71274

Накопители

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Магазинные загрузочные устройства МЗУ комплекс функциональных механизмов предназначенных для приемки в ориентированном положении изделий хранения с расположением их в один ряд и автоматической выдачи изделий в рабочую зону технологических машин или в зону захвата...

Русский

2014-11-04

499.5 KB

4 чел.

Лекция 7. Накопители.

В качестве накопителей в гибких робототехнических системах используются различные бункерные устройства:

-магазинные загрузочные устройства (МЗУ),

-лотковые системы,

-транспортно-накопительные механизмы,

-шахтные и элеваторные подъемники,

-автоматические бункерные загрузочно-ориентирующие устройства (АБЗОУ).

Магазинные загрузочные устройства (МЗУ) - комплекс функциональных механизмов, предназначенных для приемки в ориентированном положении изделий, хранения с расположением их в один ряд и автоматической выдачи изделий в рабочую зону технологических машин или в зону захвата промышленных роботов, выполняющих функции питателей.

МЗУ применяются для загрузки изделий сложной формы, автоматическое ориентирование которых затруднено или невозможно; для условий многономенклатурного производства с небольшой годовой программой, при невозможности использования достаточно мобильных автоматических бункерно-загрузочных устройств, а также если на предыдущей операции изделия кассетируются.

Простота конструкций и возможность переналадок обеспечили применение МЗУ в автоматизированных производствах.

В МЗУ изделия укладываются в накопитель в ориентированном положении вручную или вставляются стопами, расположенными в сменных кассетах, при этом при укладке изделий в кассеты могут использоваться дополнительные устройства кассетирования.

Рис.1. Схема магазинного загрузочного устройства.

Магазинные загрузочные устройства реализуются в различном конструктивном исполнении. На рис. 1 показана схема двухкассетного МЗУ с револьверным отделением изделий. Здесь приемник 1 предназначен для облегчения укладки изделий в ориентированном положении в накопитель 2. Конструкция приемника зависит от способа заполнения накопителя. При ручном заполнении достаточно наличия направляющих и базирующих плоскостей. В случае автоматической загрузки съемных накопителей (кассет) приемник может иметь более сложные элементы ориентирования.

Накопители 2 предназначены для сохранения ориентированного положения изделий при хранении и перемещении. Они могут быть стационарными и съемными (кассетными). Число накопителей определяется производительностью ПР и размером заготовок. Конструкция накопителя должна обеспечивать свободный доступ к изделиям и исключать возможность их заклинивания в случае засорения.

Основная функция отделителя 5 состоит в изоляции изделий, подлежащих захвату, от влияния других изделий. Влияние одних изделий на другие не всегда благоприятствует правильному захвату. Эти влияния могут проявляться в разных формах, например в чрезмерной нагрузке нижнего изделия вышележащим, сцепления изделий за счет заусениц и наличия смазки. В значительной степени конструкция отделителей зависит от формы, размеров, механических, физических и других свойств изделий.

Установка изделий на позиции захвата производится механизмами поворота 5, 7 и фиксаторами 4, 9, 10, обеспечивающими точную остановку стопы 9 и отделителя 5 в заданном положении.

Блокирующие устройства предназначены для предотвращения поломок механизмов МЗУ в случае нарушения нормальной работы, например застревания изделий. Кроме того, блокирующие устройства могут контролировать правильность положения изделий при захвате. На рис. 1 функции блокирующих устройств осуществляют предохранительные муфты.

Как правило, каждый магазин имеет привод перемещения изделий по накопителю или вместе с накопителем (в случае расположения изделий в плоских кассетах) на участок отделения или позицию захвата. В рассматриваемом примере изделия в накопителе перемещаются под действием собственной массы, что существенно упрощает конструкцию.

Таким образом, основными функциями магазинных загрузочных устройств являются прием ориентированных изделий приемником 1, хранение и перемещение их в ориентированном положении в накопителе 2, поштучное отделение изделий из общей массы с помощью отделителя 5 и установка изделий с требуемой точностью на позиции захвата посредством инжектора 3. 

Изделия, находящиеся в накопителе, могут перемещаться либо под действием собственной массы, либо под действием дополнительной внешней силы. Магазины первой группы (рис. 2.) конструктивно просты, надежны. Они применяются, как правило, при заборе изделий снизу.

Рис. 2. МЗУ для изделий, перемещающихся в накопителе под действием собственной массы.

а - магазин элеваторного типа, б - магазине шиберного типа.

На рис. 2, а показан магазин элеваторного типа, состоящий из полок 4, закрепленных на бесконечной цепи 2. Загрузка полок 4 изделиями 1 производится сверху, выдача - снизу в захват 3. Перемещение цепи элеватора осуществляется под действием массы изделий 1 на шаг.

В магазине шиберного типа (рис. 2. б) перемещение изделий в накопителе производится под действием собственной массы до упора в шиберный отделитель 3.

Магазины второй группы приведены на рис. 3. На рис. 3 а показано гарантированное перемещение изделий 1 по накопителю 3 к отделителю (отсекателю) 4 дополнительным грузом 2. На рис.3 б перемещение изделий 1 в горизонтально расположенном накопителе 3 до упора в отделитель 2 осуществляется грузом 4 через систему шкивов. В конструкции, представленной на рис.3 в, груз заменен пружиной 4, что позволяет сделать магазин более компактным.

Магазин, приведенный на рис.3 г, осуществляет принудительное перемещение изделий 1 силами трения, возникающими между заготовками и подвижными ремнями 2, образующими накопитель F-образной формы.

Распространена подача изделий 1 под захват ПР в шахтных накопителях 4 с помощью пневматических двигателей (пневмоцилиндров) (рис.3 е) .Магазин, использующий в качестве перемещающей силы энергию электродвигателя, представлен на рис. 3 д. Он выполнен в виде платформы 4, соединенной посредством троса 2 с электродвигателем 3.

Магазин, осуществляющий перемещение изделий с помощью вибраций, показан на рис. 3 ж. Загруженные в спиральный лоток 5 верхней чаши 3 изделия 1 последовательно перемещаются по чашам 3, соединенным между собой лотками 4. Перемещение изделий по спиральным лоткам 5 производится под действием вибрации, создаваемой вибраторами 2.

По типу накопителей магазины подразделяются на стационарные и сменные (кассетные). Кассетные накопители, как правило, загружаются автоматически вне магазина на специальных устройствах или непосредственно от технологических машин, кассетирующих изделия после соответствующей операции.

Лотковые системы.

В настоящее время существует большое количество лотков-накопителей, выполняющих самые разнообразные функции. Ниже рассмотрены лотки-накопители, являющиеся составной частью магазинных загрузочных устройств и выполняющих функции накопления и хранения изделий с заданной ориентацией, полученной при загрузке. Как правило, лотки в отличие от кассет являются стационарными накопителями МЗУ. Они применяются как в приводных, так и в неприводных магазинах. В последних лотки, кроме выполнения указанных функций, способствуют перемещению изделий под действием силы тяжести.

Конструкции лотков оказывают существенное влияние на надежность работы МЗУ, так как в большинстве случаев сбои в работе магазинов происходят из-за застревания изделий в результате неправильного выбора размеров поперечного сечения, изгиба, наклона. Для изделий сложной формы или склонных к заклиниванию задача правильного выбора типа лотков имеет решающее значение при проектировании МЗУ.

В зависимости от способа перемещения изделий различают лотки-склизы и лотки-скаты. В лотках-склизах изделия перемещаются под действием собственной массы скольжением. Перемещение изделий в лотках-скатах производится под действием собственной массы качением изделий круглой формы по направляющей (рис.4 а, б) или путем транспортирования изделий некруглой формы по опорным роликам (рис. 4 в). Выбор способа перемещения зависит от формы изделия, требуемой скорости перемещения, допустимого угла наклона лотка и его размеров.

По конструкции лотки бывают открытыми (рис. 4 б, в) и закрытыми (рис. 4 а, г). Приоткрытой конструкции лотка возможно перемещение изделия под действием внешних возмущений в направлении, отличном от основного направления перемещения. Преимуществом этих лотков являются конструктивная простота, возможность наблюдения за перемещением изделий и быстрым устранением неполадок. К недостаткам открытых лотков относят большую вероятность попадания посторонних предметов, ограниченный угол наклона лотка, при котором возможна потеря ориентации. Открытые лотки для магазинов с вертикальными накопителями не применяются.

Форма выполнения закрытых магазинов может быть разнообразной. Так, на рис. 4 показаны наиболее часто применяемые для шахтных магазинов трубчатые (рис. 4 д, е) и стержневые лотки (рис. 4 з). Трубчатые лотки изготавливаются в виде жестких или витых трубок, имеющих прямую или изогнутую форму. Для удобства наблюдения за перемещением заготовок гибкие лотки слегка растягивают, а в жестких предусматриваются продольные пазы. Трубчатые лотки применяются для подачи цилиндрических или близких к ним по форме сплошных и полых заготовок с соотношением Ud ~ 1...6 при условии, что они не заклинивают и не входят одна в другую. В случае Hd <. 1 изделия могут застревать и изменять ориентацию, а при lid > 6 изделия в местах изгиба могут заклиниваться

Стержневые лотки (рис. 4 з) применяются для изделий, имеющих центральное отверстие (обычно для шайб). Известны конструкции стержневых лотков с несколькими

Рис. 4. Различные виды лотков МЗУ.

стержнями, выполняющими функцию сохранения ориентированного положения базированием по внутренним или наружным поверхностям. В зависимости от геометрии поперечного сечения лотки могут быть прямоугольными угловыми, круглыми (трубчатыми), полукруглыми, рельсовыми, коробчатыми (рис. 4, а, г, ж, и, к, л, м, н, о, п). Угловые лотки применяются для перемещения заготовок, точно ориентированных в осевом направлении. Недостатком этих лотков является повышенное сопротивление перемещению изделий из-за наличия угла между боковыми стенками, увеличивающими угол наклона лотков к горизонту. Лотки этой группы могут быть цельные (рис. 4 и) и составные (рис. 4 к).

Рельсовые лотки применяются для перемещения стержневых заготовок вдоль оси (рис. 4 л), а также для перемещения изделий с буртом (рис. 4 м), например болтов, толкателей, клапанов, шатунов. Возможно применение в магазинах и однорельсовых лотков (рис.4 н), являющихся, по сути, стержневым лотком, расположенным под углом к горизонту и предназначенным для перемещения изделий типа крючков.

На рис. 4 о, п показаны коробчатые лотки закрытого типа для перемещения заготовок с буртом. Подобные конструкции могут применяться и для более сложных изделий.

В шахтных механизмах, предназначенных для хранения с ориентированной подачей изделий в вертикальной плоскости, применяются легко перенастраиваемые накопители (лотки).

Рис. 5. Шахтное МЗУ.

На рис. 5 показан лоток МЗУ, состоящий из поворотного диска 1, вращающегося во втулке 5 корпуса магазина, и стержневых направляющих 7, установленных в радиальных пазах 2 поворотного диска 1. Наладка лотка-накопителя на необходимое изделие производится размещением изделия 3 в требуемом положении относительно захвата ПР на диске 1 и фиксации этого положения с помощью установки стержневых направляющих 7 в пазах по периметру изделия 3. Угловые положения изделия 3 можно изменять поворотом диска 1 во втулке 5.

Перемещение изделий вверх производится штоком 4 механизма подъема, который упирается в платформу 6, предназначенную для повышения устойчивости стопы изделий относительно центра штока.

Для автоматизации загрузки деталей применяются шиберные МЗУ с устройством отделения, выполненным в виде шибера.

Большинство шиберных МЗУ применяется для подачи заготовок толщиной не менее 0,5 мм и размером в направлении движения шибера не более 250 мм. Все основные конструктивные элементы шиберных МЗУ для указанных изделий регламентированы ГОСТ 15824-81. Но область применения шиберных МЗУ не ограничивается этими изделиями. Находят применение устройства, отделяющие из стопы изделия толщиной менее 0,1 мм и обладающие более широкими техническими возможностями.

Широко известны шиберные М3У для деталей типа тел вращения, поэтому при описании шиберных устройств и их элементов основное внимание уделено МЗУ для плоских изделий и некоторых классов изделий сложной формы, которые могут быть использованы в гибких автоматизированных производствах.

Рис. 6. Шиберное МЗУ.

На рис. 6 приведена наиболее типичная для шиберного МЗУ конструкция, состоящая из основания 6, накопителя 3, шибера 4, привода (пневмоцилиндра) 9, соединенного с шибером планкой 5. Ход шибера ограничивается упорами 1, 5. При

подаче сжатого воздуха в правую полость пневмоцилиндра 9 шток 8 с помощью планки 7 перемещает шибер 4 в крайнее левое положение, создавая возможность нижнему изделию 2 опуститься из накопителя в гнездо шибера 4. Во время обратного хода штока 8 шибер 4 перемещается до упора 5, а изолированное в гнезде шибера изделие 2 располагается в зоне захвата ПР с заданной точностью.

В шиберных магазинах шибер совмещает функции отделения и перемещения, что существенно упрощает конструкцию МЗУ. К достоинствам шиберных магазинов следует отнести также возможность загрузки накопителя сверху. Последнее обстоятельство позволяет работать без потерь времени на смену кассет и исключает необходимость в многопозиционных магазинах.

Шиберные магазины классифицируются по признакам, обусловленным типом накопителей, видом привода, наличием и типом передаточного механизма, способом удержания изделий при отделении и транспортировании.

В зависимости от вида привода шиберные МЗУ подразделяются на механические, пневматические, гидравлические, электрические Связь между шибером и приводом осуш,ествляется непосредст веяно или через передаточные механизмы - клиновые, рычажные реечно-зубчатые, байонетные, роликовые, кривошипные, кулачковые (ГОСТ 15824-81).

В зависимости от способа удержания изделий в ориентированном положении при отделении и перемещении шибера могут применяться элементы удержания механического или вакуумного электромагнитного типа.

Загрузочно-ориентирующие устройства. Возможность переналадки расширяет сферу их применения и создает условия для их использования в автоматизированных производствах.

Несмотря на сравнительно большое разнообразие конструкций АБЗОУ, определяемых прежде всего геометрическими и физическими параметрами изделий, они имеют аналогичную структуру.

Рис. 7. Карманчиковое АБЗОУ.

В качестве примера рассмотрим работу карманчикового АБЗОУ с вращающимся захватным органом в виде диска, предназначенного для автоматического ориентирования изделий, имеющих форму колпачков (рис. 7). Изделия навалом загружаются в бункер 2, предназначенный для их хранения в течение определенного времени, а также для подготовки заготовок к захвату. Форма бункера должна быть такой, чтобы совместно с вращающимся диском способствовать одновременному пересыпанию и перемешиванию изделий для создания благоприятных условий захвату изделий захватными органами.

. Захватные органы, выполненные в виде карманов 6, расположенных по наружной поверхности диска У, осуществляют захват I начальное ориентирование поступивших к ним изделий. В первоначальном положении, т. е. в момент попадания в загрузочный орган, изделия могут принимать множество положений, характеризующихся направлением их продольной оси. Требуемым положением изделия в захватном органе б является положение его продольной оси параллельно поверхности диска 1. Чтобы отобрать из всех возможных положений изделия с требуемой ориентацией, на боковой поверхности устанавливаются дополнительные ориентирующие элементы 3, удаляющие изделия, ось вращения которых не параллельна поверхности диска (пассивное ориентирование), или заставляющие занять требуемое положение (активное ориентирование).

При дальнейшем перемещении изделия, находящиеся в захватных органах 6, оказываются над лотком-накопителем 8, соединяющим бункер 2 с позицией захвата 9. Чтобы изделия, занимающие два различных положения в захватном органе приняли одинаковое положение, на позиции захвата 9 установлено устройство вторичного ориентирования, состоящее из призмы 7, расположенной на входе лотка-накопителя 8.

АБЗОУ может быть снабжено устройством предохранения лотка-накопителя от перенаполнения, в данном примере - заслонкой 5, а также блокировочными устройствами 4, предохранительными муфтами или амортизаторами-вибраторами, предохраняющими органы АБЗОУ от поломок при перегрузке. Перемещение захватных органов осуществляется приводом 11.

Находящиеся на позиции загрузки изделия захватываются схватом 10 ПР и транспортируются к рабочей позиции ТМ.

Большое значение для правильного захвата изделий имеет конструктивное выполнение позиций загрузки, которая должна обеспечить возможность захвата сравнительно простыми схватами с достаточной точностью.

АБЗОУ являются совершенными конструктивно простыми автоматическими устройствами с высокой надежностью, производительностью и универсальностью его органов. Каждый орган АБЗОУ может выполнять несколько функций, поэтому различные комбинации органов, их формы и размеров обусловливают множество вариантов конструкций АБЗОУ. Это обстоятельство предопределяет огромные возможности для создания необходимых в промышленном производстве средств загрузки, однако конструктивное разнообразие и многофункциональное назначение органов АБЗОУ затрудняют их систематизацию и формализацию процесса выбора оптимальных конструкций. Укажем наиболее характерные признаки, которые в определенной степени систематизируют АБЗОУ и дают возможность объективного выбора необходимой конструкции.

Рис. 8. Типы АБЗОУ.

а- крючковое; б - элеваторное; в - шиберное; г - секторное; д - штыревое; е - карманчиковоe; ж - барабанное; з - с вращающейся захватной трубкой.

Все АБЗОУ можно разделить на устройства с подвижным захватным органом и неподвижным (вибрационные ориентирующие устройства - ВБЗУ).

Устройства с подвижным захватным органом по траектории движения принято классифицировать так: вращательные (рис. 8, а), поступательные (рис. 8, б); возвратно-поступательные (рис. 8, в), возвратно-касательные (рис. 8, г).

В зависимости от формы изделий, подлежащих ориентации, АБЗОУ можно классифицировать по способам захвата так: за внутреннюю поверхность, за внешнюю поверхность, за внутреннюю и внешнюю поверхности; по типу захватных органов так: типа крючков (штырей) (рис.8, а,д), типа карманов (рис.8, е), типа цепей (рис. 8, б), типа лопастей (рис. 8, ж), захватные органы типа вращающейся трубки (рис. 8, з); по расположению захватных органов так: с тангенциальным расположением, (рис. 8, а, ж, е), с радиальным расположением (рис. 8, е), аксиальным расположением (рис. 8, д).

Широкое распространение на практике получили бункеры с групповой выдачей изделий. К наиболее типичным представителям этой группы АБЗОУ относятся устройства с возвратно-поступательным или возвратно-качательным движением рабочего органа.

Устройства с неподвижным захватным органом (вибрационные бункерные загрузочные устройства - ВБЗУ) обладают рядом существенных достоинств, к основным из которых можно отнести отсутствие движущихся частей, простоту конструкций, высокую эксплуатационную надежность, возможность транспортирования и ориентации малопрочных и хрупких материалов. Кроме того, ВБЗУ свойственна быстрая адаптация к частым изменениям производственно-технологических требований, характерным для многономенклатурного и быстросменного производства, за счет гибкого регулирования режимов работы, замены лотков, переналадки ориентирующих элементов.

Принцип работы ВБЗУ заключается в том, что сложное колебательное движение лотка бункера передается расположенным на ней заготовкам, которые при определенных условиях начинают скользить по лотку под действием сил инерции.

В зависимости от выполняемых функций ВБЗУ можно условно разделить на три группы: вибрационные бункерные ориентирующие устройства (ВБЗУ); бункерные транспортирующие устройства; вибрационные бункерные технологические устройства, выполняющие в процессе перемещения технологические операции (сушку, электрохимические покрытия, покраску и др.).

Рис. 9. Типы бункеров вибрационных загрузочных устройств:

а — цилиндрический; 6 — конический; в — плоский; 5 — с наружным расположением лотков; дс комбинированным расположением лотков; е — многочашевые с горизонтальным расположением чаш; д — миогочашовые с вертикальным расположением чаш.

Классифицировать известные конструкции ВБЗУ можно по двум его основным элементам: бункеру (рис. 9) и приводу. Размеры бункеров (чаш) с винтовыми лотками определяются по ГОСТ 20795-75.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

2206. Управление в биомедицинских системах 831.22 KB
  Основные принципы управления. Управление по отклонению (принцип обратной связи). Характеристика компаундирования. Математическое описание систем управления. Линейные детерминированные системы. Правила преобразования структурных схем.
2207. Методические указания по экономическому обоснованию дипломных проектов на мехфаке 90.2 KB
  Методика организационно – экономической оценки основных приемов и способов производства. Определение выхода продукции в расчете на гектар земли (урожайность) и на голову животных (продуктивность). Определение чистого дохода и уровня рентабельности. Экономическая эффективность конструкторской разработки.
2208. Задачи по электротехнике и электронике 218.93 KB
  Структурные схемы электронного усилителя электронного генератора. Составление схемы двухполупериодного выпрямителя. Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором.
2209. Исследование фильтров на поверхностных акустических волнах 1.04 MB
  Изучить назначение, конструкции и основы технологии фильтров на поверхностных акустических волнах (ПАВ), а также их основные характеристики. Исследовать амплитудно-частотные характеристики фильтров для УПЧИ и УПЧЗ современных телевизоров, влияние температуры на их характеристики.
2210. Разработка эффективной ассортиментной политики филиал ОАО Татспиртпром Винзавод Казанский 449.88 KB
  Теоретические основы формирования ассортиментной политики организации. Управление ассортиментной политикой организации на примере Филиала ОАО Татспиртпром Винзавод Казанский. Социально-экономическая оценка эффективности мероприятий по формированию оптимальной ассортиментной политики организации. Правовое обеспечение предложенных мероприятий по формированию оптимальной ассортиментной политики организации.
2211. Анализ и поверочный расчет установки сернокислотного алкилирования 24/36 43.79 KB
  Расчет условно – постоянных затрат установки. Расчет затрат на заработную плату основных производственных рабочих (ОПР). Расчет затрат на заработную плату инженерно – технических руководителей (ИТР). Составление калькуляции себестоимости продукции установки.
2212. Електричні системи та мережі 571 KB
  Якість електричної енергії і її регулювання в електричних системах. Умови роботи й конструктивне виконання ліній електричних мереж. Основні дані про електричні системи й режими їхньої роботи. Характеристики й параметри елементів електричної системи.
2213. Определение постоянной Планка по спектру испускания атомов водорода 96.24 KB
  Цель работы: определение постоянных Ридберга и Планка и потен¬циала ионизации атомов водорода по спектру испускания (свечения).
2214. Издательство Виктора Камкина 75.5 KB
  Русское книгоиздание за рубежом получило широкое развитие в XX в., в период так называемых трех волн русской послеоктябрьской эмиграции (1917-30-е гг., 1940-е гг., 1960-1970 е гг.).