні, монтаж їх порівняно нескладний, але вони вимагають ретельного догляду, оскільки є небезпека появи корозії в різних місцях. Стелажі бетонної конструкції володіють доброю протипожежною і корозійною стійкістю, не вимагають ретельного догляду, але значно дорожчі і складніші при монтажі. Комбіновані стелажі більш зручні для монтажу, дозволяють економити метал, але за ними необхідний певний догляд.
Стелажі для зберігання виробів можуть бути одно-, два- і багаторядними. При використовуванні однорядного стелажу (а) можна брати і ставити піддони або супутники в задану комірку з будь-якої його сторони. Дворядні стелажі володіють більшою компактністю, ніж однорядні. Проте при використовуванні одного крана-штабелера в дворядному стелажі необхідні додаткові комірки — вікна для передачі піддонів або супутників з одного ряду на інший за допомогою роликових конвейєрів і інших спеціальних механізмів. Структура стелажів багаторядних може бути різною.
Штабелюючі машини призначені для обслуговування складів із стелажними накопичувачами. Вони завантажують піддони із заготівками, напівфабрикатами і т.д. , або супутники із закріпленими на них оброблюваними деталями в комірки накопичувачів, а також видають їх залежно від програми, отриманої від ЕОМ або іншої системи управління, До штабелюючих машин відносяться стелажні крани-штабелери і мостові крани-штабелери, які можуть бути з ручним управлінням, напівавтоматичними і автоматичними. Конструкції кранів-штабелеров повинні забезпечити найбільш повне використовування об'єму зони зберігання стелажних накопичувачів, тобто можливість обслуговування всіх комірок складу. Швидкості переміщення штабелюючих машин по горизонталі і вертикалі повинні бути достатньо великими для досягнення високої продуктивності. Але при цьому необхідна також можливість їхнього переміщення і з малими швидкостями до 2 м/хв для мостових кранів і до 4 м/хв для стелажних, оскільки це дуже важливо для їхнього точного позиціонування щодо комірок складу.
Для прикладу на рисунку 10.9 показаний стелажний кран-штабелер РШ-500. Він призначений для транспортування вантажів з масою до 500 кг і габаритами 800х600х320 мм. Кран-штабелер виконаний на рамній конструкції. Рама 2 встановлена на каретці в якій розташований привід для горизонтального переміщення штабелера по рейковому шляху 6 з верхньою направляючою балкою 1. Каретка 3, на якій змонтоване здвоєний телескопічний ЗП вантажу 4, переміщається по направляючих рами 2 у вертикальному напрямі від приводу 5. Для точного останову штабелера щодо комірок стелажу використовується гальмівний пристрій 7. Швидкість переміщення штабелера по рейковому шляху в горизонтальному напрямі 2-65 м/хв, каретки по вертикалі від 2 до 18 м/хв, висунення телескопічного ЗП 10 м/хв. Точність позиціонування при горизонтальному переміщенні штабелера ± 2 мм, при вертикальному переміщенні каретки ± 4 мм і висуненні ЗП ± 3 мм. Кран-штабелер може використовуватися в приміщенні заввишки 5,2 м.
На рисунку 10.9 б показана кінематична схема штабелера АТС-1, призначеного для виконання транспортно-перевантажувальних операцій з супутниками, що входить в автоматизовану транспортно-накопичувальну системуАЛП-3-1.
Штабелер складається з корпусу 3 рамної конструкції, каретки 2 з телескопічним столом 1. Телеськопічний стіл 1 служить для прийому-передачі супутників. На висувній платформі телескопічного столу встановлені направляючі планки 7 для орієнтації супутника 4 і утримання його при переміщеннях штабелера.
Штабелер переміщається уздовж стелажу накопичувача по направляючих. Він приводиться в дію від електродвигуна М2 постійного струму через черв'ячний редуктор 10 і зубчате колесо 2 z = 64, сполучене із зубчатою рейкою 15, встановленій на направляючій 6. Штабелер переміщається на роликах 5 по направляючих, змонтованим на верхній площині стелажу накопичувача і спирається роликами 8, розташованими на нижній корпуси штабелера, на направляючу двотаврову балку. Каретка 2 з телескопічним столом 1 переміщається у вертикальному напрямі по осі У на роликах по направляючих колон корпусу. Вона приводиться в дію від електродвигуна постійного струму М1 через черв'ячний редуктор 11, вал 12, конічні зубчаті колеса z = 54, z =54 і рейкове колесо z = 32, яке зчіплюється з рейкою 13, закріпленій на корпусі штабелера. Робота штабелера і каретки контролюється перетворювачами інформації — обертовими трансформаторами ВТМ-1В, які змонтовані безпосередньо на кінцевих ланках черв'ячних редукторів.
Телескопічний стіл 11 приводиться в дію від електродвигуна МЗ через черв'ячний редуктор 14 і систему зубчатих коліс і рейок.
Управління штабелером здійснюється по командах ЕОМ через пристрій ЧПУ. Система програмного управління роботою штабелера має чотири стандартні цикли:
При отриманні команди від ЕОМ на вихід штабелера на задану адресу включаються приводи переміщення штабелера уздовж стелажу-накопичувача по осі X і вертикального переміщення каретки по осі У. Штабелер приходить на задану адресу проти комірки з супутником і зупиняється. Починається виконання одного з циклів роботи штабелера, наприклад "Узяти супутник з комірки накопичувача".
Каретка з телескопічним столом опускається по осі У на 25 мм від початкового положення, після чого подається команда на висунення телескопічного столу по осі Z, тобто введення платформи телескопічного столу в осередок накопичувача під супутник, що стоїть на ложементах в комірках. Після установки телескопічного столу в крайнє переднє положення подається команда на підйом каретки по осі У на 50 мм. При переміщенні каретки супутник знімається з ложементів комірок накопичувача і платформа телескопічного столу зі встановленим на ній супутником повертається в початкове положення осі Z, яке контролюється кінцевим вимикачем, після чого каретка встановлюється в початкове положення по осі Z Після повернення каретки в початкове положення дається дозвіл на переміщення штабелера з супутником по осі X на адресу, задану ЕОМ.
При виконанні стандартного циклу роботи штабелера "Поставити супутник в комірки накопичувача" штабелер по команді від ЕОМ виходить на задану адресу і зупиняється біля вільної комірки стелажу-накопичувача. Каретка по осі У підіймається на 25 мм від початкового положення, після чого подається команда на висунення платформи телескопічного столу з супутником, що стоїть на ній, в зону комірки накопичувача. Після виходу телескопічного столу в крайнє переднє положення дається дозвіл на опускання каретки по осі У на 50 мм, при цьому супутник встановлюється на ложементи комірки накопичувача. Після установки супутника в комірки накопичувача платформа телескопічного столу повертається в середнє початкове положення і дається команда на установку каретки в початкове положення по осі У. Після повернення каретки в початкове положення дозволяється виконання штабелером наступного циклу роботи, заданого ЕОМ. Штабелер призначений для транспортування виробів з масою до 150 кг. Швидкості переміщення штабелера 15 м/мин, каретки — 9 м/мин, телескопічного столу — 8,6 м/мин.
Рисунок 10.9 – Штабелююча машина
Рисунок 10.1 – Конвеєри безперервної дії.
Рисунок 10.2 - Конвейєри періодичної дії
Рисунок 10.3 – Засоби для поділу потоків
Рисунок 10.4 – Підйомники
Рисунок 10.5 - Ланцюговий підйомник-розподільник
Рисунок 10.6 – Автоматичний самохідний візок
исунок 10.8 – Автоматизовані складські системи