Обоснование разрабатываемой конструкции

Магазинные загрузочные устройства (МЗУ) представляют собой комплекс функциональных механизмов, предназначенных для приемки в ориентированном положении изделий, хранения с расположением их в один ряд и автоматической выдачи изделий в рабочую зону ТМ или в зону захвата ПР, выполняющих функции питателей.

Рассматриваемые устройства применяются:

1) для изделий сложной формы, автоматическое ориентирование которых затруднено или невозможно известными техническими средствами;

2) когда автоматическое ориентирование может привести к порче изделий;

3) при возможности кассетировать (стопировать) изделия на предыдущей операции;

4) в условиях многономенклатурного производства с небольшой годовой программой, при невозможности создания достаточно мобильных АБЗОУ.

Использование ПР в качестве универсальных питателей, простота конструкций и возможность переналадок обеспечило широкое применение магазинов в ГАП.

Изделия укладываются в накопитель МЗУ в ориентированном положении вручную или вставляются стопами, расположенными обычно в сменных кассетах. Укладка изделий в кассеты может осуществляться как вручную, так и на дополнительных устройствах кассетирования.

 

Рисунок 3.2.1 Структурная схема МЗУ

 

Несмотря на большое конструктивное разнообразие МЗУ, структура их конструктивных элементов, выполняющих сходные функции, аналогична. Это можно показать на примере двухкассетного магазина с револьверным отделением изделий (рисунок 3.2.1). Основные конструктивные элементы (органы) этого устройства характерны для большинства МЗУ.

Приемник 3 предназначен для облегчения укладки в ориентированном положении в накопитель 2. Конструкция приемника зависит от способа заполнения накопителя. При ручном заполнении используются в основном только направляющие и базирующие плоскости. 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. Применяются стационарные и съемные (кассетные) накопители. Число накопителей определяется рядом факторов, основными из которых являются производительность ПР и размеры заготовок. Конструкция накопителя должна обеспечивать свободный доступ к изделиям и исключать возможность их заклинивания в случае засорения.

Основная функция отделителя 6 состоит в изоляции изделий, подлежащих захвату, от влияния других изделий, которое может проявляться, например, в чрезмерной нагрузке нижнего изделия вышележащим, сцеплении изделий за счет заусениц и наличия смазки и т. д. В большой степени конструкции отделителей зависят от формы, размеров, механических, физических и других свойств изделий. В данном случае отделитель 6 выполнен в виде револьверного устройства, обеспечивающего не только отделение изделий от стопы, но и перемещение их на позицию захвата ПР 4.

Установка изделий на позиции захвата производится механизмами поворота 7 и 8 и фиксаторами 5 и 9, обеспечивающими точную остановку основания 1 и отделителя 6 в заданном положении.

Блокирующие устройства предназначены для предотвращения поломок механизмов МЗУ в случае нарушения нормальной работы, например при застревании изделий. Кроме того, блокирующие устройства могут контролировать правильность положения изделий при захвате. В устройстве, показанном на рисунке 3.2.1, функции блокирующих устройств выполняют 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 позиционного захвата. В рассматриваемом примере изделия в накопителе перемещаются под действием собственного веса, что существенно упрощает конструкцию.

Основными функциями МЗУ (рисунок 3.2.1) являются прием ориентированных изделий приемником 3, хранение и перемещение их в ориентированном положении в накопителе 2, поштучное отделение изделий из общей массы с помощью отделителя 6 и установка изделий с требуемой точностью на позиции захвата.

Изделия, находящиеся в накопителе могут перемещаться двумя способами: под действием собственного веса и под действием дополнительной внешней силы. Магазины первой группы (рисунок 3.2.2) конструктивно просты, надежны. Они применяются, как правило, при заборе изделий снизу.

 

Рисунок 3.2.2 МЗУ для изделий, перемещающихся под действием собственного веса

 

На рисунке 3.2.2, а показан магазин элеваторного типа, состоящий из полок 2, закрепленных на бесконечной цепи 4. Загрузка полок 2 изделиями 5 производится сверху, выдача - снизу в захват 1. Перемещение цепи элеватора осуществляется пот действием веса изделий 3. Периодичность подачи изделий на позицию захвата определяется ПР.

В магазине шиберного типа (рисунок 3.2.2, б) перемещение изделии в накопителе производится под собственным весом до упора в шиберный отделитель 1.

 

Рисунок 3.2.3 МЗУ для изделий, перемещающихся в накопителе под действием внешних сил

 

В магазинах второй группы перемещение изделий производится внешними силами. На рисунке 3.2.3, а показано устройство для перемещения изделий 1 по накопителю 3 к отделителю 5 за счет гравитационных сил, создаваемых дополнительным грузом 2. На рисунке 3.2.3, б перемещение изделий 3 в горизонтально расположенном накопителе 2 до упора в отделитель 4 осуществляется за счет гравитационных сил груза 1, передаваемых через систему шкивов. В конструкции, представленной на рисунке. 3.2.3, в, груз заменен пружиной 1, что позволяет сделать магазин более компактным.

Магазин, приведенный на рисунке. 3.2.3, г, осуществляет принудительное перемещение изделий 2 силами трения, возникающими между заготовками и подвижными ремнями 3, образующими накопитель V-образной формы.

Магазин, в котором используется в качестве перемещающей силы энергия электродвигателя, представлен на рис. 3.2.3, д. Он выполнен в виде платформы 4, соединенной посредством троса 2 с электродвигателем 3.

Широко распространена подача изделий 2 под захват 1 ПР в шахтных накопителях 3 с помощью пневматических двигателей - пневмоцилиндров 4 (рисунок 3.2.3, е).

Магазин, осуществляющий перемещение изделий с помощью вибраций, показан на рисунке 3.3, ж. Загруженные в спиральный лоток 3 верхней чаши 1 изделия 4 последовательно перемещаются по чашам 1, соединенным между собой лотками 2. Перемещение изделий по спиральным лоткам 3 производится под действием вибрации, создаваемой вибратором 5. По типу накопителей магазины делятся на стационарные и сменные (кассетные). Кассетные накопители, как правило, загружаются автоматически вне магазина на специальных устройствах или непосредственно от ТМ, имеющих возможность каптировать изделия после выполнения операции.

В зависимости от способа расположения ряда изделий МЗУ разделяются на горизонтальные и комбинированные. По способу расположения изделий в ряду можно выделить магазины с расположением изделий вразрядку и вплотную.

Благодаря конструктивной простоте накопителей с плотным расположением изделий, их применение предпочтительно во всех случаях, когда нет необходимости в изоляции при хранении и выдаче.

Шаг между позициями изделий в накопителе выбирается исходя их необходимости исключения контакта между изделиями и создания возможности надежного захвата изделий ПР. Шаг между позициями изделий больше длины изделия в направлении перемещения, поэтому магазины с расположением изделий вразрядку имеют меньшую емкость, чем магазины с плотным расположением.

По числу накопителей МЗУ можно разделить на однопозиционные и многопозиционные. Необходимость увеличения позиций вызвана потребностью сократить время обслуживания одного МЗУ за счет увеличения общей емкости магазина. Кроме того, увеличение числа позиций необходимо для создания емких и компактных магазинов. Число позиций прежде всего зависит от размеров, массы изделий и времени обслуживания одной позиции магазина.

 

Рисунок 3.2.4 Схемы расположения накопителей (позиций) МЗУ

 

Многопозиционные магазины, в отличие от однопозиционных, снабжены дополнительным приводом, который обеспечивает подвод накопителей на позицию захвата по мере их выработки.

Накопители многопозиционных магазинов располагаются по линейной или круговой схеме. При круговой схеме (рис. 3.2.4, а) накопители 1 располагаются на платформе 2 по окружности. По мере забора изделий ПР 4, подвод очередного накопителя 1 на позицию захвата 3 осуществляется поворотом платформы 2 на угол:

 

α = 360/n;

 

где n - число позиций.

В случае линейного расположения (рисунок 3.2.4, б) накопителей 1 на платформе 3 их перемещение на позицию захвата 2 осуществляется за счет перемещения платформы 3 на шаг, равный расстоянию между центрами накопителей. В промышленном производстве получили распространение двух- и трех- позиционные магазины с линейным расположением накопителей. При большом числе накопителей отдается предпочтение круговым схемам.

На основании предложенных конструкций магазинных загрузочных устройств, выбираем многопозиционный поворотный магазин, т. к. для разрабатываемого типа производства он подходит из-за меньших габаритных размеров, изоляции механизма от станка, а также более удобном подводе заготовок к загрузочной позиции.