Výrobní linky

Automatizovanou výrobní linku tvoří soustava různých typů strojů nebo technologických zařízení a pomocných zařízení, které automaticky uskutečňují určený postup technologických operací. Činnost člověka spočívá pouze v kontrole, seřizování a údržbě.

Ve strojírenství jsou nejrozšířenější obráběcí a montážní automatizované linky.

Obráběcí linky

Tvoří je soustava obráběcích strojů, které jsou propojeny navzájem zařízením pro dopravu obrobku mezi jednotlivými stroji.

Dále jsou doplněna zařízením pro:

• automatické upínání a uvolňování obrobků

• odstraňování a odvod třísek

• chlazení a mazání při obráběcích operacích

• signalizaci poruch

• kontrolu vyráběných dílů.

Automatizované obráběcí linky podle funkčních prvků rozdělujeme na:

• Obráběcí stroje různého typu a konstrukce - jsou to stroje speciálně konstruované pro danou linku. Nejčastěji je tvoří jednoúčelové a stavebnicové stroje – tzv. pracovní stanice, dále poloautomaty a automaty, automatizované obráběcí stroje a obráběcí centra.

• Dopravní systémy - slouží k přemisťování hmot. Největší podíl tvoří zařízení pro dopravu materiálu, polotovarů, hotových výrobků a nástrojů. Tvoří je různé zásobníky, otočné ústrojí, nakládací zařízení a stanice apod. Důležitou oblastí u automatizovaných obráběcích linek je systém dopravy - odvod třísek z místa obrábění.

• Řídicí systém – využívá se pro kontrolu, synchronizaci, regulaci, blokování, seřizování, řízení a signalizaci.

Automatizované obráběcí linky mohou být:

• linky s tuhou mezistrojovou vazbou

Obr. 1: Jednoproudá linka s tuhou mezistrojovou vazbou

• víceproudové linky

Obr. 2: Víceproudá linka

• linky rozdělené na úseky

Obr. 3: Linka členěná na úseky

• linky s pružnou mezistrojovou vazbou

Obr. 4: Jednoproudá linka s pružnou mezistrojovou vazbou

Si – stroje, Zi – zásobníky polotovarů, Ui – úseky, OS – otočná deska pro změnu orientace, n – počet úseků, q – počet strojů, Δ - prodleva

Pro provoz automatizovaných výrobních linek jsou nezbytné:

• spolehlivost a bezporuchový chod strojů

• tolerance předepsané na výkrese, rozměry a jakost materiálu – polotovaru vkládaného do linky (na dopravníky či technologické palety)

• kontrola (rozměrů dílů, opotřebení nástrojů).

Řídicí systém musí zabezpečit tyto fáze pohybu:

• vyjmout obrobek ze stroje

• předat obrobek na odváděcí dopravník

• přemístit všechny součásti do tzv. dopravního proudu

• sejmout součást s přiváděcího dopravníku

• založit součást do stroje.

Dopravník

Používá se k přemístění všech součástí v dopravním proudu. Ostatní dopravní činnosti mohou být zabezpečeny průmyslovým robotem nebo manipulátorem. Dopravní zařízení je sestavováno z typizovaných jednotek a skupin, kde hlavní částí je většinou válečkový řetěz, na kterém jsou upevněny držáky umožňující vložení nebo přichycení obrobku. Pohyb dopravovaných součástí je nejčastěji přetržitý a jeho takt je závislý na délce určující pracovní operace. Dopravník má za úkol dopravovat obrobky mezi jednotlivými stroji a pracovními místy a pokud je to požadováno, tak i zpětnou dopravu nosných desek s upínači, to je technologickými paletami z vykládací do zakládací stanice.

Technologická paleta – je deska tvořící více-funkční celek, který má za úkol upnutí, dopravu a přesné polohování součásti v pracovní stanici.

Pro dopravu palet se běžně používají válečkové nebo řetězové dopravníky. Mezi pracovními stanicemi se pohybuje obrobek nebo paleta přerušovaně, v závislosti na čase nejdelší operace – taktu výrobní linky. Dopravníky pracují po krocích, které v časovém intervalu nejdelší operace zajišťují dopravu na vzdálenost mezi pracovními stanicemi.

Obr. 5: Krokové dopravníky

a) se západkami, b) s palci, c) záchytný, d) chapadlový, e) posunovací, f) řetězový

1 – obrobky, 2 – západka, 3 – ovládací tyč, 4 – palce, 5 – záchytný mechanismus, 6 – chapadlo, 7 – posuvový mechanismus, 8 - řetěz

Zpětný dopravník zajišťuje dopravu palet z vykládací do zakládací stanice. Bývá umístěn vedle obráběcí linky nebo nad ní či pod ní.

Obr. 6: Umístění zpětných dopravníků

a), b) nad středem obráběcí linky, c), d) ve středních ložích linky, e) vedle obráběcího stroje

1 – pracovní jednotky (stanice), 2 – zpětný dopravník palet, 3 – dopravník obrobků, 4 – palety s upnutými obrobky, 5 – zakládací stanice, 6 – vykládací stanice

Podle způsobu upínání a dopravy obrobků mezi pracovními stanicemi rozlišujeme:

• Průběžné automatizované obráběcí linky – bez upínacích palet, kde je obrobek dopravován bez upnutí v určené poloze. Záleží na obrobku, na jeho tvaru, zda je vhodný pro tento způsob přepravy a zaručuje možnost dokonalého polohování a upnutí v pracovním prostoru. Výhodou u těchto linek je, že nepotřebují zpětný dopravník k dopravě palet z vykládací do zakládací stanice. Při vhodném tvaru a rozměrech obrobku jsou tyto linky levnější – ekonomicky výhodnější než linky s paletou. V praxi se používají na obrábění bloků automobilových motorů a na obrábění těžkých součástí, kde by použitím palety došlo k nadměrnému zvýšení hmotnosti přesouvaných hmot.

• Vratné automatizované obráběcí linky – s nosnými upínacími paletami, mají obrobek upnut v upínači v přesné poloze na tuhé desce – paletě. Palety mají prvky pro upnutí a přesné napolohování ve stroji. Obrobek prochází linkou upnut na paletě. Používají se k obrábění menších obrobků, které nemůžeme dopravovat bez upínacího přípravku. Nevýhodou je, že linka musí mít zpětný dopravník pro dopravu palet z vykládací do zakládací stanice.

Podle způsobu dopravy obráběných součástí mezi jednotlivými pracovními stanicemi je v provedení:

• průchozím dopravníkem

• vrchní dopravou

• blokovou podélně příčnou dopravou

• kombinovanou dopravou

• rotorovým dopravníkem.

Obrábění obrobků skříňového tvaru

Obrábění rotačních součástí

Jsou to automatizované výrobní linky pro obrábění hřídelových součástí, přírub, disků a kroužků. U těchto linek se obrobky dopravují žlábky, které zároveň tvoří i zásobníky. Průřez žlábku je závislý na tvaru obrobku a na způsobu pohybu obrobku, který může být valivý nebo kluzný.

Výhody:

Automatizované výrobní linky se používají převážně pro hromadnou a velkosériovou výrobu. Obráběcí stroje a zařízení, z nichž jsou tvořeny automatizované výrobní linky, mají menší univerzálnost. Využití standardních prvků a strojů zvyšuje využitelnost uzlů automatizovaných výrobních linek, umožňuje jejich zlevnění a vyšší hospodárnost i jejich použití k výrobě širšího počtu typů součástí. Pro malosériové a středněsériové výroby nejsou automatizované výrobní linky se speciálními jednoúčelovými pracovními stanicemi výhodné.

Další prvky, jejichž uplatnění vede ke zlepšení ekonomických výhod a použití automatizovaných obráběcích výrobních linek jsou:

• typová zařízení vhodná pro manipulaci s obrobkem

• zvýšení spolehlivosti řídících systémů

• odvod třísek z oblasti obrábění

• automatická výměna nástrojů

• adaptivní řízení

• automatická mezioperační kontrola rozměrů obrobků v mezioperaci

• co nejracionálnější způsob sestavení automatizované obráběcí linky.

Zdroje

• ŘASA, Jaroslav, Přemysl POKORNÝ a Vladimír GABRIEL. Strojírenská technologie 3 – 2. díl. 2. vyd. Praha: Scientia, 2005, 221 s. ISBN 80-718-3336-3

Obrázky:

• Obr. 1, 2, 3, 4, 5, 6: ŘASA, Jaroslav, Přemysl POKORNÝ a Vladimír GABRIEL. Strojírenská technologie 3 – 2. díl. 2. vyd. Praha: Scientia, 2005, 221 s. ISBN 80-718-3336-3