Способи складання

Автоматизоване складання здійснюється за допомогою промислових роботів і на автоматичних складальних машинах (складальні автомати)

8.8.1 Автоматичне складання з застосуванням промислових роботів

Головною перевагою промислових роботів в порівнянні зі складальними машинами є здатність переналагоджуватись на складання інших виробів, наявність керування, що підвищує рівень гнучкості і застосовуються в багато номенклатурному і серійному виробництві. Функції будь – якого робота зводяться до типової дії: “взяти”, “покласти”, “опустити”, “перенести”. На базі цих дій можна здійснювати транспортування деталей, їх орієнтування, виконання різних складальних операцій, контроль якості складання.

При вузловому складанні промисловий робот використовується для пошуку і позиціювання деталі, їх транспортування, орієнтації і подачі на складальну позицію, контроль розмірів. Також можуть використовуватись при транспортуванні складальних одиниць, штабелюванні та упаковці вузлів.

При необхідності промислові роботи використовуються при розбиранні складових виробів.

Операції з’єднання промисловими роботами виконується за допомогою схватів, складального інструменту і пристроїв. Це та інше обладнання складає структуру складальних робото технічних комплексних систем (РТКС). Під структурою РТКС розуміють кількісний і якісний склад оснащення і допоміжного обладнання, яке входить до складу комплексу, а також взаємне розташування обладнання. Вихідними даними при виборі структури є:

- вимоги до складального процесу

- технічні характеристики роботів та їх габаритні розміри

- характеристики основного і допоміжного обладнання

В загальному випадку можливі 4 типи систем:

- один робот обслуговує одну одиницю технологічного обладнання (одне робоче місце). Доцільно використовувати на відносно тривалих операціях, коли складання робить робот

- один робот обслуговує декілька одиниць обладнання. Доцільно застосовувати на тривалих операціях складання, коли складання робиться без втручання робота. Технологічне обладнання або робочі місця розташовані навколо, а робот стаціонарно встановлюється в центрі робочої зони. Може технологічне обладнання або робочі місця розташовуються на одній або на декількох лініях, а робот переміщується по підвісним напрямним згідно з заданим алгоритмом

- декілька роботів обслуговують одне технологічне обладнання (робоче місце). Застосовують, коли на робочому місці здійснюється складання складного вузла.

За ступенем складності РТК поділяються на одно і багато позиційні (з концентрацією чи диференціацією складання).

Компоновка залежить від числа деталей в складальній одиниці, від їх розмірів, маси і від річної програми випуску.

8.8.2 Автоматизація складання з застосуванням складальних машин

В більшості випадків автоматизація складання за допомогою складання машин використовується для складання виробів одного найменування або вузької номенклатури виробів при програмі випуску 200-500 тис. шт.. Це машини спеціального призначення. Автоматизована складальна машина виконує наступні функції:

- транспортування

- завантаження

- орієнтування

- контроль якості складання

- випробування

- розвантаження

В залежності від складає мого виробу машини поділяються на три види: одно позиційні складальні автомати чи напівавтомати; багато позиційні складальні автомати чи напівавтомати і автоматизовані складальні лінії.

Одно позиційні складальні машини застосовуються для складання вузлів з малим числом деталей. Багато позиційні машини використовуються для паралельного виконання різних за змістом переходів. На завантажувальний пристрій встановлюється базова деталь виробу, яка періодично проходить з однієї позиції в іншу, в кожній з яких здійснюються повні складальні переходи.

Комплект налагоджувальних елементів машини здійснюється на поворотному індексуємому столі. Структура автоматизованих складальних машин включає 10 структурних елементів:

- завантажувальний пристрій орієнтування деталі

- подавальний пристрій. Здійснює свою подачу деталей в орієнтованому положенні безпосередньо в складальну позицію

- базуючи пристрої, за допомогою яких орієнтується деталь, яка надійшла з живильника і утримується в фіксованому положенні відносно іншої деталі з якою вона має з’єднатися

- складальні пристрої призначені для складальних операцій (пневматичні, гідравлічні і механічні пристрої)

- розвантажувальні пристрої (знімачі забезпечують зняття зібраних одиниць для передачі її на фасуванні або для складання в тару). Транспортувальні пристрої здійснюють переміщення складальних пристроїв з потрібною швидкістю і ритмікою

- контрольні пристрої, які стежать за наявністю деталей на складальній позиції, за якістю складання, а також забезпечують випробування складальних одиниць

- блокуючи пристрої за допомогою яких невірно складений комплект виводиться з позиції складання або йде зупинка складальної лінії

- функціональні пристрої для миття, змащування, клеймлення

- система керування складальною машиною

8.8.3 Складання на автоматичних лініях

Автоматичні складальні лінії за комплектовкою можуть бути:

- прямолінійні

- замкнені

- роторні

- з послідовним, паралельним чи послідовно – паралельним виконанням операцій

За характером безперервності процесу лінії поділяються на лінії дискретної дії з певним тактом роботи, лінії безперервної дії, роторні і лінії з вільним тактом їх роботи.

Якщо немає стандартного обладнання для вирішення технологічних задач, то необхідно розробляти спеціальне завдання на проектування цього обладнання. При цьому слід мати на увазі, що похибка позиціювання двох деталей перед їх з’єднанням визначається алгебраїчною сумою:

- виробничих допусків на розміри з’єднуваних поверхонь (0,005-0,2)

- допусків і відхилень розмірів несучих пристроїв (0,01-0,1 мм)

- похибка позиціювання роботів (автооператорів, захватних пристроїв) (±1,5⁰)

- відхилення від ортогональності опорних поверхонь деталі (до 30^”)

- нахил деталей при позиціюванні (до 30^”)

- якщо циліндричні посадки вільні, то відхилення розмірів з’єднуваних поверхонь (0,1-1 мм)

8.9 Складальний інструмент

Складання з допомогою промислових роботів чи складальних машин вимагає створення спеціальних чи спеціалізованих складальних інструментів. Найбільш застосовувані інструменти для виконання типових операцій. Це:

- захват для переміщення і установки деталей без точного орієнтування

- захват з малими зазорами або з невеликими натягами

- інструменти для захоплення, переміщення і встановлення не жорстких деталей (гумові манжети)

- інструменти для захоплення, переміщення і встановлення пружних деталей (пружні кільця)

- інструменти для виконання різцевих з’єднань

- інструменти для встановлення інструментів на вал

- інструменти для складання з пластичною деформацією деталей (розкатка, вальцювання)

- контрольно – вимірювальні голівки (голівки для здійснення складання методом відмінним від методу повної взаємозамінності)

Ці інструменти вбудовуються в комплекти взаємно розташованих деталей, взаємне положення з’єднуваних поверхонь, в механізми контролю (наявності деталей), механізми додаткової орієнтації деталей, механізми контролю сили складання (сили запресовуання, крутного моменту)

В залежності від особливостей застосування маємо змінні і швидкозмінні інструменти. Змінні інструменти використовуються для виконання певної операційної партії складальних одиниць. При переході на інший вид потрібна зміна інструменту. Швидко змінні інструменти швидко змінюються в циклі складання одного виробу.

9 Комплексна автоматизація велико серійного і масового виробництва

Засобом комплексної автоматизації є автоматична лінія

9.1 Автоматичні лінії

Автоматична лінія – система автоматизованих машин, які зв’язані транспортувальними пристроями, за допомогою яких без участі людини здійснюється певний технологічний процес. Роль людини вичерпується лише наглядом, періодичним переналагодженням на заміром інструментів. Основні механізми автоматичної лінії:

- обладнання верстата різного виду (інше обладнання для виконання операції)

- механізми для фіксації, затиску заготовок на робочих позиціях. При чому затиск може здійснюватись безпосередньо для заготовки, а можуть затискатися супутники на яких ця заготовка розташована

- транспортувальні, завантажувальні пристрої

- пристрої для видалення стружки

- прилади та апарати для контролю заготовок і деталей

- пристрої керування

9.2 Види автоматичних ліній

За видом зв’язку:

- з жорстким

- з гнучким

- з поділом автоматичної лінії на дільниці

Автоматичні лінії з жорстким зв’язком характеризуються наявність між верстатами автоматичного транспортного зв’язку. Такий варіант дозволяє створювати лінію найменш просту і найбільш надійну. Жорсткий зв’язок призводить до додаткових циклічних витрат на транспортування. Продуктивність найменша порівняно з іншими видами. Автоматичні лінії з жорстким зв’язком є лініями синхронної дії, який мають єдиний привод переміщення і при виході з ладу будь – якого механізму агрегати зупиняються.

Автоматичні лінії з гнучким зв’язком характеризуються тим, що між елементами лінії є накопичувачі. Цей варіант є найбільш складним та коштовним, але продуктивність вище ніж у ліній з жорстким зв’язком, оскільки забезпечується автономна робота. При зупинці одного з верстатів лінія продовжує працювати, а живлення йде з накопичувача.

Автоматичні лінії поділені на дільниці характеризуються наявністю жорсткого зв’язку між верстатами на одній дільниці і наявністю автоматичного накопичувача на іншій дільниці.

За характером руху автоматичні лінії поділяються на:

- одно потокові

- з розгалуженням потоку

Одно потокові використовуються там, де тривалість обробки однакова або приблизно однакова. З розгалуженням потоку використовуються, коли на окремій ділянці лінії час виконання операції значно відрізняється. Внаслідок чого з’являється потреба в дублюванні верстатів.

За принципом роботи:

- безперервної дії

- періодичної дії

На автоматичних лініях безперервної дії виріб рухається безперервно і обробка йде під час руху. Такі лінії називаються роторними.

Автоматичні лінії безперервної дії – де виріб транспортується з позиції на позицію, при цьому не обробляється. Транспортування є холостим ходом.

Автоматичні лінії робляться комбінованими роторного і звичайного типу.

За розташуванням транспортувальних пристроїв:

- з наскрізним рухом заготовки

- з не наскрізним рухом заготовки.

При наскрізному русі заготовка проходить через робочі зони верстатів. Зони є найбільш простими за конфігурацією.

При не наскрізному заготовка рухається поза зоною обробки і потрібнен додатковий завантажувальний пристрій для подання заготовки з транспортера в робочу зону, що ускладнює лінію.

На лініях з наскрізним рухом заготовки встановлюються в пристроях супутника (для обробки корпусних деталей). З не наскрізним для обробки тіл обертання.

За характером встановлення заготовок лінії поділяються на супутникові та безсупутникові. На лініях першого типу заготовки встановлюються до супутників і разом з ним рухаються від верстату до верстату.

Перевага:

- заготовки обробляються з одного установу, при одній схемі базування. При цьому бази можуть бути чорновими або чистовими. Тобто заготовка базується і затискається в пристрої супутника. В кінці обробки заготовка знімається з супутника, а супутник повертається в початкову позицію для завантаження.

За системою керування:

- з централізованим дистанційним керуванням

- з шляховим керуванням (децентралізована)

- комбінована

- з програмним керуванням

На автоматичних лініях з централізованим керуванням всі команди подаються з центрального пульта, незалежно від команди іншого механізму.

При шляховому керуванні механізми подають інформацію іншим механізмам, які працюють після механізму.

Автоматичні лінії з комбінованим керуванням – початкові команди подаються до виконавчих механізмів як централізовано так і децентралізовано.

Автоматичні лінії з програмним керуванням - всі команди подаються виконавчим пристроям (командоапарат) стрічкою, на яку введена програма.

За видами контролю:

- за спостереженням якості обробки

- з активним контролем між позиціями

- лінії, де контроль якості виконується поза процесом обробки в кінці лінії

За типом обладнання лінії можуть бути 6 видів:

- з універсальних верстатів

- з агрегатних верстатів

- зі спеціалізованих верстатів

- зі спеціальних верстатів

- роторні автоматичні лінії

- з верстатів з ЧПК

Число верстатів залежить від числа операцій чи переходів (від складності технологічного процесу). Мінімальна кількість верстатів в лінії 2, а максимальна декілька десятків верстатів (до 30).

9.3 Автоматичні лінії з універсальних верстатів

Одержали невелике використання в машинобудуванні на базі потокових ліній в результаті автоматизації. Автоматизація здійснюється власними силами заводів внаслідок того, що автоматизація проста. Верстата зв’язують автоматичними транспортерами з використанням бункерів, накопичувачів. Обладнання діюче і випробуване внаслідок чого має високу надійність. Перевагою є простота, низька собівартість і невеликі терміни впровадження.

Оскільки обладнання гнучке, то це допускає використання цих ліній в дрібносерійному виробництві для групової обробки. Це забезпечує достатнє завантаження лінях при малих випусках деталей. Переналагодження лінії здійснюється вручну.

9.4 Автоматичні лінії з агрегатних верстатів

Автоматичні лінії з агрегатних верстатів найбільш розповсюджені і добре впроваджуються в експлуатацію. Агрегатні верстати – це верстати, що складаються з нормалізованих агрегатів нормалізованих деталей і обмеженого числа спеціалізованих деталей. Часто такі верстати використовуються працюючі напівавтомати, які замінені декількома верстатами в масовому і велико серійному виробництві при обробці корпусних деталей.

9.5 Автоматичні лінії зі спеціальних верстатів

Автоматичні лінії зі спеціальних верстатів використовуються в масовому виробництві при виготовленні деталей, конструкція яких стабільна на протязі певного часу. Цим вимогам відповідає підшипникова промисловість. Зміна номенклатури – метало брухт.

9.6 Автоматичні лінії зі спеціалізованих верстатів

Спеціалізовані верстати мають ряд недоліків. Зміна об’єкту виробництва призводить до зміни верстатів, тому в цьому випадку використовуються спеціалізовані верстати. Це верстати призначені для обробки певних груп деталей і займають проміжне місце між спеціальними верстатами і універсальними. Ці верстати потребують більш високих технологічних можливостей, бо допускається переналагодження на деталі іншого типорозміру. Використовуються в велико серійному і масовому виробництві. Це в основному верстати для обробки цих тіл обертання, зубошліцевої обробки. Верстати можуть використовуватися при обробці декілької однотипних деталей.

Переналагодження верстатів на виготовлення інших деталей включає заміну інгструменту, зміна їхнього положення, режиму обробки, пере налагоджування верстатних пристроїв. Якщо лінії такого типу використовувати в масовому виробництві, то їх налагоджують на обробку однієї деталі без переналагодження.

9.7 Автоматичні лінії з верстатів з програмним керуванням

Автоматичні лінії з верстатів з програмним керуванням мають програму для кожного верстату, яка задається окремо, але може задаватись і централізовано. Якщо окремо, то верстати оснащені магазином програм і по наладці ця програма може змінюватись відповідно до завдання.

Сигналом для зміни програми є кодова карта чи програма, яка супроводжує заготовку по всій обробці. Автоматичні лінії з верстатів з ЧПК створюються при обробці заготовок з малими партіями, коли переналагодження здійснюється через малі проміжки часу.

9.8 Роторні автоматичні лінії

Роторні автоматичні лінії являють собою сукупність технологічного обладнання, об’єднаного транспортними засобами, у яких заготовки обробляються при їх переміщенні від однієї позиції до іншої. Рух заготовки здійснюється за траєкторією, яка створюється відрізками прямої та дугами кіл. Роторні лінії складаються з роторних машин. Роторні машини складаються з роторів обробки циліндрів. Ці ротори містять інструменти, пристрої для встановлення заготовок, пристрої для надання руху інструментам і заготовкам, ротори для передачі заготовок. Всі ротори перебувають в безперервному обертальному русі. Обробка йде без зупинки роторів. Розміщення роторів відбувається в залежності від операції. Чим більше тривалість операції тим більше тривалість операції, тим більше діаметр ротора. І навпаки.

Роботи і транспортні роботи мають зубчасті колеса для зчеплення один з одним.

Переваги роторних ліній:

- суміщення технологічних операцій, що наближає дискретний спосіб обробки до безперервного

- роторні лінії використовують головним чином при обробці порівняного простих заготовок, невеликої точності і тривалості операції

- часта зміна забування заготовки призводить до накопичення похибки установлення заготовки

Інструмент отримує рух від механічних або гідравлічних копірів. Весь цикл складається з 8 дій:

- передача заготовок з живильника ротора у інструментальний блок робочого ротора

- контроль правильності інструменту, наявність чи відсутність заготовки на позиції перед початком обробки

- затиск заготовки і підвід інструменту

- виконання технологічної операції

- відвід інструменту, розтискання заготовки

- видалення заготовки з зон обробки

- передача заготовки з робочого ротора до транспортувального

Дата добавления: 2014-01-07