Особенности транспортных систем ГПС

Автоматизированная транспортная система ГПС обеспечивает материальные потоки между модулями и оборудованием ГПС, в том числе между оборудованием и автоматизированным складом. Перемещаемыми предметами являются: заготовки, полуфабрикаты, материалы, инструмент, технологическая оснастка, тара со стружкой и свободная тара, сырье, технологические отходы.

При минимальном уровне автоматизации ГПС механообработки автоматизированная транспортная система перемещает заготовки и детали. Перемещение других предметов осуществляется механизированными средствами с участием оператора.

АТС для ГПС создаются на основе следующих транспортных средств (рис. 141): приводные адресуемые конвейеры (напольные и подвесные), промышленные роботы (портальные и транспортные), автоматические транспортные тележки (рельсовые и безрельсовые).

Каждое из транспортных средств имеет свои особенности и свою область применения. Рассмотрим эти особенности и возможности применения каждого транспортного средства для построения автоматизированной системы транспорта ГПС.

6.3.2 Транспортные системы на основе адресуемых
конвейеров

Приводные управляемые конвейеры наряду с функцией транспорта выполняют в ГПС и функции локальных накопителей. Обычно они используются для транспортировки и накопления штучных грузов (например, спутников в ГПС механообработки). В первую очередь, приводные конвейеры можно разделить на напольные и подвесные. Приводной конвейер может также выполняться цепным, роликовым, ленточным или комбинированным.

Напольные конвейеры-накопители состоят из ряда ветвей и имеют приёмно-передающие устройства, которые служат для передачи транспортируемых грузоединиц между ветвями конвейера. Кроме этого такие конвейеры оснащаются приёмно-передающими устройствами для обслуживания технологического оборудования, устройствами фиксации грузоединиц на конвейере, устройствами считывания кода грузоединиц, промывочными камерами и др.

Пример АТС на основе напольного приводного адресуемого конвейера показан на рис. 142. Эта АТС используется для транспортирования в ГПС механообработки и построена на основе роликовых приводных конвейеров. Каждый станок 6 имеет локальный конвейерный накопитель, состоящий из четырёх взаимно перпендикулярных ветвей 4 и 7.

Эти локальные накопители соединены с центральным роликовым конвейером-накопителем 1 секциями 3. Передача спутников с конвейеров на станки и обратно происходит через приёмно-передаточные устройства 5.

Заготовки, установленные на спутниках, поступают на центральный роликовый транспортёр-накопитель, который по программе передаёт их на локальные накопители. На локальных накопителях отдельных станков одновременно может находиться несколько спутников с заготовками различного типоразмера. С помощью автоматических приёмно-передающих устройств спутник передаётся на стол станка и обратно.

Спутник с обработанной деталью локальным транспортёром подаётся на центральный транспортёр-накопитель, который транспортирует его на склад готовых деталей. Ветви транспортёров стыкуются через угловые приёмно-передающие устройства 2 (подъемно-поворотные столы), обеспечивающие передачу спутника с одной ветви на другую. Управляется транспортная система от ЭВМ. Автоматизированная транспортная система на базе конвейеров является стационарной системой.

Стационарные конвейерные системы требуют значительных производственных площадей и становятся помехой при необходимости перепланировки ГПС. Для передачи грузов между ветвями конвейеров и изменения ориентации груза на конвейере используются различные подъемно-поворотные столы и манипуляторы.

На рис. 143 показан пример манипулятора для перекладки заготовок корда с конвейера диагонально-резательной машины на стыковочный конвейер каландровой машины, используемый в шинном производстве. Манипулятор состоит из транспортёра 1, устройства отбора 3, пульта управления (на рисунке не показан), вентилятора 2, привода, поворотного привода 4, привода поворота.

Транспортёр выполнен из клиновых ремней, надетых на шкивы. Приводные шкивы ремней крепятся на вал. Ведомые шкивы устанавливаются в натяжных блоках. Часть клиновых ремней помещена в кассеты между валом и натяжными блоками.

Устройство отбора предназначено для плавной передачи заготовки корда от транспортёра манипулятора на цеховой стыковочный транспортёр с применением воздушной подушки и для регулирования момента подачи заготовок от транспортёра на стыковочный стол. Устройство отбора состоит из каркаса, под которым смонтирован осевой вентилятор.

Верхняя плоскость каркаса закрыта плитой с сеткой сквозных отверстий диаметром 4 мм, предназначенных для создания воздушной подушки под передаваемыми заготовками. Внутри каркаса установлена управляемая рычагом заслонка, перекрывающая поток воздуха (создаваемый вентилятором), направленный в сторону стыковочного транспортёра.

Между верхней плитой и днищем каркаса транспортёра имеется зазор для создания потока воздуха над лентой стыковочного транспортёра. Над стыковочным транспортёром устанавливается осветитель и светоприёмник Д, улавливающий отражённый сигнал от пластины, закреплённой одним концом на каркасе, другим – свободно лежащим на ленте стыковочного транспортёра.

С точки зрения экономии производственных площадей определённые преимущества имеют подвесные конвейеры. Такие конвейеры имеют замкнутую петлевую форму. Привод обеспечивает перемещение грузонесущих тележек по направляющим конвейера (обычно по монорельсу).

В состав транспортной системы на базе подвесного конвейера (рис. 144) входит подвесной замкнутый конвейер 5, с грузонесущими тележками 6, в захваты которых устанавливается тара с грузом. Передача тары в захваты грузонесущих тележек производится с помощью подъёмно-опускных станций 3, которые имеют подъемные каретки 4. Конвейер обслуживает оборудование 1, оснащенное загрузочно-разгрузочными устройствами 2.

Обработанные изделия загружаются в тару и передаются на конвейер. Последний транспортирует тару к подъёмно-опускной станции, вильчатым захватом которой тара забирается из захвата грузонесущей тележки конвейера и опускается до уровня действия транспортных средств цехового назначения (например, до уровня приёмных позиций склада).

При подаче заготовок к станкам тара с заготовками поступает к подъёмно-опускной станции, которая перегружает тару на подвесной конвейер и последний доставляет тару к нужному станку.

Для изменения маршрутов монорельс имеет автоматические стрелки 8 и поворотные круги 7. Для адресации грузов служат установленные на маршрутах путевые выключатели 9. Используя прямые и криволинейные секции монорельса, автоматические стрелки и поворотные круги, можно создать сложную разветвленную транспортную систему.

На базе подвесных конвейеров разработаны подвесные транспортные робототехнические системы в виде монорельсовых конвейерных систем. Они достаточно универсальны, занимают минимальные производственные площади. Их недостатком является необходимость применения дополнительных подъемно-опускающих устройств между уровнями транспортирования и рабочими позициями в цехе, а также средств для установки, снятия и ориентации перемещаемых грузов. Второй недостаток – постоянство трассы, задаваемой монорельсом.

В монорельсовой конвейерной системе типа AZT по монорельсовому пути, составленному из прямолинейных и криволинейных секций, перемещаются приводные грузонесущие или буксирующие тележки, оснащённые грузозахватами. Переход тележек с одного монорельса на другой происходит с помощью автоматических стрелок.

Для установки и съёма грузов служат подъемно-опускающие станции. Эти станции опускают секцию монорельса вместе с тележкой до уровня приёмного стола, где и происходит съём или установка груза. Число таких станций определяется потребностью. Тележки могут останавливаться в любой точки монорельса. В местах пересечения монорельсов устанавливаются поворотные круги. Управление конвейером осуществляется от ЭВМ.

Грузоподъёмность тележек для разных моделей лежит в пределах 100–1000 кг. Скорость перемещения до 0,8 м/с. Погрешность позиционирования составляет мм. Подъёмно-опускающие станции обеспечивают максимальный подъём на 30 м. Система управления позволяет задавать 511 адресов. Система монорельсов, стрелок и поворотных кругов дает возможность реализовать сложный разветвленный маршрут с пересечениями.

Подвесные толкающие конвейеры широко применяются в различных отраслях промышленности, в том числе шинной и резинотехнической. Они позволяют, в отличии от других типов подвесных конвейеров, отключать или подключать подвески с грузом от тяговой цепи и переводить их на другие пути. Это, в свою очередь, даёт возможность связывать между собой большое число технологических операций. Широкое распространение получили конструкции подвесных конвейеров фирмы "ФАТА" (Италия).

Дальнейшим усовершенствованием известных конструкций является устройство толкающего конвейера фирмы "АНЧОР" (США) со спаренными каретками. Конвейер (рис. 145) состоит из передней 14 и задней 13 кареток, тяговой цепи 5 с поводками 2 и кулачками 8. Передняя каретка имеет переднюю 3 и заднюю 1 собачки, задняя – кулачковую планку 4, два языка 9, образованных пазом, ширина которого больше толщины передней и задней собачек передней каретки. Ролик 6 движется по двутавровому пути 7. Передние 14 и задние 13 каретки соединяются траверсой 11 и движутся по пути, образованному двумя швеллерами 10. Задняя каретка имеет эксцентриковый ловитель 12, срабатывающий при подъёме в случае обрыва тяговой цепи.

Накопление спаренных кареток происходит следующим образом. При останове (рис. 145, б) срабатывает пневмоцилиндр 15, опуская с помощью рычага 16 копир 18 на полку одного из швеллеров пути 17, по которому движутся каретки.

Нижняя часть поводка наезжает на копир и плавно выводится из зацепления с передней собачкой каретки. Двигаясь дальше по инерции, каретки передней собачкой наезжают на язык копира, перекрывающий просвет между швеллерами пути для кареток.

Передняя собачка откидывается на своей оси, при этом язык копира проходит между ней и задней собачкой и возвращается в исходное состояние из-за смещения центра тяжести (по отношению к оси). Язык копира упирается в заднюю собачку и останавливает подвеску. Передняя каретка следующей подвески передней собачкой въезжает в паз задней каретки уже остановившейся подвески, и поводок выводится из зацепления с передней собачкой, скользя утолщённой частью по языкам 9 (рис. 145, а) этой каретки.

Система магнитного адресования, применяемая на подвесных толкающих конвейерах фирмы СФС (Франция), относится к системам распределительного адресования, когда сведения передаются с помощью подвижных элементов, расставленных вдоль трассы. Система (рис. 146) позволяет фиксировать на кодовом датчике наименование груза и определять его адрес. Максимальное число наименований груза и число адресов – 255. Во время прохождения держателя кода 8 под коробкой адресователя 6 магнит, предварительно установленный на "север-юг", действует герконовый выключатель, который даёт импульсный сигнал синхронизации.

При этом происходит разряд конденсатора через катушку адресователя и намагничивание стальной пластинки на держателе кода. Можно получить или положительную или отрицательную индукцию во время разрядки конденсатора.

Адресователь записывает на кодоносителе информацию о транспортируемом грузе магнитным способом в форме двоичного кода. Роль адресователя заключается в отборе кодовых комбинаций. Отбор производится по команде от автоматической системы или от оператора.

Определитель служит для расшифровки информации, содержащейся на кододержателе для каждого наименования груза. Запись и считывание производится магнитным путем через воздушный зазор (2-3 мм), сохраняемый постоянным благодаря принципу устойчивости блока "адресователь-определитель".

Для перемещения кип натурального каучука со склада к участкам подготовки применяются различные системы, в том числе с конвейерами толкающего типа и автоматическим адресованием груза. На рис. 147 показано автоматическое разгрузочное устройство толкающего приводного конвейера: 1 – толкающий конвейер, 2 – подъемно-опускная секция, 3 – пневматический толкатель, 4 – стол с рольгангом, 5 – основание стеллажа, 6 – каретка, 7 – приемный стол с рольгангом,
8 – тележка, 9 – поворотные рольганговые секции.

Толкающий конвейер 1 доставляет по заданному адресу каретку 6 с кипами каучука, опирающимися на щелевое основание стеллажа 5. Затем каретка автоматически отключается от постоянно движущейся цепи конвейера, а подъёмно-опускная секция 2 опускает её на рольганговый стол 4. При опускании рольганги стола 4 входят в щели основания стеллажа 5.

После опускания каретки 6 пневмотолкатель 3 перемещает кипы каучука на приёмный рольганговый стол 7. По возвращении пневмотолкателя 3 в исходное положение, подъёмно-опускная секция 2 поднимает каретку, затем каретка подхватывается толкающим конвейером и возвращается на склад для приёма новых кип каучука.

С приёмного рольгангового стола 7 кипы натурального каучука перемещаются на тележки 8 с поворотными рольганговыми секциями 9.

Общая схема автоматической транспортной конвейерной системы, обслуживающей технологический процесс подготовки каучуков, показана на рис. 148, где: 1 – транспортный контейнер, 2 – толкающий конвейер, 3 – петли конвейера, 4 – загрузочный ленточный конвейер, 5 – резиносмесительные технологические агрегаты, 6 – петли толкающего конвейера у резино-смесителей, 7 – главный конвейер. А – участок централизованной подготовки и развески каучуков, Б – участок резиносмесительных агрегатов.

Каучуки всех типов и марок (количество которых в производстве резинотехнических изделий превышает 30) развешиваются в отдельном помещении, затем в соответствии с рецептурой резиновых смесей из них в контейнерах 1 комплектуются навески.

Контейнер маркируется и устанавливается на приёмное устройство толкающего контейнера 2, петли 3 которого проходят по отдельным участкам централизованного отделения развески.

Наличие ответвлений толкающего конвейера на указанных участках даёт возможность, после освобождения контейнеров у резиносмесителей 5, загружать неподвижные контейнеры новыми навесками каучуков. В то же время, загруженные контейнеры, по каким-либо причинам прошедшие мимо петель 6 конвейера, расположенных у резиносмесителей 5, могут курсировать по замкнутому контуру главного конвейера 7 до тех пор, пока не будут приняты на заданную петлю. На приёмных устройствах толкающего конвейера есть возможность переадресования контейнера, что придаёт системе большую гибкость. При средней скорости толкающего конвейера 16 м/мин и длине трассы 750 м время одного оборота одного контейнера составит 45 мин.

В транспортной системе предусмотрено:

· автоматический вызов контейнера по сигналам от бункера с указанием номеров резиносмесителя и номера этого бункера;

· автоматическая сигнализация адресного кода, который набирается на контейнере;

· автоматический контроль правильности набора адресного кода;

· автоматический останов контейнера около расходного бункера, куда контейнер адресован;

· автоматическая разгрузка контейнера и его возврат на загрузочную станцию.

Общий вид участка загрузки контейнеров химикатами показан на рис. 149. Перед началом работы все материалы пластинчатым транспортёром 6 подаются в таре на верхнюю площадку 5. При задержке отправки очередного контейнера оператор сигнализирует об этом на центральную станцию управления развеской. Сигнал вызова контейнера с требуемым материалом поступает на сигнальную панель 10, разделённую на секции, в которых указаны номера резиносмесителя и расходного бункера, вызывающего контейнер с материалом.

Оператор, находящийся над площадкой, устанавливает очередной свободный контейнер 12 под нагрузочный желоб. После этого оператор нажатием кнопки подает команду начала загрузки. После передачи сигнала на загрузку контейнера, оператор набирает на нём адрес. Контейнеру задаётся адрес зоны (номер резиносмесителя и участка расположения соответствующих расходных бункеров), а также номер бункера, для которого предназначен данный материал.

Контейнер с правильно набранным адресом с роликового стола передвигается на участок сцепления с подвижным составом. Заполненный контейнер закрывается крышкой и доставляется подвижным составом по заданному адресу. Подвижной состав с заполненным бункером автоматически останавливается над расходным бункером, к которому он был адресован, затем опускается на него до соприкосновения, при этом конвейер механически открывает его верхнюю крышку и материал выгружается из него. На складе контейнер опускается на роликовый стол, отсоединяется от подвижного состава и отправляется по рольгангу к месту загрузки.

Подвесные толкающие конвейеры используются в резинотехнических производствах и для подачи технического углерода. Специальные закрытые контейнеры, снабжённые клапанами для автоматической загрузки-выгрузки продукта, обеспечивают высокую герметичность по всей линии транспортирования технического углерода. При таком решении исключается возможность непосредственного контакта обслуживающего персонала с техническим углеродом (т.е. с сажей).

Общий вид подвески контейнера на транспортном конвейере показан на рис. 150, где выделены следующие элементы: 1 – селектор, 2 – задняя тележка толкающего конвейера, 3 – передняя тележка толкающего конвейера, 4 – соединительная траверса, 5 – хомут,
6 – несущая рама, 7 – контейнер, 8 – разгрузочный клапан, 9 – загрузочная
горловина контейнера.

Каждая подвеска, транспортирующая контейнер с техническим углеродом, оснащена магнитным кодовым датчиком, закреплённым на подвеске. Идентификация подвески производится путем считывания кода специальным устройством. Магнитный код защищен от стирания. Такая система опознавания позволяет постоянно транспортировать в контейнере один и тот же тип технического углерода.

Подвесные толкающие конвейеры применяются так же для выдачи гранулированных резиновых смесей и смесей в листовом виде. Со склада контейнеры с гранулами или листовой резиной выдаются в соответствии с программой, выполняемой центральной системой управления.

Каждая зона загрузки контейнеров состоит из двух ветвей, отведённых от главной магистрали подвесного толкающего конвейера. Она имеет рольганг и подъёмный стол, автоматически подающими контейнер на подвеску.

Каждая подвеска опознаётся с помощью нестираемого магнитного кода. Считывающая головка, находящаяся на загрузочной станции, передаёт считанный код центральной системе управления. Последняя присваивает этот код выдаваемому со склада материалу и задает его маршрут до расходного бункера. Для загрузки гранул в расходные бункеры в зоне расположения, например, резиносмесителей предусмотрены разгрузочные петли, одна на каждую смесительную линию, позволяющие подвеске занимать рабочие позиции на местах питания расходных бункеров.

Если подвеска подходит к петле преждевременно, она не будет принята. В этом случае подвеска будет циркулировать по главной магистрали подвесного толкающего конвейера, пока не освободится место для её приёма на соответствующей петле толкающего конвейера.

Для разгрузки контейнеров с сыпучим материалом служат разгрузочные станции (рис. 151), взаимодействующие с конвейером: 1 – подвесной толкающий конвейер, 2 – подвеска, 3 – кантователь для контейнеров, 4 – бункер для гранул, 5 – контейнер, 6 – элеватор.

Подвески, зашедшие в разгрузочные петли, попадают на кантователь 3, который, отобрав контейнер 5 с подвески, опрокидывает его над отверстием расходного бункера 4, освобождая от доставленного груза, и снова устанавливает на выжидающую подвеску 2.

В случае перехода на новый вид смеси, изготавливаемой смесителем, избыток гранул удаляется из выходного отверстия бункера с помощью элеватора 6 закрытого типа, который разгружает гранулы обратно в контейнер. Подвески с пустыми контейнерами или контейнерами с гранулами после выхода из петель разгрузки попадают на участок погрузки, где контейнер забирается автоматически вертикальным перегрузчиком, опускается и направляется на подвески толкающего конвейера для подачи на склад.

На шинных предприятиях эксплуатируются автоматические системы толкающих конвейеров для приёмки обрезиненного корда и тканей к агрегатам диагонально-резательных машин. Часто такие конвейеры позволяют реализовать не только транспортные, но и складские функции.

Обрезиненный корд наматывается на специализированную каретку. Каретку с кордом заводят на перегрузочный мост, который перемещается по соответствующему отводному монорельсу. С монорельса каретка может быть введена в систему складских петель толкающего конвейера. Перед выводом каретки с перегрузочного моста оператор с помощью переключателя набирает адрес петли, на которую должна быть отправлена каретка с кордом.

Устройство автоматического адресования и связанных с ним путевых стрелочных переводов обеспечивает поступление кареток с кордом с участков перегрузочных мостов через приёмные петли на большие и малые складские петли.

После отбора очередных кареток с обрезиненным кордом от ветвей складских петель на главный циркуляционный конвейер для передачи их к другим агрегатам все оставшиеся на ветвях складских петель каретки с кордом автоматически перемещают на один шаг вперёд по направлению к главному циркуляционному конвейеру. Транспортные системы с толкающими конвейерами обеспечивают высокую степень автоматизации процессов транспортирования и хранения обрезиненных кордов и тканей.