Научная статья на тему 'ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС АВТОМАТИЧЕСКОЙ СБОРКИ ИЗДЕЛИЯ'

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС АВТОМАТИЧЕСКОЙ СБОРКИ ИЗДЕЛИЯ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
337
27
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АВТОМАТИЧЕСКАЯ СБОРКА / КОМПЛЕКСНАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ / ЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО / МЕХАНИЗАЦИЯ / РОБОТОТЕХНИКА / СБОРОЧНЫЕ АВТОМАТЫ / AUTOMATIC ASSEMBLY / COMPLEX AUTOMATION / LOADING DEVICE / MECHANIZATION / ROBOTICS / ASSEMBLY AUTOMATA

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Федоров В.Е., Глушков Г.Е.

Под технологическим процессом автоматической сборки изделия или сборочных единиц понимают часть производственного процесса, выполняемую в автоматическом режиме на отдельной машине или линии.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Федоров В.Е., Глушков Г.Е.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ТЕСNOLOGICAL PROCESS OF AUTOMATIC ASSEMBLY OF A PRODUCT

Technical means of automating assembly of a product or assembly units. Under the technological process of automatic assembly of a product or assembly units is understood a part of the productionprocess performed in an automatic mode on a separate machine or line.

Текст научной работы на тему «ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС АВТОМАТИЧЕСКОЙ СБОРКИ ИЗДЕЛИЯ»

13. Куница В.Н. Сестринский процесс с точки зрения студентов медицинского вуза при прохождении сестринской практики [Электронный ресурс] / В.Н. Куница, М.Ф. Салахутдинова, Д.А. Скрипников // Научное обозрение : электрон. журн. - 2018. - № 4. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).

УДК 658.012.011.56:658.512

Федоров В.Е., к. э.н.

доцент кафедра АТПиП Глушков Г.Е. ст преподаватель кафедра АТПиП ГОУПГУ им. Т.Г. Шевченко филиал в г.Рыбница Приднестровье, г. Рыбница ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС АВТОМАТИЧЕСКОЙ СБОРКИ

ИЗДЕЛИЯ

Под технологическим процессом автоматической сборки изделия или сборочных единиц понимают часть производственного процесса, выполняемую в автоматическом режиме на отдельной машине или линии.

Ключевые слова: автоматическая сборка, комплексная

автоматизация, загрузочное устройство, механизация, робототехника, сборочные автоматы.

Fedorov V.E. Glushkov G.E.

ТЕС^ШС1САЬ PROCESS OF AUTOMATIC ASSEMBLY OF A

PRODUCT

Technical means of automating assembly of a product or assembly units.

Under the technological process of automatic assembly of a product or assembly units is understood a part of the productionprocess performed in an automatic mode on a separate machine or line.

Key words: automatic assembly, complex automation, loading device, mechanization, robotics, assembly automata.

В состав автоматической сборки могут входить различные по характеру технологические операции и приемы, выполняемые в определенной последовательности и связанные единством поставленной задачи и организации производства. Автоматическая сборка представляет собой технологический процесс, в котором все основные и вспомогательные работы по сборке изделия, а также транспортировка собираемого изделия и входящих в его состав деталей в процессе сборки выполняются без непо -средственного участия рабочего. Признаком, определяющим автома-

тическую сборку, является отсутствие рабочего, непрерывно связанного со сборкой изделия. Существует четыре ступени механизации и автоматизации сборки изделий:

1. Частичная механизация, при которой механизированные средства применяются на отдельных сборочных операциях, а основная доля работы выполняется вручную простейшим немеханизированным инструментом.

2. Комплексная (всесторонняя) механизация, при которой все основные рабочие операции выполняются механизированными инструментами и приспособлениями.

3. Частичная автоматизация, при которой часть процессов сборки осуществляется с применением автоматизированных технических средств, а остальные работы выполняются операторами - сборщиками с использованием механизированных инструментов и приспособлений.

4. Комплексная автоматизация, представляющая собой высшую форму механизации сборки; на этой ступени все рабочие операции, а также операции регулирования сопряжений и контроля собранных узлов и изделий выполняются машинами - автоматами под наблюдением небольшого количества операторов.

Разработка научных основ автоматизации сборки тесно связана с глубоким и всесторонним изучением физической сущности сборочных процессов с целью выявления основных закономерностей их протекания и эффективного управления ими. В условиях автоматизации выбор варианта технологического процесса сборки должен базироваться на точных расчетах. Недопустимы просчеты и весьма нежелательны последующие изменения принятых и осуществляемых решений, так как это удлиняет сроки подготовки производства и увеличивает его издержки. Проблема автоматизации сборочных работ включает следующие вопросы: технологичность деталей для автоматической сборки, автоматизация технологического процесса сборки и вопросы, связанные с созданием и исследованием оборудования для автоматической сборки.

Технологический процесс автоматической сборки состоит из следующих взаимосвязанных, последовательно выполняемых технологических элементов (переходов):

1) загрузки собираемых деталей в загрузочные и транспортные устройства и последующего перемещения деталей к месту сборки с предварительной их ориентацией;

2) базирования и относительной ориентации деталей на сборочной позиции с требуемой точностью;

3) сопряжения поверхностей соединяемых деталей и закрепления установленной детали, т.е. осуществления собственно сборки (с закреплением или без него);

4) контрольных операций в процессе сборки деталей;

5) удаления собранного узла со сборочной позиции, если сборка на данной позиции заканчивается, или перемещения сборочной еди-ницы на

следующую сборочную позицию.

Схема автоматического сборочного станка показана на рисунке 1. В качестве загрузочных устройств для мелких деталей в станках автоматической сборки применяют вибробункеры, обычные и многоярусные. Последние позволяют подавать на позицию сборки различные по наименованию детали и существенно уменьшить площадь, занимаемую станком.

Для автоматической загрузки деталей, а в ряде случаев и транспортировки с одной сборочной позиции на другую (особенно для сложных по конфигурации деталей или крупных по размеру), используют комбинированные питатели (автооператоры) с программным управлением. Детали загружаются вручную или подаются к станку (линии) в специальной таре, в которую их укладывает в требуемом положении рабочий, выполняющий последнюю операцию обработки.

Для собираемых деталей, исключающих возможность использования бункерных механизмов, иногда применяют специальные способы подачи в зону сборки. К таким приемам следует отнести подачу штампуемых деталей в ленте с отделением их от ленты на сборочной позиции, удержание деталей клеем на бумажной ленте и т. д.

Перед сопряжением детали, находящиеся на сборочной позиции, должны быть зафиксированы, т.е. должны занять вполне определенное устойчивое положение. Детали на сборочных позициях, так же как и в приспособлениях для механической обработки, базируются по правилу шести точек, но при этом возникает добавочное требование наибольшей стабильности положения сопрягаемых поверхностей при колебании размеров детали в пределах допуска. В зависимости от вида сопряжения схемы базирования деталей могут быть различными. В некоторых случаях в сборочных автоматах деталь в приспособлении не закрепляется, а устанавливается свободно.

Рис. 1. Схема автоматического сборочного станка: 1, 2, 3, 4, 5 -загрузочное устройство и его функциональные узлы (бункер, механизм ориентации, накопитель и т.п.); 6 - комбинированный питатель; 7 -приспособление; 8 - транспортное устройство; 9, 10, 11 - рабочие головки, осуществляющие процесс сборки, обработку в процессе сборки, нанесение покрытий и т.п.; 12 - командоаппарат; 13 - контрольные устройства; 14 -силовые системы.

Для осуществления сборки детали на сборочной позиции ориентируются относительно друг друга так, чтобы их можно было последующим движением беспрепятственно собрать. Пространственная относительная ориентация деталей перед сборкой представляет собой сложную задачу, которая решается на базе теории размерных цепей и цепей относительных поворотов системы «собираемые детали - сборочное устройство». При базировании деталей, участвующих в сборке, необходимо контактирование их поверхностей с соответствующими поверхностями приспособлений. Поверхности базирования, принадлежащие приспособлению, должны обладать строго определенными формой и размерами, в противном случае базирование не даст необходимой ориентации собираемой детали (базовой или комплектующей). Форма поверхностей базирования может быть плоской, цилиндрической,

призматической, конической, резьбовой, керновой, сферической и полукруглой, типа «ласточкин хвост» и комбинированной. Базирование может осуществляться по наружной или внутренней поверхности собираемой детали. Тип выбирается в каждом конкретном случае. Наибольшее применение для базирования, как показывает опыт, имеют цилиндрические, призматические и комбинированные поверхности. Помимо формы поверхности при выборе способа базирования необходимо учитывать шероховатость поверхности и твердость собираемых деталей. Особая осторожность должна быть прояв-лена при базировании деталей с шероховатостью от Ra 0,32 до Ra 3,2 мкм, с керамическими и стеклянными элементами. Все изложенное относилось к ориентации собираемых деталей независимо друг от друга. Весьма важным является решение задачи ориентации собираемых деталей относительно друг друга, что необходимо для их беспрепятственного сопряжения. При автоматической сборке оборудование не может обеспечить точность взаимного рас-положения деталей, гарантирующую их беспрепятственное соединение. В этом случае одну из собираемых деталей во время соединения превращают в подвижный компенсатор, а комплектуемую деталь базируют по сопрягаемым поверхностям другой (самоцентрирование). Это позволяет значительно расширить допуски. Чтобы одна из собираемых деталей могла смещаться и поворачиваться при входе в другую, необходимо обеспечить возможность ее перемещения и поворота на базирующих устройствах механизмов, находящихся на сборочной позиции, т.е. станок для сборки должен иметь базирующее устройство, придающее подвижность одной из со-бираемых деталей. Существует ряд разновидностей механизмов, решающих задачу взаимного базирования собираемых деталей. Эти механизмы иногда называют механизмами с подвижными базами. Наиболее широкое применение для взаимного базирования деталей получили вибрационные механизмы. В этих механизмах соединение обеспечивается вибрацией одной или обеих собираемых деталей. Амплитуда и характер вибраций зависят от величины и характера погрешности взаимного расположения собираемых деталей. При плоском распределении погрешностей, т.е. если известно направление возможного отклонения деталей от их расчетного положения, для соединения деталей достаточно обеспечить их вибрационное переме-щение в этом направлении. При пространственном распределении погрешностей, т.е. если отклонение деталей возможно в направлении двух координат, необходимо обеспечить вибрационное перемещение деталей по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Траектория относительного перемещения деталей зависит от конструкции вибрационного устройства.

Основная функция сборочного автомата - соединение деталей в узел и их закрепление. Эти операции выполняют манипуляторы, сборочные приспособления, транспортирующие устройства с механизмом фиксации и механизмы для закрепления деталей. Соответственно способу закрепления в автоматическом оборудовании на определенных местах по ходу

технологического процесса ставятся силовые головки (винтоверты, прессы со специальными насадками для запрессовки, кернения, развальцовки и т.д.), каждая из которых выполняет определенную функцию.

Важную роль в процессе автоматической сборки играет контроль. Введение контрольных операций позволяет уменьшить потери от брака, повысить качество собираемых изделий, сократить простой сборочного оборудования, обеспечить нормальный ход технологического процесса.

Основные функции, выполняемые контрольными устройствами в сборочных автоматах:

1) контроль наличия деталей, поступающих на сборку;

2) контроль правильности взаимного расположения деталей в собираемом узле;

3) проверка качества собранного изделия;

4) контроль работы отдельных механизмов автомата;

5) измерение отдельных деталей при селективной сборке с последующим вызовом деталей соответствующей группы из загрузочного устройства.

Все перечисленные контрольные операции в ходе выполнения технологического процесса автоматической сборки осуществляются различными датчиками, регистрирующими устройствами, а также системами автоматического регулирования, взаимно связанными с ко-мандоаппаратами. Последний из элементов процесса автоматической сборки — удаление собранного узла со сборочной позиции или его перемещение на следующую сборочную позицию — не представляет особой сложности. Межоперационное перемещение деталей выполняют транспортные устройства в виде многопозиционных делительных столов, различных типов транспортеров и другие устройства. Собранное изделие может удаляться со сборочной позиции путем простого механического выталкивания или выдувания воздухом в тару, где изделия располагаются навалом. Если сборка изделия не закончена, собранные сборочные единицы удалять в общую тару навалом нецелесообразно. С помощью несложных транспортных средств (перегружателей) собранные сборочные единицы в ориентированном по-ложении передаются непосредственно через накопитель на следующий станок (автоматическую линию) для сборки, а иногда и на рабочее место сборщика. К удалению изделий с помощью механизмов прибегают для того, чтобы избежать каких-либо повреждений. Сборочные автоматы во многих случаях занимают меньшие производственные площади по сравнению с рабочими местами сборщиков, обеспечивающих вручную тот же выпуск продукции. Таким образом, при автоматизации сборки возможно повысить выпуск продукции с единицы производственной площади, чему способствует также повышение скорости работы автоматического оборудования по сравнению с ручной сборкой.

Автоматизация производства в настоящее время включает в себя ряд мероприятий, направленных на создание автоматизированных систем

загрузки и накопления предметов обработки, базирования и закрепления их на технологическом оборудовании, транспортирования предметов обработки между технологическим оборудованием и цехами, уборки стружки, смены и накопления инструментов, а также систем автоматизированной сборки изделий. Внедрение каждой из указанных систем позволит облегчить производственные условия труда, снизить уровень брака на предприятии и в дальнейшем приведет к созданию полностью безлюдных технологий.

Достаточно новым и перспективным направлением в развитии технических средств автоматизации является экспериментальная робототехника, позволяющая проектировать такие машины и агрегаты, которые способны полностью заменить человека при выполнении сложных и опасных работ. Все это позволит повысить конкурентоспособность выпускаемой продукции.

Использованные источники:

1. Рачков, М.Ю. Технические средства автоматизации: учеб-ник/М.Ю. Рачков. - М.: МГИУ, 2006. - 185 с.

2. Шандров, Б.В. Технические средства автоматизации: учеб. для вузов / Б.В. Шандров, А.Д. Чудаков. - М.: Academia, 2007. - 368 с.

3. Колка, И.А. Многооперационные станки/ И.А. Колка, В.В. Кувшинский. -М.: Машиностроение, 1983. - 136 с.

4. Бобров, В.П. Проектирование загрузочно-транспортных устройств к станкам и автоматическим линиям: учебник / В.П. Бобров.- М.: Машиностроение, 1964. - 293 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.