Automat je stroj, u kterého jsou automatizovány všechny hlavní a pomocné pohyby nutné k provedení technologického cyklu zpracování obrobků včetně nakládání a výdeje opracovávaného dílu. Údržba stroje spočívá v pravidelném seřizování, přísunu materiálu do stroje a kontrole zpracovávaných dílů.
Poloautomatický stroj je automatický stroj, ve kterém nejsou některé pohyby automatizované. Ve většině případů se jedná o pohyby spojené s nakládáním a odebíráním obrobků.
Automatické a poloautomatické soustruhy se používají ke zpracování dílů složitých konfigurací pomocí velkého množství nástrojů. Dělí se: podle účelu – na univerzální a specializované; podle typu obrobku – tyč a kazeta; počtem vřeten – jednovřetenové a vícevřetenové; podle umístění vřeten – horizontální a vertikální. Z automatů a poloautomatů jsou nejpoužívanější stroje s vačkovým pohonem.
Automatické řízení cyklu těchto strojů se provádí pomocí vačkového hřídele. Typicky dojde k úplnému cyklu zpracování během jedné otáčky vačkového hřídele.
Stroje lze rozdělit do tří skupin. První skupinou jsou stroje, které mají jeden vačkový hřídel rotující konstantní frekvencí pro dané nastavení. Hřídel ovládá pracovní i pomocné pohyby. Automatické stroje této skupiny se vyznačují velkou časovou ztrátou při pomocných pohybech, protože jsou prováděny při stejných (pomalých) otáčkách vačkového hřídele jako pracovní operace. U malých strojů s malým počtem volnoběžných pohybů je však použití takového schématu vhodné kvůli jeho jednoduchosti.
Druhou skupinou jsou automaty s jedním vačkovým hřídelem, který má během cyklu dvě rychlosti otáčení: nízkou za provozu a vysokou za chodu naprázdno. Toto schéma se obvykle používá u vícevřetenových automatů a poloautomatických soustruhů.
Třetí skupinou jsou automaty, které mají kromě vačkového hřídele také rychloběžnou pomocnou hřídel, která vykonává volnoběžné pohyby. Příkazy k provádění volnoběžných pohybů dává vačkový hřídel pomocí speciálních bubnů s připevněnými zarážkami.
10.7.1. Jednovřetenové automatické soustruhy. Automatické tvarové a podélné soustružnické stroje.
Jednovřetenové soustružnické automaty se dělí na podélné soustruhy, tvarově řezné a revolverové soustruhy.
Tvarovací a řezací stroje (mod. 1106, 11F16, 11F25, 11F40) jsou určeny pro výrobu dílů z tyčí o průměru 6 až 40 mm. Používají se především ve velkosériové a hromadné výrobě. Na Obrukazuje provozní schéma stroje. Tyč je upevněna v otočném vřetenu1pomocí kleštinového sklíčidla. Třmeny2pohybovat v příčném směru a nosit tvarové a řezné frézy. Tyč je podávána pomocí speciálního podavače až na doraz skládání3.Konstrukčně se tvarovací a řezací stroje od sebe mírně liší.
Některé modely tvarových řezacích strojů mají podélnou podpěru, která umožňuje vrtání otvorů při podávání podél osy dílu (Obr. 47, b. Obr).
Obr.47. Schémata činnosti soustružnických a řezacích automatů
Rozdíl mezi automaty 11F25 a 11F40 je spojení převodovky a posuvů v jeden celek, místo otočného třmenu je instalována hlava podélného třmenu. Stroje jsou vybaveny vertikálními a horizontálními (po dvou) a křížovými podpěrami.
Při použití drátu jako obrobku se tento před zpracováním narovná v mechanismu rotačního typu. Zpracovávaný drát se neotáčí, ale pohybuje se pouze podélně. Při zpracování kalibrovaných obrobků nedochází k pohybu tyče a vřetenové hlavy – obrobek je opracován rotační hlavou s nainstalovanými frézami, pohybujícími se v příčném směru s posuvem na sobě nezávislým. Obrobek je přiváděn na požadovanou délku pohybem suportu s podávacími a rovnacími mechanismy.
Automaty jsou stroje, u kterých jsou automatizovány všechny hlavní a pomocné pohyby, včetně podávání, instalace a zajištění obrobku, uvolnění a výdej zpracovávaného produktu. Při servisu stroje jsou funkce operátora redukovány na periodické zatěžování, selektivní ovládání a obecné sledování provozu stroje (někdy s drobnými úpravami). V důsledku toho se při organizování práce na automatických strojích berou v úvahu podmínky služby více strojů.
Poloautomaty se od automatů liší tím, že při práci na nich, instalaci a zajištění obrobku, další spuštění stroje, uvolnění a odstranění výrobku provádí obsluha.
Automatické soustruhy tyčí jsou určeny pro použití v hromadné a velkosériové výrobě. To se vysvětluje skutečností, že konstrukce takových strojů zahrnuje použití poměrně složitých nastavení nástrojů se značnými náklady na přípravný čas, jehož ziskovosti je dosaženo pouze v podmínkách zpracování velkých sérií dílů.
Automatické a poloautomatické soustružnické skupiny mohou být klasifikovaný podle následujících charakteristik: podle účelu, druhu obrobku, umístění vřeten, počtu vřeten, provozních a klidových režimů.
Do cíle Rozlišují se univerzální automatické a poloautomatické stroje, sloužící k provádění nejrůznějších soustružnických a někdy i jiných operací na různých dílech, a specializované, určené k provádění úzkého okruhu operací na určitých dílech. Poloautomatické stroje se používají k výrobě dílů pouze z kusových polotovarů, hlavně v kazetě (kazetové poloautomaty), méně často – v centrech. U tyčových strojů se tyč vkládá do dutého vřetena a následně se automaticky přivádí a upíná pro každý vyráběný díl. U automatických zásobníkových strojů jsou obrobky vkládány do zásobníku nebo násypky, odkud jsou také automaticky podávány do upínacího zařízení stroje.
Podle umístění vřetena, automatické a poloautomatické stroje se dodávají s horizontálními a vertikálními vřeteny.
Podle počtu vřeten Existují jedno- a vícevřetenové automaty a poloautomaty. První zpracovávají pouze jednu část najednou; tyto zpracovávají současně několik dílů v množství rovném počtu vřeten nebo počtu vřeten mínus jedna.
Jednovřetenové stroje mají řadu variant. Z nich jsou nejrozšířenější jednovřetenové tyčové stroje, kam patří: obrážecí a řezací stroje, podélné soustruhy a revolverové soustruhy.
Tvarové řezání stroje jsou určeny pro výrobu krátkých dílů malého průměru jednoduchého tvaru (obr. 23). Materiál je upevněn v otočném vřetenu 1 pomocí kleštinového sklíčidla. Stroj má dvě až čtyři podpěry 2, pohybující se pouze v jednom příčném směru a nesoucí tvarové a řezné frézy. Pro získání části dané délky je stroj vybaven pohyblivým dorazem 3, automaticky zarovnané podél osy vřetena po skončení cyklu. Materiál je podáván pomocí podávacího mechanismu, dokud se nedotkne dorazu. Hlavním pohybem u těchto strojů je otáčení vřetena, pohyb posuvu (S) – pohyb příčných podpěr. Některé modely tvarových řezacích strojů mají podélnou podpěru, která se pohybuje podél osy vřetena, což umožňuje vrtání otvorů.
Obr.23. Schéma činnosti tvarového řezacího stroje
Automatické podélné soustruhy jsou určeny pro výrobu dlouhých dílů malého průměru z tyče nebo svitku v podmínkách hromadné výroby. Tyto stroje se používají v podnicích přesného průmyslu, například v hodinářském průmyslu, výrobě nástrojů atd. Vysoké požadavky na přesnost a čistotu povrchu dílů předurčily řadu konstrukčních vlastností těchto strojů. Obrázek 24 ukazuje provozní schéma stroje. Obrobek je upevněn v otočném vřetenu 1 pomocí kleštinového sklíčidla. Vřeteník 2 se pohybuje podél vodítek lože a uděluje obrobku posuvný pohyb (S1) vzhledem ke stacionární fréze 8, upevněný ve třmenu 9. Podpěra informuje frézu o pohybech instalace při přechodu na obrábění kroku jiného průměru a pohybu příčného posuvu (S2) při řezání a tvarovém soustružení. Stroj má dvě nebo tři vertikální podpěry a podpěru vyvažovacího typu 4, nesoucí dva řezáky a vykonávající kývavý pohyb kolem osy 5, upevněný v držáku 3. Pro zvýšení tuhosti systému se obrobek (tyč) pohybuje v pouzdru v ustáleném stavu 6. Vrtání, zahlubování, vystružování, závitování lze provádět pomocí speciálních zařízení 7, nainstalovaný naproti zpracovávané liště. Vřetena těchto zařízení mají často nezávislé pohony pro rotační a translační pohyby.
Obr.24. Schéma činnosti automatického soustruhu profilů
Automatické otočné věže Jsou to automatizované revolverové soustruhy a jsou určeny pro výrobu součástí složitých tvarů. Většina těchto strojů je navržena tak, aby vykonávala práci z tyče, ale některé modely mají možnost nakládat kusové obrobky. Tyč (obrobek) je uložena v otočném vřetenu. Automatické pohyby spojené s podélným posuvem, včetně automatického otáčení pro výměnu nástrojů, provádí revolverová hlava. Příčný posuv se provádí dvěma nebo třemi třmeny. Konstrukce a princip činnosti takového automatu jsou studovány během laboratorních prací.
Vícevřetenové stroje Vyrábí se dva typy strojů: sekvenční automaty a paralelní automaty.
Charakteristickou součástí u automatických a poloautomatických soustruhů je vačkový hřídel. Na vačkovém hřídeli jsou namontovány vačky různých provedení a tvarů (podle účelu), které soustavou mechanických nebo jiných spojů ovládají veškeré pracovní a pomocné pohyby strojů.
Níže jsou uvedeny nejběžnější konstrukce vaček a jejich účel.
Bubnové vačky jsou určeny k ovládání pracovních a pomocných pohybů obráběcích strojů. Bubnová vačka je válec vybavený frézovanými tvarovými drážkami nebo horními vačkami (obr. 25, а и б).
Kotoučové vačky – slouží především k pohonu pracovních částí automatických a poloautomatů – věží a třmenů (obr. 25, в).
Kotouče s horními vačkami se používají výhradně k umožnění pomocných pohybů, například posouvání a upnutí tyče, otáčení věže atd. Kotouče mají stupnici dělenou nejčastěji na setiny otáčky, což je nutné pro instalaci vaček na správné místo (obr. 25, г).
Obr.25. Typy vaček pro automatické soustruhy
Horizontální vícevřeteno tyčové automaty jsou určeny pro zpracování dílů z kalibrovaných tyčí kulatých, čtvercových a šestihranných profilů a také z trubek ve velkosériové i hromadné výrobě v různých odvětvích strojírenství.
Mezi hlavní technologické operace prováděné na stroji patří: soustružení, vrtání, vystružování, řezání závitů, řezání, válcování závitů a tvarové soustružení. Všechny potřebné pohyby ve stroji se provádějí automaticky pomocí vaček umístěných na vačkovém hřídeli. Během jedné otáčky se provede celý rozsah pohybů mechanismů stroje nezbytných pro výrobu jednoho obrobku. Tento komplex určuje cyklus zpracování a doba, během níž je dokončena jedna otáčka vačkového hřídele, je doba cyklu.
Pracovní schéma vícevřetenového horizontálního tyčového stroje je na obr. 26. Obr. Vřetena 6 umístěné po obvodu v bloku vřetena 1. Na konci vřetenového bloku jsou příčné podpěry 2a na středovém rukávu 4 podélná podpěra se může pohybovat 5. Vřetena stroje se otáčí z centrálního hřídele 3 přes ozubená kola 7 и 8. Po vyříznutí hotového dílu se blok vřetena otočí pod úhlem odpovídajícím počtu vřeten.
Tyčový materiál je zaváděn vodicími trubkami do otvorů vřeten a zajištěn v kleštinových upínačích stroje. Každá část je zpracovávána postupně na každé pozici. Všechny obrobky jsou zpracovávány současně. Hotový díl se odřízne na poslední pozici. Každá pozice je obsluhována příčnými podpěrami. Podélná podpora 5 může obsluhovat všechny pozice. Lze na ni instalovat posuvné držáky s pohonem podélného posuvu nezávislým na podélné podpěře i na sobě. Navíc na něj lze umístit nástrojová vřetena pro vrtací nástroje s rychlostí otáčení nezávislou na pracovních vřetenech. Velikost pracovních zdvihů podélných i příčných třmenů se nastavuje plynule.
Obr.26. Schéma činnosti vícevřetenového horizontálního automatu
Uvažujme uspořádání vodorovného stroje (obr. 27). Na postel 23 umístěn blok vřetena 21 a převodovka 13. Vřetenový buben je namontován ve vřetenovém bloku 7, otočné, fixační a zvedací mechanismy, upínací a podávací mechanismus, pohony spodních a středních podpěr, opěrné dorazy a dorazy 9 dodávka materiálu. Na tělese bloku vřetena jsou čtyři příčné podpěry: řezání 20, spodní přední 19, spodní část zad a střední část zad. V převodovce 13 Je umístěn pohon hlavního pohybu, pohony pro pracovní, rychlé a seřizovací otáčení vačkového hřídele, zařízení pro řezání závitů, vystružování a také pro mazání stroje. Dvě horní křížové podpěry 8 umístěný na traverzu 2. Hlavní elektromotor je umístěn uvnitř rámu 16, čerpadlo 24 chlazení, nádrž na olej a chladicí kapalinu. Uvnitř traverzu 2 je umístěn vačkový hřídel, ovládací zařízení a seřizovací elektromotor 12, maznice 10. Vlevo od stroje je stojan s vodicími trubkami 1, box 26 pro třísky a šnekový dopravník 25, vpravo – skříň 14 s elektrickým zařízením. Pro zajištění přísunu držáků s nástrojem slouží podélná podpěra 18 a páky 11 nezávislé podání. Blok vřetena obsahuje také mechanismus 4 Nastavení délky posuvu tyče a indikátor 6 ovládání zdvihu bubnu. Knoflík 22 během seřizování provádějte krokové otáčení vřeten. Čelit 15 ukazuje počet zpracovaných dílů. Rukojeť 5 ručně upněte tyč. Stroj má dva ovládací panely: přední 17 a zadní (na obrázku není znázorněno).
Vícevřetenové poloautomatické soustruhy se vyrábí v horizontálním i vertikálním provedení. Jsou vytvořeny na základě podobných modelů vícevřetenových strojů. Hlavní rozdíl mezi vícevřetenovými horizontálními poloautomaty a vícevřetenovými automaty je ten, že zpracovávají kusové obrobky ve sklíčidlech a obrobky se zakládají ručně nebo pomocí nakládacího zařízení. Vícevřetenové poloautomaty mají navíc hydraulický pohon, který slouží k upínání obrobků do sklíčidel. U šesti a osmivřetenových poloautomatů je instalováno pouze pět příčných podpěr a na nakládacích pozicích nejsou žádné podpěry. V nakládacích polohách jsou instalována zařízení pro zapínání a vypínání otáčení vřetena a upnutí obrobku ve sklíčidle. Vícevřetenové horizontální poloautomaty nemají podávací a upínací mechanismy tyče.
Obr.27. Horizontální vícevřetenový automat
Vertikální vícevřetenové poloautomaty se používají pro zpracování ve sklíčidlech, méně často ve střediscích, dílů poměrně velkých rozměrů v podmínkách hromadné výroby. Vertikální vícevřetenové poloautomaty mohou být podle principu své činnosti sekvenční nebo paralelní.
Na obr. 28 а ukazuje schéma šestivřetenových poloautomatů se sekvenčním působením. Na základě 1 sloupek nainstalován 4, kolem kterého se stůl periodicky otáčí 2 se šesti vřeteny 3. Pět třmenů 5 s řeznými nástroji se současně obsluhuje pět vřeten. V nakládací poloze I je hotový díl odstraněn a je instalován nový obrobek. Po otočení stolu o 1/6 otáčky se vřetena začnou otáčet a v poloze I se hotový díl opět odstraní a nasadí se nový obrobek atd. Doba jednoho cyklu provozu takových poloautomatů se skládá z doby zpracování nejnáročnější polohy a doby potřebné k provádění volnoběžných pohybů (soustružení, upevnění stolu, dílů a instalace nového obrobku).
Na obr. 28 б znázorňuje schematický diagram šestivřetenových poloautomatů s paralelním chodem. Tyto poloautomaty jsou jako blok několika jednovřetenových poloautomatů. Na základě 1 instalován pevný vertikální sloup 5, kolem kterého se nepřetržitě otáčí stůl nesoucí vřetena 2, a šestihrannou objímkou 3 se šesti třmeny 4, představující jediný celek – kolotoč. Při otáčení rukávu 3 třmeny se pohybují podél vertikálních vodítek ze stacionárního bubnu 7, se kterým jsou spojeny tyčemi 6. Na jednu plnou otáčku kolotoče 3 na každém vřetenu procházejícím ložnou plochou 8, Zpracování dílu končí, otáčení vřetena se v této zóně automaticky vypne, díl se uvolní z upínky, podpěra se přesune do horní polohy, hotový díl se vyjme a nasadí se nový obrobek. Poté se obrobek upne, vřeteno se otočí, podpěra se přivede k obrobku a začíná zpracování.
Ve srovnání se sekvenčními poloautomaty mají tyto poloautomaty menší technologické možnosti.
