Билет №14. 1.Кодирование инструмента

Многие механизмы и машины в настоящее время имеют такую конструкцию, которая не позволяет автоматизировать их сборку. При разработке этих конструкций предполагалось, что сборка будет производиться вручную, в лучшем случае — с применением механизированного инструмента. В связи с этим при подготовке к автоматизации процесса сборки, т.е. к проектированию автоматического оборудования, приходится анализировать технологичность конструкции изделия исходя из условий автоматической сборки. В случае неудовлетворительной технологичности конструкции ее необходимо пересматривать и изменять. Прежде чем рассматривать отдельно особенности конструкций, определяющие технологичность, отметим, что технологичность конструкции для условий автоматической сборки не всегда совпадает с технологичностью изготовления отдельных деталей. Технологичность конструкции не может рассматриваться вообще, а лишь применительно к определенному способу сборки. Это означает, что при изменении способа сборки, когда, например, условия базирования оказываются другими, суждение о технологичности также может измениться. Однако можно сформулировать некоторые общие требования к технологичности деталей для автоматической сборки, выполнение которых в большинстве случаев улучшает и технологичность конструкции. Первое требование — блочность конструкции. Конструкция, расчленяющаяся на отдельные блоки, что представляет определенные удобства для производства, так как из блоков она может изготовляться на определенном участке. При автоматизации процесса сборки блочная конструкция позволяет автоматизировать сборку отдельных блоков, если конструкция изделия достаточно сложна, чтобы автоматизировать его сборку в целом. Второе требование — простота конструкции. Имеется в виду конфигурация деталей, их число, расположение в конструкции. Требование простоты конфигурации деталей совпадает с соответствующим требованием, выдвигаемым при обработке деталей. Действительно, при автоматической сборке деталь более простой конфигурации требует и более простых ориентирующих устройств, меньше ступеней ориентирования, более простых питателей и базирующих устройств. Уменьшение числа деталей осуществляется, например, заменой методов крепления и, следовательно, уменьшением числа крепежных деталей, а также объединением деталей, в результате чего образуются более сложные детали, которые могут быть изготовлены современными технологическими методами (пластмассовые детали; детали, отлитые под давлением). Наиболее удобным для сборки на автоматическом оборудовании является расположение деталей в конструкции, при котором в процессе сборки не требуется изменения положения базовой детали, а присоединяемые к ней детали подаются в одном направлении, например, сверху. В связи с этим наиболее широко распространена автоматическая сборка изделий и их узлов, имеющих осесимметричную конструкцию. В данной конструкции на стержневую базовую деталь надевается несколько других, а также узлов, в которых базовая деталь (плоская или корпусная) имеет отверстия с параллельно расположенными осями, в которые устанавливаются другие детали, как, например, при автоматической сборке блоков и головок цилиндров двигателей. Точностные требования к конструкции формулируются следующим образом. Допуски на сопрягаемые поверхности должны обеспечивать сборку методом полной взаимозаменяемости. Кроме того, должны быть обоснованы расчетом допуски на относительное расположение сопрягаемых и базовых поверхностей, если базирование не может быть осуществлено по сопрягаемым поверхностям. Например, если нет особых требований к конструкции, при ручной сборке соосность наружной и внутренней98 поверхностей втулки можно особо не оговаривать. Однако при автоматической сборке в случае базирования втулки в приспособлении или в захватном органе автомата по наружной цилиндрической поверхности эксцентриситет этих поверхностей должен быть строго ограничен. Подготовка к автоматизации сборки изделия требует проведения анализа технологичности конструкции, для чего необходимо четкое установление признаков технологичности деталей и собираемого изделия в целом. Отдельным признакам необходимо дать оценки, которые, в свою очередь, позволят получить общую оценку технологичности. Такая оценка позволяет решить вопрос о возможности автоматизации процесса сборки существующей конструкции изделия, а также определить, по каким признакам оценки технологичности являются наиболее низкими, с тем чтобы можно было наметить изменения конструкции, позволяющие автоматизировать процесс сборки. Технологичность деталей можно характеризовать по определенным признакам, приведенным в [1,2,3,5,6]. Применительно к деталям можно установить следующие дополнительные признаки технологичности: - отсутствие дефектов, образующих новые элементы формы деталей; - отсутствие дефектов, мешающих базированию; - отсутствие дефектов, мешающих соединению деталей. Кроме признаков технологичности деталей отметим признаки технологичности изделий (или сборочных единиц): - возможность узловой последовательной сборки; - технологичность класса соединения; - возможность автоматической сборки по точностным критериям. Для оценки технологичности конструкции введем следующие понятия: - оценка признака технологичности, где i — порядковый номер признака, j — порядковый номер детали или сборочной единицы; - коэффициент значимости признака; общий коэффициент значимости для детали Qdi =, где т — общее число учитываемых признаков. Коэффициент значимости для изделия (сборочной единицы) Q представляет собой сумму коэффициентов значимости отдельных деталей, к которой добавляются коэффициенты значимости признаков технологичности изделия (сборочной единицы) в целом: Q = +, где п — число деталей в изделии (сборочной единице); qy — коэффициент значимости признаков технологичности изделия (сборочной единицы). Коэффициенты значимости, приведенные в [2], установлены исходя из опыта оценки технологичности конструкций группы электротехнических изделий. В случае оценки технологичности других видов изделий величины этих коэффициентов могут быть уточнены. Показатель технологичности для j-й детали или сборочной единицы Tj = Общий показатель технологичности всех деталей изделия (сборочной единицы) Td =,99 Показатель технологичности изделия (сборочной единицы) T = Оценки по отдельным признакам устанавливаются в диапазоне от нуля до единицы через одну десятую, т.е. 0; 0,1; 0,2;...; 1,0. При этом в случае полного соответствия детали требованиям данного признака ставится оценка 1,0, а в случае полной непригодности детали условиям автоматической сборки ставится оценка 0. Приведем оценки признаков технологичности в зависимости от характеристики деталей. Оценка способности детали к сохранению формы Характеристика деталей. Оценка а 1 Во всем процессе сборки деталь полностью сохраняет свою форму 1,0 Деталь может деформироваться при воздействии на нее рабочих органов автомата: ориентирующих, подающих, собирающих (чем больше деталь изменяет свою первоначальную форму, тем ниже становится оценка) 1; 0,9; 0,8; 0,7; 0,6; 0,5; 0,4 Деталь изменяет свою форму в бункере под воздействием веса других деталей или изменяет свою форму под действием собственного веса 0,3; 0,2; 0,1 Деталь не сохраняет определенную геометрическую форму О 3-й класс сложности ориентирования деталей Характеристика деталей Оценка а 6 Детали простейшей геометрической формы в пределах данного класса, требующие только устройств для первичного ориентирования или несложных устройств для вторичного ориентирования 1,0 Те же детали, имеющие элементы, усложняющие геометрическую форму и, следовательно, усложняющие ориентирование. При этом учитывается также влияние материала детали на ориентирование (чем сложнее деталь ориентировать, тем ниже дается оценка) 0,9; 0,8; 0,7; 0,6; 0,5; 0,4 Возможность ориентирования детали сомнительна 0,3; 0,2; 0,1 Деталь автоматически ориентировать нельзя О 5-й класс сложности ориентирования деталей Характеристика деталей Оценка а 8 Детали простейшей геометрической формы с тремя плоскостями симметрии, у которых все три координатных размера существенно отличаются друг от друга 1 Те же детали, но имеющие элементы, усложняющие геометрическую форму и, следовательно, усложняющие ориентирование. При этом учитывается также влияние материала детали на ориентирование (чем сложнее деталь ориентировать, тем ниже дается оценка) 0,9; 0,8; 0,7; 0,6; 0,5; 0,4 Возможность ориентирования детали сомнительна 0,3; 0,2; 0,1 Деталь автоматически ориентировать нельзя О

3. Исполнительные механизмы для автоматической сборки цилиндрических соединений.

 

Для автоматического сопряжения цилиндрических деталей зачастую используют устройства, которые сообщают одной из сопрягаемых деталей относительное вращение движения. Вращающийся ловитель передает движение присоединяемой детали таким образом, что она в определенный момент времени занимает относительно базовой такое положение, при котором дальнейший процесс сборки гарантируется. Технологические возможности исполнительного сборочного механизма зависят от его параметров и режимов сборочного процесса. По своей физической сущности параметры, определяющие безотказность сборочного процесса, можно отнести к следующим группам.

1. Конструктивные параметры: зазор в соединении; номинальный диаметр; соединения и суммарный размер радиальных катетов фасок на сопрягаемых поверхностях; длина соединения.

2. Параметры исполнительного механизма: зазор между ловителем и присоединяемой деталью; расстояние между торцами ловителей; жесткость ловителя.

3. Режимы сборочного процесса: величины усилия сборки; скорость сборочного движения; угловая скорость ловителя.

Установка содержит основание 1 (см. рисунок), на котором установлена стойка 2 и координатный столик 4. На стойке 2 закреплен кронштейн 5 с корпусом 6 и подшипниками 7, в которых установлен с возможностью вращения вал 8 с рабочей головкой 9. Рабочая головка снабжена сменными втулками 10. Отверстия в этих втулках различаются друг от друга с целью исследования влияния зазора между поверхностями сопрягаемой детали (валика) и втулки вращающегося ловителя. На основании установлен двигатель постоянного тока, скорость вращения которого регулируется от 0 до 400 об/мин при помощи системы управления «Кемтон». Регулировка осуществляется переменным резистором после включения разрешения на запуск двигателя при помощи тумблера. Вал 8 при помощи клиноременной передачи 11 через паразитный натяжной шкив 12 приводится во вращение от двигателя.