Структура построения автоматов и автоматических линий

Автомат (от греческого automatos — самодействующий) — это самостоятельно действующее устройство, выполняющее по заданной программе без участия человека технологический процесс (получение, преобразование, передачу и использование энер­гии, материала и информации). На ранней стадии автоматы представляли собой простейшие устройства, работа которых основывалась на принципах и методах классической механики.

Конструкция, схема и принцип работы каждого автомата определяются теми задачами, для выполнения которых он пред­назначен. Различают автоматы технологические (выполняющие определенную технологическую операцию), энергетические (обес­печивающие снабжение энергией), транспортные (используе­мые для изменения положения предметов в пространстве), счетно-решающие (выполняющие вычислительные операции) и др.

Устройство каждого автомата или автоматической линии определяется характером технологических процессов, выпол­няемых ими, и зависит от условий работы, требуемого уров­ня производительности и надежности.

Независимо от назначения структурная схема автомата содержит технологическую машину (ус­тановку), выполняющую производственную операцию, загру­зочное и разгрузочное устройства. Технологическая машина содержит один или несколько рабочих механизмов и приво­ды, обеспечивающие их работу. Кроме того, в состав автома­та в зависимости от выполняемых им функций может входить и зажимное устройство, фикси­рующее обрабатываемое изделие.

Координирует работу всех составных частей схема управ­ления. Деление автоматов на перечисленные части можно счи­тать условным, так как многое определяется их конкретной конструкцией.

Несколько автоматов, связанных транспортным устройством образуют автоматическую линию.

Автоматической линией называется автоматически действующая система машин, расположенных в технологической последовательности и объединенных общими средствами транспортирования, управления, удаления отходов и др.

При этом транс­портное устройство в зависимости от конструкции может вы­полнять и функции накопителей, если, например, на транс­портной ленте размещается несколько изделий.

При проектировании автоматов и автоматических линий необходимо выбрать или разработать все вышеназванные ме­ханизмы и скомпоновать их воедино. Конструктор в первую очередь должен определить направление геометрической оси, принцип действия, скомпоновать все узлы, проработать кине­матические, гидравлические, пневматические и другие систе­мы, обеспечивающие выполнение автоматом его функций.

Геометрическою осью автомата называют ось, по отношению к которой координируют и компонуют все узлы. Она может быть вертикальной, горизонтальной или наклонной. Этим автоматы вы­годно отличаются от механизмов, создаваемых для ручного управ­ления, в которых машина должна быть приспособлена к возможно­стям управления ею человеком (система «человек — машина»).

Компоновочная схема определяет пространственное распо­ложение всех узлов автомата относительно геометрической оси и строится с учетом размещения загрузочных устройств (нако­пителей, питателей-отсекателей), разгрузочных механизмов, самой технологической машины, определенных площадей, их форм и схем взаимодействия с другими участками. На основе компо­новочной схемы строится конструктивная схема, которая объе­диняет между собой основные, вспомогательные механизмы, управляющие, исполнительные и распределительные элементы.

Выбор конструктивной схемы установки обычно начина­ют с анализа выполняемых ею операций и оценки условий работы. Как правило, изучают прототипы, которыми могут стать установки аналогичного назначения, на соседних пред­приятиях или описанные в технической литературе.

На основании результатов анализа создают структурную кинематическую схему автоматизируемой установки. В со­ответствии с требованиями ГОСТ 2.701-84 она должна от­ражать назначение и взаимосвязь основных функциональ­ных частей изделия. На ней допускается изображать отдель­ные части в виде прямоугольников или условных графичес­ких обозначений.

Если при дальнейшей разработке схемы управления пред­полагается использование смешанного типа управления или управления в функции пути, то на схеме указывают места расположения датчиков, контролирующих работу механиз­мов, положение обрабатываемого изделия или ход техноло­гического процесса. В описании работы установки указыва­ют назначение каждого из датчиков и порядок их срабаты­вания при автоматическом и ручном режимах управления, а также предусматривают установку датчиков, выполняющих защитные функции (предельные датчики) [1].