A A A

Automatyzacja obróbki mechanicznej

Automatyzacja produkcji sprowadza się do automatyzacji przebiegu i regulacji samego procesu technologicznego obróbki, do mechanizacji i au­tomatyzacji transportu półfabrykatu, materiałów i gotowych przedmiotów, do automatyzacji kontroli oraz do umożliwienia sterowania i regulacji pro­dukcji na odległość. Automatyzacja produkcji przechodzi kilka rozwijają­cych się kolejno etapów. Pierwszym z nich jest tzw. mała automatyzacja obejmująca automatyzację niektórych elementów działania zwykłych ob­rabiarek uniwersalnych i produkcyjnych, jak np. samoczynne zatrzymanie obrabiarki po zakończeniu obróbki. Dalszym etapem rozwoju automaty­zacji są półautomaty i automaty. Jednak wprowadzenie automatycznych obrabiarek nie rozwiązuje jesz­cze wszystkich zagadnień produkcji. Pozostają nie rozwiązane zagadnienia automatyzacji transportu, kontroli sterowania produkcją itp., a więc za­gadnienia dotyczące ogólnego powiązania i zharmonizowania całości pro­cesu technologicznego. Stąd wynika potrzeba dalszego rozwinięcia podsta­wowej zasady automatyzacji, polegającej na pełnej koordynacji pracy wszystkich automatów i na automatyzacji całości procesu technologiczne­go. Tego rodzaju zespołowa automatyzacja charakteryzuje się połączeniem dwóch przodujących zasad współczesnej produkcji — automatyzacji i cią­głości produkcji. Wynikiem wprowadzenia zespołowej automatyzacji są automatyczne linie obróbkowe stanowiące przeważnie układ wielowrzecionowych obrabiarek zespołowych wykonujący automatycznie szereg kolej­nych operacji obróbkowych, zaopatrzony w automatyczne urządzenie transportowe przesuwające obrabiany przedmiot od jednej obrabiarki do drugiej z jednakową dla całej linii prędkością. Automatyczne linie obrób­kowe są wyższą formą potokowych linii obróbki mechanicznej i zyskują coraz szersze zastosowanie przy wytwarzaniu silników samochodowych, ciągnikowych i lotniczych. Typowymi elementami silnikowymi obrabianymi na liniach automatycz­nych są kadłuby i głowice. Najczęściej stosowane w tych przypadkach podstawy obróbkowe w postaci płaszczyzny i dwóch dokładnych otworów na kołki ustalające wykonuje się przeważnie poza linią, po czym przed­miot ustawia się albo bezpośrednio na przenośniku, albo w specjalnym przyrządzie, który ustawia się na tym przenośniku. Przebieg pracy na linii jest następujący. Po ustaleniu i zamocowaniu przedmiotu na danym stanowisku następuje szybkie doprowadzenie gło­wic zespołowych wraz z narzędziami, potem szybkość posuwu głowic ze­społowych lub wrzecion ulega zmniejszeniu do wartości odpowiadającej ustalonym warunkom skrawania. Po zakończeniu obróbki następuje szyb­kie cofnięcie głowic do położenia wyjściowego, odmocowanie obrabianych przedmiotów, wycofanie elementów ustalających i przesunięcie przedmio­tu na następne stanowisko, po czym cykl ten się powtarza. Na rys. 250 pokazano schemat automatycznej linii obróbkowej do wier­cenia, rozwiercania i gwintowania otworów na czołowych powierzchniach kadłubów silników samochodowych. Linia ta składa się z czterech dwu­stronnych obrabiarek zespołowych. Innym przykładem może być automatyczna linia do obróbki głowic sil­nika S42 (samochodu STAR20), pokazana na rys. 251. Jest to pierwsza automatyczna linia obróbkowa zaprojektowana i wykonana całkowicie w kraju, włączona do normalnej produkcji w Zakładach Starachowickich w październiku 1954 r. Linia ta składa się z 6 wielowrzecionowych głowic zespołowych; ogólna liczba wrzecion wynosi 82, a wydajność — około 20 sztuk na godzinę 1). W przypadku złożonego procesu technologicznego składającego się z wielu operacji do obróbki jednego przedmiotu stosowane bywa 2=4 linii automatycznych (np. przy obróbce kadłubów silników samochodo­wych ZIS150 zastosowano cztery linie automatyczne). Sposób rozdziału wszystkich zautomatyzowanych operacji na poszczególne linie jest zwykle uwarunkowany koniecznością obrócenia przedmiotu w celu umożliwienia dalszej obróbki lub koniecznością przeprowadzenia kontroli międzyoperacyjnej. Pracą każdej linii steruje elektrycznie jeden robotnik z centralnej ta­blicy rozdzielczej. Rozruch i zatrzymywanie odbywa się za pośrednictwem selenoidów przez naciśnięcie odpowiedniego włącznika. Istotnym zagad­nieniem jest automatyczne wykrywanie błędów obróbki oraz naruszenia prawidłowości procesu, obróbki lub pracy poszczególnych obrabiarek. W tym celu na wszystkich obrabiarkach umieszcza się odpowiednie urzą­dzenia elektryczne, które w przypadku jakichkolwiek zakłóceń natych­miast je sygnalizują, a ponadto mogą wyłączyć całą linię. W celu zapewnienia niezawodności i ciągłości pracy warunki skrawania ustala się w taki sposób, aby trwałość narzędzi wynosiła co najmniej 4=8 godzin i aby wymiana narzędzi odbywała się między zmianami. Wymienia się zwykle nie pojedyncze narzędzia, lecz całe głowice lub imaki narzę­dziowe, dzięki czemu czas wymiany narzędzi ulega znacznemu skróceniu. Celowość wprowadzania automatycznych linii obróbkowych, tak samo jak i celowość wprowadzania bardziej wydajnych obrabiarek, jest uzależ­niona z jednej strony od wielkości produkcji, skrócenia czasu roboczego obróbki przedmiotu i wynikającej stąd oszczędności kosztów, z drugiej zaś od kosztów. Dane porównawcze dotyczące wyposażenia i urządzenia. Na celowość wprowadzenia linii automatycznych wpływa oprócz tego szereg innych czynników, jak np. kształt, wymiary i materiał obrabia­nych przedmiotów, stopień ich technologiczności, stałość konstrukcji itp. Co do korzyści wynikają­cych z zastosowania automa­tycznych linii obróbkowych można zorientować się z da­nych przytoczonych w tabl. 30, które dotyczą obróbki kadłubów silników samocho­dowych ZIS150 na czterech liniach automatycznych. Uwieńczeniem automaty­zacji zespołowej w jej koń­cowym najbardziej rozwinię­tym stadium jest budowa au­tomatycznych oddziałów pro­dukcyjnych, a nawet całych wytwórniautomatów. W 1950 r. oddana zo­stała do użytku w Związku Radzieckim pierwsza na świecie fabryka automat wytwarzająca tłoki do silników samochodowych ZIS150. W fa­bryce tej zastosowano automatyzację procesu technologicznego dla wszyst­kich operacji, tj. począwszy od wykonania odlewu aż do opakowania włącznie.