Процедура синхронизации движений

РАБОЧИХ ОРГАНОВ МАШИН

Ознакомиться с методикой построения циклограмм и расчетом совмещения операций можно на примере машины для закрытия двух клапанов картонного короба. На рис.10-а показан короб с раскрытыми клапа­нами, на рис.10-б – короб с закрытыми клапанами. Клапаны должны быть закрыты «внахлест».

                                

Рис.10. Схема машины для закрытия клапанов короба

Сначала следует закрыть правый клапан, затем – левый.

     Предназначенная для выполнения этой технологической операции машина (рис.10-в) состоит из двух рычагов1 и 2, совершающих повороты на угол 90⁰ над горизонтальным транспортером 3.   

Транспортер 3 движется периодически с остановками, подавая короб на рабо­чую позицию. После остановки транспортера рычаг 1, поворачиваясь на 90⁰, закрывает правый кла­пан короба и возвращается в исходное положение. После этого рычаг 2 закрывает левый клапан короба и возвращается назад в исходное положение. Затем транспортер 3 выводит первый короб с рабочей по­зиции и подает на нее следующий короб.

В этой машине имеется только одна рабочая позиция, т.е. она является однопозиционной машиной I класса. Транспортер 3 здесь является устройством, механизирующим подачу короба на рабочую позицию для обработки и удаление с нее закрытого короба.

Циклограмма интервалов времени машины показана на рис. 11-а, а синхрограмма – на рис. 11-б. Для простоты изображения условно при­нят закон движения рабочих органов с постоянной скоростью. График 1 показывает поворот рычага 1 (ОА – рабочий ход вперед за время t_p1, АВ – холостой ход назад за время t_x1); график 2 описывает поворот рычага 2 (ВС – рабочий ход вперед за время t_p2, СД - хо­лостой ход назад за время t_x2) и график 3 показывает движение транспортера 3 вперед за время t_p3.

Отрезки времени t_2-1; t_3-2; t_1-3 – называют относительным фазовым смещением они показывают, через сколько времени начинает работать каждый последующий механизм по отношению к предыдущему.

Рабочий цикл машины - Т_р равный технологическому - Т_т и кинематическому - Т_к циклам машины определится как сумма этих времен:

                 Т_р = Т_т = Т_к = t_2-1 + t_3-2 + t_1-5                 (5.1)

Углы поворота распределительного вала j_2-1; j_3-2; j_1-3 соответствующие фазовым смещениям, называются относительными фа­зовыми углами, они показывают, на какой угол должен повернуться распределительный вал, чтобы началась работа следующего механизма.

При монтаже машины кулачки устанавливаются и заклиниваются на распределительном валу в соответствии с циклограммой по фазовым углам.

Для повышения производительности машины путем сокращения рабочего цикла можно совместить движение рычага 2 с движением рычага 1, так чтобы они не столкнулись. По циклограмме интервалов (рис.11- а) этого сделать нельзя, так как на ней не отмечены положения рычагов. Совмещение движения рычагов можно делать только по синхрограмме.

На схеме машины (рис.10- в) можно отметить точку а пересечения траекторий рычагов. Измерив угол j_а, соответствующий положению рычага 1 в точке а при его движении в интервале холостого хода назад, надо отложить его на синхрограмме и на графике АВ холостого хода рычага 1 найти точку а.

Для определения возможного совмещения движения рычагов 1 и 2 надо передвинуть влево гра­фики 2 и 3 так, чтобы линия графика рабочего хода ВС рычага 2 прошла несколько позднее точки а (рис. 11-в). Тогда этот график пересечет ось абсцисс в точке В' и определит новое фазовое смеще­ние t'_2-1 рычага 2, причем t'_2-1 < t_2-1. Следовательно, мы получим новый рабочий цикл Т_р', меньший, чем он был до совмещения движения:

                     Т_р' = Т_т' = Т_к' = t'_2-1 + t_3-2 + t_1-3 < Т_к                        (5.2)

 

Можно также начать движение транспортера 3 до того, как ры­чаг 2 придет в исходное положение, необходимо только чтобы короб не натолкнулся на рычаг 2 в точке b. Измерив угол j_в (рис. 10-в), соответствующей положению рычага 2 в точке возможного столкнове­ния b, надо отложить его на графике холостого хода С' - Д' рычага 2 (рис.11-в).

Затем сдвинуть график Д'- Е' транспортера влево так, чтобы он прошел несколько позднее точки b. График Д" - Е" отсечет на оси времени новое фазовое смещение t_3-2' меньше, чем бывшее ранее t_3-2. Рабочий цикл Т_р в этом случае опять сократиться и станет равным 

      Т_р"=Т_т"=Т_к"=t_2-1' + t_3-2' + t_1-3 < Т_р' < Т_р                    (5.8)

 

Рис.11. Циклограммы машины для закрытия клапановкороба

В целях дальнейшего сокращения кинематического цикла и повышения производительности машины можно совместить таким же образом поворот рычага 1 с движением транспортера: поворот можно начать до того, как транспортер остановится.

Полное совмещение рабочих органов, при которой Т_р был бы наименьший, в этой машине невозможно, так как рабочие органы и ко­роб могут столкнутьсяи, кроме того, клапаны для закрытия "вна­хлестку" не могут закрываться одновременно.

Единственным путем дальнейшего сокращения рабочего цикла является переход от однопозиционной машины к двухпозиционной, в которой рычаги 1 и 2 будут установлены на двух позициях последовательно друг за другой на расстоянии, равном шагу между коробами. В этом случае синхрограмма машины примет вид, показанный на рис.12. Работа рычагов 1 и 2 полностью совмещена, фазовое смещение t_2-1 стало равным нулю,и рабочий цикл - Т_р''' получился наименьший.

Из этого примера видно преимущество многопозиционных машин перед однопозиционными: в многопозиционных машинах отдельные

Рис.12. Синхрограмма двухпозиционной машины

операции выполняются одновременно, с полным совмещением, что позволяет получить наименьший рабочий цикл и, следовательно, наибольшую производительность машины.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ ПО ТЕМЕ

 

1.Что требуется для осуществления процедуры синхронизации движения рабочих органов?

2. С какой целью осуществляется процедура синхронизации?

3. Как избежать столкновение рабочих органов при синхронизации их движения?

4. Как определяется точное положение рабочего органа?

ТЕСТЫ ПО ТЕМЕ

 

14. Какой документ необходим для осуществления процедуры синхронизации?

                  14.1. Синхрограмма

                  14.2. Циклограмма интервалов

                       14.3. Кинематическая схема

                       14.4. Сборочный чертеж

15. Как определить точку столкновения рабочих органов?

  15.1. По компоновочному чертежу

  15.2. По чертежу общего вида

  15.3. По сборочному чертежу

  15.4. По пересечению траекторий движения

16. В каком случае осуществляется полное совмещение движения рабочих органов машины?

16.1. В машинах 1-го класса

16.2. В многопозиционных машинах

16.3. При параллельном выполнении операций

16.4. При непрерывном движении изделий.