Транспортные устройства дискретного действия

Из числа транспортных устройств дискретного действия наибольшее рас­пространение получили устройства для одновременного перемещения группы деталей на один шаг — шаговые кон­вейеры.

Шаговые конвейеры позволяют осу­ществлять загрузку и разгрузку всех станков участка или АЛ за один шаг конвейера, что обеспечивает наибо­лее простую компоновку и цикл ра­боты АЛ. При этом траектория пере­мещения детали может представлять собой горизонтальную прямую линию (шаговые конвейеры прямого действия), либо сочетание двух вертикальных и одного горизонтального отрезков (ша­говые конвейеры-перекладчики). В пер­вом случае детали скользят по направляющим планкам. Для умень­шения тяговых сил, необходимых для перемещения особо тяжелых деталей, применяют дополнительные подпру­жиненные ролики, частично воспри­нимающие массу детали. Во втором случае детали приподнимаются (или опускаются), перемещаются на один шаг вместе с рабочими органами конвейера и опускаются (или поднимаются) в рабочее положение.

Шаговые конвейеры прямого действия предназначены для перемещения не слишком тяжелых деталей (массой до 100 кг), имеющих достаточно боль­шие плоские опорные поверхности и возможность направления боковыми планками, при отсутствии повышен­ных требований к шероховатости опор­ной поверхности.

Конвейеры прямого действия раз­деляются на две основные группы: с возвратно-поступательным перемеще­нием рабочего органа (транспортных штанг) и с поступательным переме­щением рабочего органа (цепи с жест­кими упорами). Область применения последних ограничена возвратом приспособлений-спутников от конца АЛ к ее началу. Конвейеры с возвратно-поступательным перемещением транс­портных штанг, в свою очередь, под­разделяются на две подгруппы: без поворота и с поворотом штанг.

Конвейеры без поворота штанг вы­полняют в основном без замыкания детали, т. е. без ограничения перед­него положения детали в процессе транспортирования и при останове штанг. На рис.19, а показана схема конвейера без поворота штанг 3, пе­ремещающего детали 2 с помощью подпружиненных храповых собачек 1. Конвейер с храповыми собачками яв­ляется простым по конструкции и управлению. Другим преимуществом этого конвейера является возможность перемещения деталей, имеющих только один обработанный торец, вследствие чего их длина может колебаться в зна­чительных пределах. Однако этот кон­вейер имеет два недостатка: а) обра­зующаяся при обработке деталей стружка может попадать в пружины возврата храповых собачек, вызывая их заклинивание, что нарушает нормальную работу конвейера; б) отсут­ствие ограничения положения детали в конце хода, что лимитирует скорость перемещения детали из-за опасности чрезмерного ее отрыва от собачки

В связи с отмеченными недостатками конвейеры с храповыми собачками применяют при перемещении деталей: а) между станками (деталей с одним обработанным торцом) со скоростью не более 12 м/мин; б) между линиями, когда опасность засорения храповых собачек стружкой невелика и отно­сительно малая скорость перемещения не играет существенной роли, так как время перемещения не входит в цикл работы АЛ.

Для повышения допустимой ско­рости перемещения конвейер без пово­рота штанг может быть выполнен с ограничителем перебега детали (рис. 19, б). Ограничитель 1 закреплен на неподвижной планке 2 конвейера и под действием собственной массы занимает положение 3. На штанге конвейера установлен штифт 5, который в конце хода поднимает ограничитель в положение 4, осуществляя замыкание детали. Такой ограничитель можно применять только при транспортировании деталей, продольный размер которых выдержан с допуском не более ±0,25 мм.

Конвейер с поворотными штангами 1 и замыканием деталей 2 с помощью жестких штырей 3 (рис 20,а) работает по следующему циклу: ход вперед с деталями, поворот штанг, возврат без деталей в исходное положение, обратный поворот штанг. На работу этого конвейера стружка влияет в меньшей степени. Ограничение положения детали с двух сторон жесткими штырями позволяет применять повышенные скорости транспортирования (до 30—40 м/мин) и более жесткие ре­жимы торможения.

Конвейеры с поворотными штан­гами и жесткими штырями наиболее широко применяют в АЛ для переме­щения деталей между станками.

Конвейеры с поворотными штан­гами применяют также в тупиковых накопителях, в которых детали пере­мещаются в противоположные сто­роны. Для упрощения конструкции такие конвейеры (можно выполнять с храповыми собачками, т. е. без за­мыкания деталей (рис. 20, б).

Шаговые конвейеры прямого дей­ствия применяют в основном для одно­временного перемещения всех деталей на участке АЛ на одинаковый шаг. Однако при применении конвейера с храповыми собачками шаг транспор­тирования в пределах одного участка может быть сделан неодинаковым меж­ду различными позициями при одном и том же ходе конвейера путем соот­ветствующего сдвига части собачек. При этом время транспортирования не сокращается, но может быть умень­шено расстояние между некоторыми позициями.

Схема конвейера с храповыми собач­ками для перемещения деталей на участке АЛ, состоящем из одно- и двухпозиционных станков, на всех позициях которых производится по­следовательная обработка, показана на рис.21. Между станками детали перемещаются на шаг l₂ а между позициями двухпозиционных станков— на шаг 1₁ Для возможности переме­щения деталей 2 и 4 на уменьшенный шаг соответствующие собачки 1 к 3 в исходном положении конвейера рас­положены на расстоянии I от деталей. В том случае, когда участок АЛ состоит из одно- и двухпозиционных станков, причем на последних произ­водится параллельная обработка де­талей, в зоне расположения двухпо­зиционных станков детали должны перемещаться один раз за два цикла, в то время как остальные детали долж­ны перемещаться каждый цикл.

На рис.22 показана схема участка АЛ, имеющего однопозиционные стан­ки 2 и 7 и двухпозиционные 3 и. 4. Штанга 1 конвейера имеет три угловых положения. В первом положении (рис.22, в) транспортируются все де­тали на шаг t, за исключением детали 6, которая перемещается на шаг t/2 благодаря тому, что штырь 5 смещен в исходном положении на величину t/2 В результате детали, находящиеся на конвейере, переходят из положения, показанного на рис. 22, а, в положе­ние, показанное на рис.22, б. Штанга / поворачивается в положение, пока­занное на рис.22, д, и отводится назад. Затем штанга поворачивается в поло­жение, показанное на рис.22, г, и снова движется вперед. При этом на шаг t перемещаются только детали, расположенные на позициях 8, 11, 12 и 13, а деталь, расположенная на позиции 10, смещается на шаг t/2 бла­годаря соответствующему сдвигу шты­ря 9. В результате детали вновь за­нимают на конвейере положение, по­казанное на рис. 4, а.

Шаговые конвейеры-перекладчики предназначены для перемещения де­талей: а) не имеющих достаточно боль­ших плоских опорных поверхностей; б) тяжелых и приспособлений-спутни­ков (с целью предотвращения изнаши­вания направляющих планок и сокра­щения тяговой силы); в) у которых не допускается даже незначительное пов­реждение опорной поверхности; г) которые не могут быть установлены в при­способление при одном горизонталь­ном перемещении конвейера.

Конвейеры-перекладчики условно могут быть разделены на три основ­ные группы: с малой (до 10 мм), сред­ней (до 50 мм) и большой (св. 50 мм) высотой подъема детали. Конвейеры-перекладчики с малой высотой подъема применяют в случаях а, б, в; со сред­ней высотой подъема — в случаях а, б, в в сочетании со случаем г; с боль­шой высотой подъема — в случае г.

В тех случаях, когда для разгрузки привода конвейера и предотвращения повреждения нижней поверхности де­тали достаточно обеспечить минималь­ный отрыв транспортируемых деталей от опорных планок (на 1—2 мм), может быть применен конвейер-пере­кладчик упрощенной конструкции (рис.23). Детали 1 перемещаются в про­дольном направлении, опираясь на кулачки 2, закрепленные непосредственно на поворотной штанге 3 кон­вейера. Подъем и опускание деталей осуществляются при повороте штанг. Необходимым условием для применения такого конвейера является нали­чие на детали достаточно длинных бо­ковых обработанных поверхностей. Для такого конвейера не обязательно иметь сплошные нижние планки, что улуч­шает условия схода стружки.

Для транспортирования приспособ­лений-спутников применяют конвейер (рис.24) с двумя круглыми поворот­ными штангами 1, опирающимися на ролики 2. Штанги с лежащими непо­средственно на них спутниками 3 перемещаются между позициями АЛ. На рабочей позиции спутники зажим­ными цилиндрами прижимаются квер­ху, отрываясь от штанг / на несколько миллиметров. Штанги поворачиваются в разные стороны на угол 40°, пере­мещаются в исходное положение и вновь поворачиваются. Конвейер пред­ставляет собой комбинацию конвейера-перекладчика и конвейера с поворот­ными штангами. При таком способе транспортирования спутники надежно зафиксированы на штангах, что позво­ляет перемещать их со скоростью до 30 м/мин и в то же время использовать приводы перемещения штанг с относительно небольшой силой, так как она требуется только на прео­доление сил инерции и трения каче­ния в опорных роликах.

На рис.25,а показан конвейер-перекладчик с высотой подъема до 50 мм. Такая высота подъема позволяет применить в приспособлениях станков неподвижные фиксаторы, что способ­ствует повышению точности базирова­ния деталей и упрощает конструкцию приспособлений благодаря отсутствию механизмов фиксации. Перемещаемые детали 6 устанавливаются на двух штангах 3 с ограничительными упо­рами 4 и перемещаются вместе с ними на шаг с помощью цилиндра 5 продольного перемещения. Подъем штанг пе­ред их перемещением производится гидроцилиндром 8, движущим вспомо­гательную составную штангу 7, шарнирно связанную с поворотными рыча­гами /. На верхних концах рычагов установлены ролики 2, по которым катятся штанги 3.

Конвейер-перекладчик с высотой подъема лент 300—400 мм применяют в тех случаях, когда необходимо на рабочих позициях расточных станков опустить перемещаемые детали в при­способление шахтного типа. На рис. 25, б показан конвейер-переклад­чик, смонтированный из балок 7, установленных на подставках 8 и на сред­них частях станин станков. На балках в опорах установлены поворотные ры­чаги 4 подъема транспортных лент 6, осуществляющих перенос деталей 1. Продольное перемещение лент 6 про­изводится кареткой 2, приводимой от гидроцилиндра 3. Рычаги 4 связаны между собой штангами 5. Во время подъема лент рычаги поворачиваются против часовой стрелки под действием качающихся гидроцилиндров 12 и 9. Значительная сила требуется только на первом этапе подъема лент, поэтому цилиндры 9 установлены так, что дей­ствуют только в начале подъема, тогда как цилиндр 12 действует на всем пути подъема. Шток цилиндра 9 жестко связан со скалкой 11, движущейся по направляющим серьги 10, закреплен­ной на рычаге подъема лент. Шток цилиндра 9 упирается в серьгу только в начальной стадии подъема, соответ­ствующей полному ходу этого цилиндра, и действует одновременно с ци­линдром 12. При дальнейшем ходе штока цилиндра 12 серьга 10 отрыва­ется от штока цилиндра 9 и скользит по скалке.

В тех случаях, когда перемещаемые детали не имеют опорных поверхно­стей большой длины или достаточно длинных боковых направляющих по­верхностей, а по конструкции приспо­соблений требуется большое вертикаль­ное перемещение для установки детали, можно применять конвейеры-переклад­чики с верхним приводом. В конвейерах этого типа по рельсам, проходящим над линией, перемещается комплект те­лежек с захватами, имеющими верти­кальное перемещение. Такие конвейеры имеют сложную конструкцию, и при­менять их следует только тогда, когда другие конвейеры не могут быть исполь­зованы.

Общим недостатком конвейеров-пе­рекладчиков всех рассмотренных типов является повышенная опасность по­падания стружки в пространство между опорной поверхностью приподнятой детали и базовыми планками, что вызывает необходимость принятия мер для удаления стружки и контроля прилегания детали к базовым планкам после ее опускания.

Другая разновидность конвейера-перекладчика с верхним приводом показана на рис. 26. Штанги / конвейера с загруженными обрабатываемыми де­талями 7 перемещаются из положения загрузки в зону обработки так, что обрабатываемые детали попадают на планки 6 подъемников 5. Подъемники опускаются, и обрабатываемые детали выходят из держателей 2 штанг кон­вейера, попадая в зону фиксации. Опущенные детали зажимными элемен­тами 4, приводимыми от гидроцилинд­ров 3, прижимаются к базовым призмам 8, расположенным сбоку. Во время обработки деталей штанги / возвращаются в исходное положение.

Шаговые конвейеры-накопители. Опи­санные выше шаговые конвейеры не обеспечивают заполнения пустот, по­этому они не могут служить накопите­лями. Для того чтобы шаговый кон­вейер мог выполнять функции накопи­теля, его собачки должны быть управ­ляемыми. Такие конвейеры-накопи­тели целесообразно применять, на­пример, при необходимости перемеще­ния деталей, имеющих опорную по­верхность, прерывающуюся в направ­лении движения, а также при переме­щении поперек деталей малой ширины.

На рис. 27 показана схема конвейера-накопителя с управляемыми собачками. Детали 2 скользят по неподвижным направляющим планкам 1. На послед­них закреплены поворотные рычаги 3 контроля наличия деталей. При отсут­ствии детали на позиции короткий конец рычага 3 поднимается, а длинный конец этого рычага опускается и попа­дает в зону перемещения кулачка 9, закрепленного на серьге 8. Серьга 8 и собачка 5 соединены с планками 6 и штангой 4 таким образом, что обра­зуют систему параллелограммов, обес­печивающих управление положением собачек 5. При ходе штанги 4 назад под действием гидроцилиндра 7 край­няя левая планка 6 взаимодействует с упором 10, что вызывает поворот серег 8 и собачек 5 по часовой стрелке, и устанавливает последние в нерабочее положение. Затем штанга 4 начинает двигаться вперед, при этом кулачок 9 одного из параллелограммов упира­ется в опущенный конец рычага 3 на свободной позиции, вследствие чего все последующие параллелограммы по­ворачиваются против часовой стрелки, поднимая в рабочее (вертикальное) положение все остальные собачки 5. Во время дальнейшего хода вперед собачки 5 перемещают детали, распо­ложенные до позиции //, на один шаг. Если позиция // будет оставаться занятой, то поступающие детали посте­пенно заполнят конвейер-накопитель. При освобождении позиции // все находящиеся на конвейере-накопителе детали переместятся на один шаг.

Для транспортирования деталей с окончательно обработанной поверх­ностью можно применять проходной накопитель с управляемыми подъем­ными собачками.

Для загрузки заготовок в АЛ, а также в других случаях, когда износ опорной поверхности детали в процессе ее перемещения не имеет существенного значения, иногда применяют шаговые конвейеры-накопители, выполненные в виде перекладчиков без ограничи­тельных упоров. При подъеме штанги конвейера-накопителя приподнимают все находящиеся на нем детали, пере­мещают их на один шаг благодаря силе трения между поверхностями штанг и деталей и опускают детали на опорные планки. При этом деталь, находящаяся на позиции разгрузки и упирающаяся в отсекатель, а также все упирающиеся в нее последующие детали не переме­щаются, и штанги лишь приподнимают детали и проскальзывают по их опор­ным поверхностям.

Толкатели, подъемники и перегружатели. В зависимости от траектории перемещения детали различают устрой­ства, когда траектория перемещения детали представляет собой горизон­тальную прямую линию (толкатели), вертикальную прямую линию (подъем­ники) и ломаную линию, состоящую из вертикальных и горизонтальных отрез­ков (перегружатели)

Толкатели применяют: а) для за­грузки деталей в приспособление стан­ка, когда основной конвейер не может проходить непосредственно через при­способление (рис. 28, а, б); б) для переноса деталей (или приспособлений-спутников с деталями) с одного кон­вейера на другой, если оси конвейеров не совпадают (рис. 28, в, г); в) на стыко­вых позициях двух АЛ или двух участ­ков одной АЛ с целью обеспечения независимой работы смежных конвей­еров (рис. 28, д, ё).

Для переноса деталей с одного кон­вейера на другой, когда уровни транс­портирования расположены в различ­ных плоскостях, применяют подъем­ники (например, для переноса транс­портных спутников на возвратную ветвь конвейера после снятия деталей со спутников). Поскольку такие случаи редки, то подъемники в АЛ из агрегат­ных станков также встречаются редко.

Когда перемещение детали на один шаг нельзя осуществить одним прямо­линейным движением, применяют пере­гружатели. Конфигурация детали, компоновка станка, конструкция при­способления могут вызвать необходи­мость применения перегружателя вместо толкателя для установки дета­лей в приспособление. Кроме того, перегружатели применяют на АЛ, когда часть пути детали перемещаются на спутниках, а часть пути — без них.

Перегружатели, как правило, имеют узлы захвата, а также узлы горизон­тальных и вертикальных перемещений детали. По конструкции они прибли­жаются к промышленным роботам, но сличаются от них отсутствием про­граммного управления.

На рис.29 показан перегружатель, предназначенный для загрузки деталей: трехместного приемного стола 8 на первую позицию АЛ. Траверса 9 перегружателя установлена на стойках 3. В горизонтальном направлении по траверсе перемещается каретка 6 с захватом 4, а в вертикальном направ­лении по скалкам 5 — захват 4 с по­мощью гидроцилиндра 7. Для точной установки на штыри спутников 1 заготовок 10, захватываемых за необра­ботанные поверхности, захват имеет фиксирующие элементы.

Переме­щаясь по траверсе, каретка останавли­вается против ближайшей к ней заго­товки, расположенной на приемном столе. Место остановки каретки опре­деляется выдвижным упором, расположенным на каретке и срабатывающим по команде, подаваемой щупом 2. Щуп представляет собой конечный выключатель, закрепленный на планке, установленной на каретке, и срабатывающий при соприкосновении с деталью.