ANALÝZA KONSTRUKCÍ ZÁSOBNÍKŮ S POSUVEM A ORIENTACÍ POLOTOVARU

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV VÝROBNÍCH STROJŮ, SYSTÉMŮ A ROBOTIKY FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF PRODUCTION MACHINES, SYSTEMS AND ROBOTICS ANALÝZA KONSTRUKCÍ ZÁSOBNÍKŮ S POSUVEM A ORIENTACÍ POLOTOVARU ANALYSIS OF CONSTRUCTION CONTAINER WITH SHIFT AND ORIENTATION OF SEMIPRODUCT BACHELOR'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR LUKÁŠ ZAPLETAL Ing. MILOŠ SYNEK BRNO 2008

1 ANOTACE Tato bakalářská práce se zabývá analýzou a popisem možnosti řešení zásobníku. První část pojednává o zásobnících s posuvem a orientací obrobku, jejich činnosti, možnosti konstrukce, historické a současné aplikace. V další části je zaměřena na možnosti orientace polotovaru. KLÍČOVÁ SLOVA Zásobník, posuv, orientace, polotovar. ANNOTATION This bachelor thesis deal with analysis and description possibilities solving of containers. First part treat of containers with shift and orientation workpiece their activities and possibilities of construction. In next part is specialized on possibilities of orientation semiproduct. KEYWORDS Container, shift, orientation, semiproduct. BIBLIOGRAFICKÁ CITACE DLE ČSN ISO 690 : ZAPLETAL, L. Analýza konstrukcí zásobníků s posuvem a orientací polotovaru. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2008. 30 s. Vedoucí bakalářské práce Ing. Miloš Synek

2 MÍSTOPŘÍSEŽNÉ PROHLÁŠENÍ Místopřísežně prohlašuji, že jsem byl seznámen s předpisy pro vypracování BP a že jsem celou BP včetně příloh vypracoval samostatně. Ustanovení předpisů pro vypracování BP jsem vzal na vědomí a jsem si vědom toho, že v případě jejich nedodržení nebude vedoucím BP moje práce přijata. V Brně dne 2. dubna 2008 Lukáš Zapletal

3 PODĚKOVÁNÍ Na tomto místě bych rád poděkoval všem, kteří mi při psaní mé práce pomohli. Zvláštní poděkování patří vedoucímu mé bakalářské práce Ing. Miloši Synkovi.

4 OBSAH OBSAH... 4 ÚVOD... 5 1. FUNKCE ZÁSOBNÍKU... 6 2. ROZDĚNÍ ZÁSOBNÍKU... 6 2.1. PODLE ZPŮSOBU ČINNOSTI S MANIPULAČNÍM ZAŘÍZENÍM SE ROZLIŠUJÍ ZÁSOBNÍKY... 6 2.2. Z HLEDISKA ZPŮSOBU POHYBU OBJEKTU... 8 2.3. Z HLEDISKA VYUŽITÍ ZÁSOBNÍKU... 8 2.4. Z HLEDISKA PLNĚNÍ ZÁSOBNÍKU SE ROZLIŠUJÍ... 9 3. SLOŽENÍ ZAŘÍZENÍ SE ZÁSOBNÍKEM A NÁSYPKOU... 10 3.1. NÁSYPKY... 10 3.2. MECHANISMY PRO ZACHYCENÍ OBJEKTU... 11 3.3. ZPŮSOBY ZACHYCENÍ... 11 3.4. ZÁSOBNÍKY... 13 3.5. ODMĚŘOVACÍ MECHANISMY... 17 3.6. KONTROLNÍ ZAŘÍZENÍ... 18 3.7. PODÁVACÍ MECHANISMUS... 20 4. ORIENTACE OBJEKTU... 20 5. MECHANISMY PRO ORIENTACI OBJEKTU... 24 5.1. NATÁČENÍ KOLEM JEDNÉ OSY... 24 5.2. NATÁČENÍ KOLEM DVOU OS... 25 5.3. NATÁČENÍ KOLEM TŘÍ OS... 25 5.4. NARÁŽKOVÁ ORIENTACE... 26 5.5. KOTOUČOVÁ ORIENTACE... 26 6. ZÁVĚR... 28 7. SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ... 29 8. SEZNAM OBRÁZKŮ... 30

5 ÚVOD Neustálé zlepšování kvality zvyšování produktivity má za následek stále rostoucí zájem o automatizovaná výrobní zařízení. Mechanizovaná a automatizovaná zařízení se neustále ve větší míře uplatňují ve výrobních procesech strojírenství. Takovými zařízeními jsou bezesporu také zásobníky s řízenou dopravou a orientací polotovaru. Zásobníků existuje na celém světě nepřeberné množství. Můžeme je najít téměř všude. Ať už si pod tím představíme zásobníky vody, olejů, ropy, plynů, nábojů, obrobků atd. Jejich vyžití je opravdu široké takže není v mých silách v téhle práci uvést detailnější rozebrání téhle problematiky. Má práce je hlavně zaměřena na vybrané téma a tím jsou zásobníky s posuvem a orientací polotovaru. Tyto zásobníky jsou systémy, na které je kladen důraz hlavně v průmyslovém odvětví. Jejich využití je rovněž velice široké. Obecně lze říci, že jsou to systémy sloužící k uskladnění a následné dopravě polotovaru do dalšího výrobního procesu. Mají za úkol zvýšit a zpřesnit produktivitu výroby, nahradit pracovníka všude tam kde se jedná o jednoduchou monotónní práci nebo práci ve škodlivém prostředí. V neposlední řadě je cílem snížit výrobní náklady. Nedílnou součástí těchto systému jsou také způsoby orientace polotovaru na tzv. orientátorech a jednotlivé možnosti nasazení. Cílem mojí práce je průřez konstrukcemi zásobníku používaných v průmyslu a popsání způsobů orientace polotovaru. Důvodem zvolení tohoto tématu je můj zájem o stroje a jejich konstrukce a snaha o neustálé zlepšování v tomto oboru.

6 1. FUNKCE ZÁSOBNÍKU Pracoviště může pracovat bez obsluhy v případě, je-li v daných časových okamžicích na vstupu k dispozici polotovar a na výstupu je zajištěn odběr hotových výrobků. Tyto úkoly zastávají v průmyslové výrobě vstupní a výstupní zásobníky někdy také dopravníky[2]. Zásobníky mají schopnost dodávat polotovary na vstupu pracoviště a tím umožňují automatickou činnost v určitém intervalu. Hotové výrobky jsou shromažďovány v určitém množství ve výstupních zásobnících. Zásobníky jsou hlavně nasazovány tam, kde pracoviště nepracuje souvisle a kde není plynulá návaznost na další technologické procesy. Na rozdíl od zásobníku tuto funkci plní vstupní a výstupní dopravníky, které slouží k přímé vazbě mezi následujícími technologickými procesy. Někdy je také možné využití kombinace zásobníku a dopravníku. V tomhle případě plní zásobník funkci vyrovnávacího zařízení z hlediska přizpůsobení propustnosti výroby. 2. ROZDĚNÍ ZÁSOBNÍKU Z důvodu rozlehlosti použití zásobníků je možné zásobníky rozdělovat podle různých hledisek a zároveň je známá celá řada jejich provedení. 2.1. Podle způsobu činnosti s manipulačním zařízením se rozlišují zásobníky - bez pohybu uložených objektů - statické, - s pohybem uložených objektů. Bez pohybu uložených objektů Patří zde zásobníky, které jsou nejčastěji provedeny jako palety, popř. kazety. Skupina objektů uložených na paletě je nehybně umístěna na příslušné pracoviště a jednotlivé objekty jsou automaticky odebírány manipulátory do dalšího procesu. V poslední době se rozšiřuje použití pomocných prostředků pro manipulaci s celými paletami, čímž se zjednodušuje cyklus a celková konstrukce manipulátoru. Patří sem zejména zvedací stoly s postupným polohováním ve vertikálním směru a přesuvné moduly pro přestavování palet v horizontálním směru. Obr. 1. Zařízení pro manipulaci s prázdnými paletami[12]

7 Dopravní palety Jsou velice významnou součástí při řešení automatizace mezioperační manipulace a dopravy. Dopravní paleta je prostředek pro přepravu materiálu a polotovaru ze skladu nebo mezioperačního zásobníku ke stroji a po vykonání procesu se na ní polotovary přepravují k dalšímu zpracování[3]. Nejčastěji se dnes používá paleta zobrazena na obr. 2. Je řešena jako úložná plocha, která je snadno uchopitelná a jednoduše se přemisťuje. Přemisťování je možné pomocí ručních vozíku tzv. paleťáků, motorových vozíků např. vysokozdvižných, jeřábů atd. vybavených nosnými vidlicemi. Tyto palety se často používají tam kde je nižší stupeň automatizace a obvykle pro přemístění větších objektů. Ohradová paleta Obr. 2. Paleta EUR [8] slouží pro uskladňování a přepravu drobnějšího materiálu. Jejich tvar umožňuje snadné stohování a tím šetří místo na uskladňování. Obr. 3. Ohradová paleta [9]

8 S pohybem uložených objektů Tady patří zásobníky, které jsou schopny umožnit přípravu jednotlivých objektů do určité pozice, z které jsou objekty odebírány manipulátorem. Tahle skupina zásobníků je často vybavena vlastním pohonem (elektrickým, hydraulickým, pneumatickým) a jejich činnost je řízena v závislosti na celém pracovišti, nejčastěji řídicím systémem manipulátoru příp. robotu. 2.2. Z hlediska způsobu pohybu objektu - zásobníky, ve kterých se objekty pohybují působením vlastní tíhy, - zásobníky s nuceným pohybem objektů. Obr. 4. Pohyb objektu vlastní tíhou [10] Obr. 5. Nucený pohyb objektu [11] 2.3. Z hlediska využití zásobníku - zásobníky jednoúčelové, - zásobníky universální. Zásobníky jednoúčelové Patří tady zásobníky, jejich použití je omezeno pouze na jeden typ objektu. Jejich použití v průmyslové výrobě převládá. Zásobníky universální Jsou to zásobníky, jejichž využití není omezeno pouze na jeden typ objektu. Obvykle stačí nastavit jejich části a je možno použít jiný druh objektu. Jsou výrazně dražší než zásobníky jednoúčelové a příliš se jich nevyužívá.

9 2.4. Z hlediska plnění zásobníku se rozlišují - zásobníky bez orientace objektů, - zásobníky s orientací objektu. Zásobníky bez orientace objektů Spadají zde zásobníky, do kterých mohou být vkládány objekty bez předchozího jednoznačného ustavení, jsou zatím používány v převážné většině jen pro součásti menších rozměrů. Nejrozšířenější zásobníky této skupiny jsou vibrační zásobníky (vibrační násypky). Zásobníky s orientací objektů Obr. 6. Vibrační zásobník [14] Tady patří druhá skupina těchto zásobníků. Mají výrazně větší převahu, pokud jde o četnost výskytu na automatizovaných technologických pracovištích. Do těchto zásobníků je potřeba nejprve předem vkládaným objektům stanovit jednoznačnou orientaci. Zásobníky tohoto typu se běžně používají ve strojírenské výrobě. Způsoby řešení těchto zásobníku a hlavně možnosti orientace jejich objektů budou detailněji rozebrány dále.

10 3. SLOŽENÍ ZAŘÍZENÍ SE ZÁSOBNÍKEM A NÁSYPKOU Základní součásti tohoto zařízení jsou: - násypka 1, - mechanismus pro zachycení objektu z násypky 2, - mechanismus pro orientaci objektu 3, - zásobník 4 - odměřovací mechanismus 5, - kontrolní zařízení 6, - podávací mechanismus 7. Obr. 7. Podávací zařízení se zásobníkem a násypkou [3]. Tento systém je plně automatizovaný. Objekty se nejprve umístí do násypky 1. Z násypky se mechanismem pro zachycení objektu 2 odebírají a směrové orientují v mechanismu pro orientaci objektu 3. Do zásobníku 4 již padají směrově orientované objekty a tvoří se zásoba pro další plynulý provoz stroje. Odměřovací mechanismus 5 a kontrolní zařízení 6 provedou kontrolu. Podávací mechanismus 7 posune objekt do pracovního prostoru stroje. Zařízení je vhodné pro objekty malých rozměrů a hmotností.[3]. 3.1. Násypky Násypky jsou části zařízení, kde se ukládají a shromažďují objekty různých tvarů a rozměrů. V násypkách jsou předměty uloženy většinou v náhodných polohách, tedy bez jakékoliv prostorové orientace. Násypky jsou většinou řešeny tak, že jejich tvar nutí objekty pohybovat se směrem k zachycujícímu mechanismu. Obvykle jsou to velice jednoduché tvary se šikmými stěnami např. komolý kužel nebo jehlan. Na obrázku 4 jsou znázorněné některé velice často používané tvary násypek vyrobené svařováním s plechu méně pak odléváním.

11 Obr. 8. Tvary násypek[3]. 3.2. Mechanismy pro zachycení objektu Tyto zařízení slouží pro zachycení předmětů v násypce. Nastaví je do požadované polohy a poté jsou předměty buď vlastní tíhou, nebo záchytným členem zavedeny do zásobníku. Existuje celá řada možností řešení zachycení, a proto způsoby zachycení dělíme do několika hlavních skupin. 3.3. Způsoby zachycení - mechanismy k zachycení za vnitřní povrch, - mechanismy k zachycení za vnější povrch, - mechanismy k zachycení do výřezu podle tvaru předmětu. Mechanismy k zachycení za vnitřní povrch U těchto zařízení koná záchytný člen přímočarý vratný pohyb. Na obrázku je příklad takového zařízení. V násypce 1 jsou dutá pouzdra. Tyč 2 koná vratný pohyb vyvozený vačkou. Při pracovním zdvihu tyče (vzhůru) se na ní zachytí obrobek a je dopraven do trubky 4. V trubce je umístěn pružinový snímač 5. Ten umožňuje obrobku volný vstup do trubky. Při zpětném pohybu tyče 2 však obrobek zadrží. Po zaplnění trubky by došlo k zastavení mechanismu. Tomu zabrání pružina 3. Snímač nemůže již obrobek zadržet a ten zůstává na tyči do té doby, než se trubka uvolní[3].

12 Mechanismy k zachycení za vnější povrch Obr. 9. Uchycení za vnitřní povrch [3]. Tyto mechanismy mají podobnou konstrukci jako mechanismy se zachycením na vnitřní povrch. Na obr. 8. je přiklad mechanismu sloužícího jak k zachycení, tak i k orientaci objektu. Vlastní mechanismus se skládá ze dvou smýkadel 1 a 2 s táhly 3 a 4. Pohyb táhel je odvozen od hřídele 5, na kterém jsou vačky 6 a 7, ovládající táhla. Tvar konce smýkadel závisí na tvaru podávaného objektu. Pro krátké válečkové objekty z násypky jsou nabírány smýkadly a dopravovány do přijímací části (při zachování ostatního mechanismu). Tato výhoda zajišťuje mechanismu široké uplatnění [3]. Obr. 10. Mechanismus k zachycení za vnější povrch [3].

13 3.4. Zásobníky Vibrační zásobníky Tato zařízení umožňují vytvoření velké zásoby drobných objektů, orientaci a jejich podávaní do určité polohy, z které jsou objekty odebírány manipulačním zařízením. Někdy může být vibrační zásobník bezprostředně spojen přímo se vstupem výrobního stroje[2]. Vibrační zásobníky se v současnosti stále více uplatňují. Násypka je ve většině případů přímo spojena s vibračním zařízením, které uděluje vibrační pohyb. K vytvoření vibrací se dnes používají hlavně elektromagnetu napájeného střídavým napětím. Na obr. 9. je schéma takového zařízení. Násypka je skloněna pod úhlem a objekty tak mohou být vibracemi dopravovány do žlábku. Někdy se taky používá vibrací boční stěny, aby se ulehčil vstup objektu do žlábku. Dnes se často používají zásobníky se šroubovým žlábkem obr. 4. Objekty kloužou po dně žlábku, který má tvar šroubovice na stěně násypky. Násypka je připevněna na pružinách a je rozkmitávána. Vibrace musí být řešeny tak, aby třecí síla mezi objektem a dnem žlábku nebyla příliš velká a objekt neopisoval dráhu žlábku. V tomhle případě se objekt posouvá prokluzem, volnými mikroposkoky. Obr. 11. Schéma vibračního zásobníku [2].

14 Žlábkové zásobníky Mohou být řešeny buď jako horizontální, nakloněné nebo jejich kombinací. Většinou jsou navrhovány pro valivé objekty, ale mohou být i kluzné. Z tohoto důvodu musí být žlábkové tratě dobře obrobeny a vyhotoveny z otěru vzdorných materiálů. Na obr. 10. jsou některé možností provedení žlábkových zásobníků. Obr. 12. Žlábkové zásobníky [3]. Největší problém při navrhování těchto zásobníků je vyřešení průchodnosti válcovitého objektu žlábkem (osa objektu kolmá na směr pohybu). Nesprávně zvolené nastavení rozměru žlábku může zavinit zaseknutí objektu v drážce a tím přerušení plynulosti provozu. Na obr. 11. jsou tři příklady válcovitých obrobků uložených ve žlábku o šířce B. Celková vůle mezi obrobkem a stěnou žlábku je A. Výška stěn žlábku je rovna poloměru obrobku, nebo je o něco větší. Válcovité obrobky jsou o průměru D a délce L. Vlivem vůle mezi obrobkem a žlábkem se může obrobek pootočit ve žlábku o úhel β. Toto natočení o úhel β se bude zvětšovat se zvětšováním vůle A. Při velké vůli by mohlo dojít i ke změně orientace obrobku, který by se 90 otočil. To by se stalo v tom případě, kdyby velikost úhlopříčky C byla stejná nebo menší než šířka žlábku B. Velikost úhlopříčky se určí ze vztahu Obr. 13. Válcové obrobky [3]. 2 2 C = D + L Tzn., že nejen délka L je rozhodující pro možnost natočení, ale i průměr D. Kromě těchto veličin je třeba vzít v úvahu také tvar obrobků, jak je vidět ze tří různých případů na obr. 11. Přesto je rozhodujícím činitelem pro správnou orientaci obrobku ve žlábku poměr L/D.

15 Určení optimálního poměru L/D se provede: Rozdíl S mezi úhlopříčkou a délkou obrobku bude: S = C L Po dosazení do rovnice za C bude 2 S = D + L a po vydělení celé rovnice veličinou D je S D = 1 + Dosazením různých velikostí za veličinu L při průměru D=1 lze vyjádřit závislost na obr. 12. L D 2 2 L L D Obr. 14. Grafická závislost S/D a L/D [3]. Nejlepší poměr je přibližně v místě L/D=3,5. V tomto úseku je poměr S/D dosti velký a je možno zde brát i vůle A mezi obrobkem a žlábkem poměrně velké. U obrobků, které mají délky větší než průměr D více než 3 krát až 3,5 krát, musí být vůle mezi obrobkem a žlábkem velmi malá, a tedy i malé rozměrové tolerance u vlastních obrobků. Takové požadavky lze někdy jen velmi těžce splnit [3]. Trubkové zásobníky Jsou svou jednoduchou konstrukcí používány v průmyslové výrobě velice často. Jejich řešení může být jak vertikální tak horizontální. U vertikálních se objekty pohybují vlastní tíhou. U válcových objektů se s výhodou používají tří vedle sebe umístěné tyče, které jsou snadno nastavitelné a zvyšují univerzálnost stroje. Navíc je dotyková plocha mezi objektem a dráhou mnohem menší a nevzniká tak velké tření jako u trubky. V místě ohybu se většinou dělají otvory, aby mohl být kontrolován pohyb objektu v zásobníku. Vnitřní průměr zásobníku se vypočte na základě vzorce [3]: d v =d+ 0,5 až 1 [mm] kde d je průměr objektu. U zakřivených zásobníku se volí minimální průměr [3]: 2 l 4d( d v d ) Rmin = [ mm] 8( d v d ) kde l je délka zásobníku.

16 Obr. 15. Trubkový zásobník [3]. Deskový zásobník Kotouč tohoto zásobníku je uložen buď ve vertikální, horizontální nebo šikmé poloze. Objekty se zachytí v zářezech vytvořených na kotouči. Tvary zářezů záleží na objektu, se kterým má být operováno. Tyto zařízení konají přerušovaný pohyb. V dnešní době se nejvíce používají u revolverových automatů pro objekty složitých tvarů. Obr. 16. Deskový zásobník [3].

17 Řetězový zásobník Tento zásobník je složen ze dvou řetězových kol a řetězového pásu, na kterém jsou upevněny záchytné členy různých tvarů. Tvary a rozměry těchto členů závisí na objektu. 3.5. Odměřovací mechanismy Obr. 17. Řezový zásobník [3]. Tato zařízení se používají k oddělení jednotlivých objektů ze zásobníku. Většinou mohou být řešeny jako samostatný mechanismus, nebo mohou být spojeny dohromady s podávacím mechanismem. Podávací mechanismus je synchronizován s chodem stroje. Odměřovací mechanismy můžeme dělit podle provedení takto: - bubnové, - tyčkové, - kyvadlové. Bubnové odměřovací mechanismy Na obr. 16. je znázorněn příklad kolečkového bubnového mechanismu. V zásobníku je vyroben podlouhlý otvor. V tomto otvoru se otáčí pohybem objektu ozubené kolo (buben)1, který odpočítává objekty. Obr. 18. Bubnové odměřování [3].

18 Tyčkové odměřovací mechanismy U tohoto mechanismu jsou objekty hnané vlastní tíhou a zastavují se o odměřovací tyčky. Tyčky mohou konat buď přímočarý pohyb, nebo kývavý pohyb. Nevýhodou tohoto mechanismu je to, že má neutrální polohu, ve které mohou objekty úplně vycházet ze zásobníku. Při pomalém pohybu tyček to může způsobit nesprávné oddělování. Rychlost odměřování závisí na rychlosti pohybu objektu. Na obr. 17. je znázorněna funkce tohoto mechanismu. 3.6. Kontrolní zařízení Obr. 19. Tyčkový odměřovací mechanismus [3]. Při chodu stroje může dojít k tomu, že objekty nejsou v zásobníku správně orientovány a následně může nastat poruchová činnost stroje. Aby se zabránilo těmto poruchám, zařazují se do stroje kontrolní zařízení. Tato zařízení můžeme rozdělit do dvou hlavních skupin: - zařízení kontrolující správnou orientaci objektu a dodatečné usměrnění, - zařízení zastavující chod stroje při špatné orientaci. Zařízení kontrolující správnou orientaci objektu a dodatečné usměrnění Do této skupiny patří pákový kontrolní mechanismus na obr. 18. Z trubky 2 přicházejí objekty různě orientovány. Správně orientované objekty (dnem napřed) spadnou přímo do zásobníku 3. Špatně orientované objekty obrátí páka 4, uložena v tělese 1 [3].

19 Obr. 20. Pákový kontrolní mechanismus [3]. Zařízení zastavující chod stroje při špatné orientaci objektu Sem patří otáčivý kontrolní mechanismus znázorněný na obr. 19. Do zásobníku zasahuje kolečko 1 s několika palci, které ohmatávají správnou polohu objektu. Je-li některý z objektů v nesprávné poloze, kolečko se nemůže otáčet a tím je stroj zastaven. Obr. 21. Otáčivý kontrolní mechanismus [3].

20 3.7. Podávací mechanismus Slouží k posouvání (podávaní) objektu ze zásobníku další části stroje. Podle pohybu podávacích členů je dělíme do těchto skupin: - mechanismus s kývavým pohybem, - mechanismus s přímočarým vratným pohybem, - mechanismus s otáčivým pohybem, - mechanismus se složitým pohybem. Obr. 22. Podávací mechanismy [3]. 4. Orientace objektu Mechanismy používané k orientaci objektu v prostoru mají značný význam u většiny automatizačních prací. Pro orientaci a volbu typu zařízení je rozhodující tvar objektu. Podle tvaru se volí konstrukční návrh mechanismů pro podávání a směrovou orientaci. Manipulované objekty dělíme podle [3].: - počtu směrových orientací, - rozměru předmětu. Směrová orientace slouží k ustavení správné polohy dopravovaného objektu.

21 Rotační objekty dělíme do tří skupin: - objekty se dvěma a více osami souměrnosti (nevyžadují směrovou orientaci), - objekty s jednou osu souměrnosti a jednou rovinou souměrnosti (orientace podle osy otáčení, např. válec), - objekty s jednou osou souměrnosti (vyžadují dvojí orientaci a to podle osy otáčení a podle roviny kolmé k ose otáčení, např. hrnek viz obr. 28. Objekty ploché dělíme také do tří skupin: - objekty s třemi rovinami souměrnosti (vyžadují orientaci podle délky), - objekty s dvěma osami souměrnosti (vyžadují dvojí orientaci a to podle délky a podle roviny, k níž je objekt nesymetrický), - objekty s jednou rovinou souměrnosti (vyžadují trojnásobnou orientaci a to podle délky a dvou rovin, k nimž je objekt nesymetrický, viz obr. 29 [3].

22 Obr. 23. Rotační objekty [3].

23 Obr. 24. Ploché objekty [3].

24 5. Mechanismy pro orientaci objektu Obecně je poloha objektu v prostoru dána šesti stupni volnost, z toho třemi rotacemi třemi translacemi. Při orientaci objektu dochází k natáčení objektu kolem souřadnicových os unášeného souřadnicového systému s počátkem v těžišti objektu. Podle provedení natočení rozeznáváme natočení kolem jedné, dvou nebo tří os. 5.1. Natáčení kolem jedné osy Natáčení kolem jedné osy patří mezi nejjednodušší natáčení. Natáčení probíhá kolem osy x, y nebo z. Na obrázku 21-24 jsou ukázky různých provedení pohonů orientačního ústrojí. Obr. 25. Pohon orientačního ústrojí Obr. 26. Pohon orientačního ústrojí regulačním motorem [2]. s redukčním převodem[2]. Obr. 27. Pohon orientačního ústrojí tekutinovým motorem přes převod hřebenem [2]. Obr. 28.Pohon orientačního ústrojí jednolamelovým tekutinovým motorem [2].

25 5.2. Natáčení kolem dvou os U tohoto mechanismu dochází k natáčení kolem dvou os. Osy jsou většinou na sebe kolmé. Na obrázcích 25 26 jsou ukázky častého uspořádání. Obr. 29. Schéma pohonu orientačního ústrojí Obr. 30. Schéma pohonu orientačního se dvěma pohyby prostřednictvím regulačních ústrojí se dvěma pohyby s redukčními motorů [2]. převody [2]. 5.3. Natáčení kolem tří os Uspořádání těchto mechanismu jsou nejsložitější. Pohon je nejčastěji řešen pomocí elektromotorů nebo rotačních hydromotorů. Uspořádat orientační mechanismus tak, aby se všechny osy, kolem kterých dochází k natáčení, protínaly v jednom bodě, většinou nelze. Docházelo by k rozdílům mezi požadovanou a dosaženou orientací. Proto se provádí korekce úhlů natočení. Obr. 31. Schéma pohonu tříosého orientačního ústrojí [2].

26 5.4. Narážková orientace Na obr. 30. je schématicky ukázán příklad narážkové orientace, kdy se objekt otáčí kolem pevně chycené zarážky. Hmotnost objektu působící v jeho těžišti, zapříčiní jeho otočení kolem zarážky. Ve spodní části mechanismu jsou již objekty orientované dnem předem. 5.5. Kotoučová orientace Obr. 32. Narážková orientace [3]. Tyto mechanismy orientují objekty tak, aby zářezy byly vždy na stejně straně. Mechanismus je složen z válcového tělesa 1, ve kterém se uvnitř otáčí kotouč 2 se zářezy. Kotouč se otáčí pomocí rohatkového mechanismu. Při každém pootočení kotouče se změní poloha o 1/z otáčky (z = počet zářezů). Objekty ze žlábku, spojujícího násypku s mechanismem pro sekundární orientaci, zapadají do zářezů v kotouči 2. Kotouč se otáčí ve směru naznačeném šipkou. Když je objekt správně orientován propadne nábojem 5 do vybrání na protější straně kotouče a odtud do zásobníku 6. Když je objekt orientován jinak, záchytky jej zachytí a kotouč unáší objekt dál a až se otočí o 180 propustí jej do zásobníku ve správné poloze. Obr. 33. Kotoučová orientace [3].

27 Na obr. 32 jsou naznačeny některé další způsoby orientace. Obr. 34. Další způsoby orientace [3]. Obr. 35. Orientace víček v zásobníku [12].

28 6. ZÁVĚR Snahou mojí práce bylo zpracovat co nejpřehledněji a nejkomplexněji používané a dostupné řešení zásobníku pro průmyslovou praxi. Pro lepší pochopení funkcí součástí zásobníku a zásobníku samotných jsem volil jednodušší, ale za to názornější obrázková schémata. V mé práci jsem čerpal jak s doporučené odborné literatury, tak z mnoha dalších pramenů, které jsou uvedeny v seznamu zdrojů. Jak už jsem se zmínil v úvodu, zásobníky jsou v dnešní době velice rozlehlou problematikou. Jelikož si lidé stále více uvědomují důležitost vysoké produktivity a nízkých nákladů, budeme se s nasazováním zásobníku do výrobního procesu setkávat stále více častěji snad ve všech odvětvích jak průmyslových, potravinářských, zemědělských atd. Stejně jako u většiny zařízení a mechanismů dnešní doby dochází také u zásobníku k neustálému rozvoji. Nasazování elektronických součástek automatizace, není v dnešní době u těchto zařízení nic výjimečného a v budoucnu se jich zajisté bude používat ještě v mnohem větší míře. Z mojí práce mě nejvíce zaujaly způsoby konstrukce vibračních zásobníků. Tyto stroje jsou velice zajímavé jak z hlediska konstrukčního tak i z hlediska vyžití v průmyslu. Proto se jich také poměrně hodně využívá. Z orientace polotovaru bych rád zmínil kotoučovou orientaci. Tento způsob orientování má velice široké uplatnění, protože můžeme tyto mechanismy navrhovat pro mnoho druhů polotovaru. Způsoby a možností řešení konstrukcí různých typů je pro mě velice zajímavé téma a rád bych se touto problematikou zabýval i v budoucnu.

29 7. SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ [1] KOLÍBAL, Z. Průmyslové roboty I. Konstrukce průmyslových robotů. 1. vydání. Brno. VUT Brno. 1993. 189s. ISBN 80-214-0526-0. [2] CHVÁLA, B., MATIČKA, R., TALÁCKO, J. Průmyslové roboty a manipulátory. 2. vydání. Praha. SNTL. 1987. 280s. [3] KOLÍBAL, Z. Průmyslové roboty II. Konstrukce výstupních hlavic a periferii. 1. vydání. Brno PC DIR. 1993. 165s. ISBN 80-214-0533-3. [4] EHRENBERGER, Z. Průmyslové roboty III. Robotické systémy vyšších generací. 1. vydání. Brno. VUT Brno. 1993. 145s. ISBN 80-214-0530-0 [5] BĚLOHOUBEK, P. Průmyslové Roboty IV. Projektování výrobních systémů. 1. vydání. Brno VUT. 1993. 88s. ISBN 20-214-0532-5 [6] MATIČKA, R., TALÁCKO, J. Mechanismy manipulátorů a průmyslových robotů. 2. vydání. Praha. SNTL. 1991. 272s. [7] KOLÍBAL, Z., KNOFLÍČEK, R. Morfologická analýza stavby průmyslových robotů. 1. vydání. Košice. VIENALA. 2000. 185s. ISBN 80-88922-27-5. [8] AMBRA. Katalog [on-line]. Dostupné z URL:< http://katalog.ambra.cz/ > [cit 5.4.2008]. [9] OMNIPACK. Komponenty palety [on-line]. Dostupné z URL:< http://www.omnipack.cz > [cit 5.4.2008]. [10] 3LLUCAGROUP. Prodejní automaty [on-line]. Dostupné z URL:< http://www.3llucagroup.cz/> [cit 15.5.2008]. [11] RIKO s.r.o. Dopravní a manipulační technika [on-line]. Dostupné z URL:< http://www.vidivici.cz/riko/ > [cit 12.5.2008]. [12] KIPBRNO. Zásobník palet poděsný [on-line]. Dostupné z URL:<http://www.kipbrno.cz/index70.htm> [cit 15.3.2008]. [13] RUMÍŠEK, P. Mechanizace a automatizace [on-line]. Dostupné z URL:<http://drogo.fme.vutbr.cz/opory/pdf/MechanizaceAutomatizace.pdf> [cit 11.3.2008]. [14] STILET TECH. Vibrační zásobníky a polohovací technika [on-line]. Dostupné z URL:< http://www.stilet-tech.cz/pt_vibracni_zasobniky.html> [cit 9.3.2008].

30 8. SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1. Zařízení pro manipulaci s prázdnými paletami[12] 6 Obr. 2. Paleta EUR [8] 7 Obr. 3. Ohradová paleta [9] 7 Obr. 4. Pohyb objektu vlastní tíhou [10] 8 Obr. 5. Nucený pohyb objektu [11] 8 Obr. 6. Vibrační zásobník [14] 9 Obr. 7. Podávací zařízení se zásobníkem a násypkou [3]. 10 Obr. 8. Tvary násypek[3]. 11 Obr. 9. Uchycení za vnitřní povrch [3]. 12 Obr. 10. Mechanismus k zachycení za vnější povrch [3]. 12 Obr. 11. Schéma vibračního zásobníku [2]. 13 Obr. 12. Žlábkové zásobníky [3]. 14 Obr. 13. Válcové obrobky [3] 14 Obr. 14. Grafická závislost S/D a L/D [3]. 15 Obr. 15. Trubkový zásobník [3]. 16 Obr. 16. Deskový zásobník [3]. 16 Obr. 17. Řezový zásobník [3]. 17 Obr. 18. Bubnové odměřování [3]. 17 Obr. 19. Tyčkový odměřovací mechanismus [3]. 18 Obr. 20. Pákový kontrolní mechanismus [3]. 19 Obr. 21. Otáčivý kontrolní mechanismus [3]. 19 Obr. 22. Podávací mechanismy [3]. 20 Obr. 23. Rotační objekty [3]. 22 Obr. 24. Ploché objekty [3]. 23 Obr. 25. Pohon orientačního ústrojí regulačním motorem [2]. 24 Obr. 26. Pohon orientačního ústrojí s redukčním převodem[2]. 24 Obr. 27. Pohon orientačního ústrojí tekuti novým motorem přes převod hřebenem [2]. 24 Obr. 28. Pohon orientačního ústrojí jedno lamelovým tekutinovým motorem [2]. 24 Obr. 29. Schéma pohonu orientačního ústrojí se dvěma pohyby prostřednictvím regulačních motorů [2]. 25 Obr. 30. Schéma pohonu orientačního ústrojí se dvěma pohyby s redukčními převody [2]. 25 Obr. 31. Schéma pohonu tříosého orientačního ústrojí [2]. 25 Obr. 32. Narážková orientace [3]. 26 Obr. 33. Kotoučová orientace [3]. 26 Obr. 34. Další způsoby orientace [3]. 27 Obr. 35. Orientace víček v zásobníku [12]. 27