Автоматизация загрузки мехатронного станочного оборудования

Актуальность проблемы

Время установки и снятия заготовок со станка определяет многие экономические показатели и влияет на стоимость обработанной детали. Автоматизация загрузки детали позволяет снизить время простоя станков. Можно провести анализ возможных вариантов автоматической загрузки мехатронного станочного оборудования с числовым программным управлением.

Способы автоматического транспортирования

Транспортным операциям уделяется большое внимание, так как существует необходимость правильно загрузить и подать деталь для обработки на станке. Существуют следующие виды транспортирования заготовок:

• самотечное,
• принудительное,
• вибрационное.

Самотечное транспортирование весьма распространено, так как для него не требуется индивидуальных механизмов и источников энергии. Принудительное транспортирование перемещает изделия с заданным ускорением в любом нужном направлении. Вибрационное – транспортирование с чертами от самотечного и принудительного.

Способы автоматического питания и ориентирования

Рассмотрим различные загрузочные приспособления.

Разновидности загрузочных устройств

Самотечное транспортирование характерно для загрузочных устройств, состоящих из одних лотков. Иногда к лотковым механизмам ЛМ (а) добавляют питатель П. Питатель П служит для подачи изделия в нужную зону для обработки. Существуют специальные магазинные загрузочные устройства (б) с увеличенным объемом лотка (М – магазин, Л – лоток). Загрузочные устройства бункерного типа (в) имеют специальную емкость, которую называют бункером. Бункерные загрузочные приспособления имеют сложное строение. Ножевой толкатель 1 выталкивает заготовки в определенном положении. Сбрасыватель 2 сталкивает детали с неправильным положением. Отсекатель О выдает детали из магазина. Бывает, что следует подать деталь в строго определенном положении. Для этого существуют бункерные загрузочные приспособления с механизмом автоматической ориентации АО (г).

Бункера с поштучной выдачей деталей

Карманчиковые бункера

Карманчиковый бункер имеет следующее строение: диск с карманами 1, кожух 2, отводящий лоток 3, привод 4. Вращение диска позволяет деталям попасть в карманы. Затем изделия, поднявшиеся вверх, попадают в приемный лоток.

Карманчиковый бункер

Крючковые бункера

Бункера крючкового типа позволяют загружать заготовки с внутренними отверстиями (например, втулки). Бункер с крючками работает следующим образом. Крючки 4, расположенные на диске 3, поднимают изделия из кожуха 6. Заготовки попадают в приемник 2, а затем в лоток 1.

Крючковый бункер

Бункера c непрерывной выдачей деталей

Заготовки могут непрерывно подаваться под действием сил инерции, веса и трения. В этом случае не требуется никаких механизмов для вывода изделий из кожуха бункера.

Трубчатые бункера

Действие собственного веса заготовки актуально в трубчатых бункерах. Такие устройства имеют несложную конструкцию. Бункер трубчатого типа с вращающейся трубкой для средних заготовок представлен ниже.

Трубчатый бункер

Фрикционные бункера

Фланцы, диски и подобные плоские детали могут подаваться с помощью фрикционных загрузочных устройств. Они работают следующим образом. Специальный козырек 3 прикрывает отверстие для выхода лотка 1 в бункере 2. Фрикционный диск 4 захватывает заготовки из бункера. Заготовки проталкиваются силой трений в выходной лоток.

Фрикционный бункер

Магазины

Магазинные загрузочные устройства бывают следующих типов:

• лотковые,
• ящичные,
• поворотные.

Лотковые магазинные устройства являют собой лотки, по которым перемещаются заготовки. Существуют различные способы взаимного расположения лотка с питателем и шпинделя станка. Например, диск вращающийся (а) может переносить в своих пазах заготовки из магазина. Горизонтальное транспортирование (б) перемещает заготовку из лотка на линию центров станка. Рычажное загрузочное приспособление (в) передает заготовку из лотка, который находится сбоку или сверху. Магазинный лоток качающегося типа (г) осуществляет поворот, благодаря которому ось нижней заготовки совмещается с линией центров, затем лоток возвращается в первоначальное положение, а заготовка остается на линии центров. Существует магазинный лоток с отсекателями пружинного типа (д).

Различные варианты расположения лотковых магазинных устройств на станке

Магазины ящичного типа имеют особенность зависания заготовок, в результате чего образуются своды, для разрушения которых применяются специальные рычаги. Поворотные магазины представляют собой различные загрузочные устройства, которые служат, например, для подачи полусепараторов на автоматическом конвейере по сборке роликовых подшипников. Магазин поворотного типа может вращаться постоянно или периодически.