Struktura

Výrobní linky

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

obrazek

Obr. 1: Jednoproudá linka s tuhou mezistrojovou vazbou

 

  • víceproudové linky

obrazek

Obr. 2: Víceproudá linka

 

  • linky rozdělené na úseky

obrazek

Obr. 3: Linka členěná na úseky

 

  • linky s pružnou mezistrojovou vazbou

obrazek

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.

obrazek

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.

obrazek

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

Musíme nejprve v pracovní poloze zajistit správnou polohu obrobku vzhledem k pracovním vřetenům obráběcího stroje. Nejčastěji se setkáme se zabezpečením pomocí polohovacích čepů, které najetím do příslušných otvorů v obrobku ustaví obrobek v pracovní poloze vzhledem k souřadnicovému systému pracovního prostoru pracovní stanice. Technologický postup při obrábění skříňových součástí vyžaduje často změnu orientace obrobku během průchodu linkou. Nejčastěji potřebujeme pootočit obrobek v horizontální rovině, kolem vertikální osy otáčení, méně často ve vertikální rovině. Při obrábění skříňových obrobků se umisťuje do automatizované výrobní linky mezi jednotlivé stroje vestavěné otočné stanice, ve kterých se obrobek otáčí podle potřeby o 90° nebo 180°, a takto je možno obrábět díl z různých stran. Při obrábění velkých obrobků skříňových tvarů je vytvoření mezioperačních zásob obtížné, proto se používají linky s pružnou mezistrojovou vazbou. U linek, které obrábějí obrobky typu motorových nebo převodových skříní, kde se obrobky mezi pracovními stanicemi dopravují po válečkových tratích, je velikost zásoby omezena délkou této dráhy. Proto se u tohoto typu automatizovaných výrobních linek používají paralelní zásobníky.

 

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

Kontrolní otázka

Tyto otázky jsou vhodné i pro žáky ZŠ

  1. Co víte o výrobních linkách?
  2. Jakým zařízením jsou doplňovány obráběcí linky?
  3. Podle jakých funkčních prvků se rozdělují automatizované obráběcí linky?
  4. Jaké mohou být automatické obráběcí linky?
  5. Co víte o dopravníku?
  6. Co je to technologická paleta?
  7. Co je to zpětný dopravník?
  8. Jaký je způsob dopravy obráběných součástí mezi jednotlivými pracovními stanicemi?
  9. Co víte o obrábění obrobků skříňového tvaru?
  10. Co víte o obrábění obrobků rotačních součástí?
  11. Jaké jsou další prvky ke zlepšení ekonomických výhod v použití automatických obráběcích linek?

Otázky pro žáky SŠ

  1. Co je to výrobní linka?
  2. Jakým zařízením jsou doplňovány obráběcí linky?
  3. Podle jakých funkčních prvků se rozdělují automatizované obráběcí linky?
  4. Jaké mohou být automatické obráběcí linky? Vyjmenujte je a nakreslete schéma.
  5. Jakou funkci má dopravník?
  6. Jakou funkci mají technologické palety?
  7. Co je to zpětný dopravník?
  8. Jaký je způsob dopravy obráběných součástí mezi jednotlivými pracovními stanicemi?
  9. Jak probíhá proces obrábění obrobků skříňového tvaru?
  10. Jak probíhá proces obrábění obrobků rotačních součástí?
  11. Jaké jsou další prvky ke zlepšení ekonomických výhod v použití automatických obráběcích linek?
Logolink