Контроль процесу обробки

Здійснюється за допомогою різних пристроїв активного контролю. Існує два основних способи автоматичного вимірювання при обробці:

- безпосередньо при обробці поверхні

- під час відводу інструменту від заготовки (між технологічними переходами)

Сигнал іде на давач, а далі через підсилювач на робочий орган верстата. По досягненню певного розміру. При цьому досягається певного контакту і проходить зупинка верстату.

За результатами активного контролю здійснюється підналагодження системи для чого використовується підналагоджувач.

Підналагоджувач – автоматичний пристрій, який в залежності від результатів контролю змінює інструмент, коректуючи розміри виробів

Під наладчик з фільтруючим контролером. Сигнал проходить лише після трикратного повторення. Це викликане тим, що можливі похибки (стружка і т.п.)

Підналагоджувачі для управління технологічним процесом. Сигнал від давача передається на механічну (гідравлічну) систему і відповідно змінюється не лише положення інструменту, а і параметрів технологічного процесу (швидкість, глибина). Може здійснюватись перехід з чорнового на чистовий режими.

Після певної кількості зворотно поступальних рухів заготовка заходить в механізм контролю (калібр). Як тільки вона зайде в отвір, проходить перехід на чистові режимиі йде доводка отвору.

На розточних верстатах застосовуються оправки. На оправку надіто два різця, вони регулюються. Після розточування проводиться контроль. Стіл верстата йде на позицію, де вмонтовано давач. Далі сигнал іде в систему звідки і регулюється положення чистового різця.

7.8 Контроль між операціями

Може бути побудований за трьома основними принципами:

- принцип недовіри (перевірка). Всі параметри контролюються на вході наступної операції

- принцип уточнення. На вході контролюється лише основний параметр, тобто ті параметри, які визначають якість виробу

- принцип довіри. Контроль параметрів на вході чергової операції виключається

Контроль між операціями може здійснюватися за трьома схемами6

- на верстаті з використанням його відліково вимірювальної системи

- поза верстатом на спеціальному контрольному пристрої

- поза верстатом на координатно вимірювальній машині

За першою схемою верстат простоює під час контролю. За другою і третьою проходить суміщення контролю з обробкою наступної заготовки. При цьому верстат не простоює. Однак корекція похибок виконується не для цього, а для наступного виробу.

7.9 Остаточний контроль після обробки

Здійснюється за допомогою координатно – вимірювальних пристроїв (КВМ). Дані контролю використовуються для коректування процесу обробки.

КВМ – машини для трьох координатного контролю з візуальним або проектним керуванням, яка служить для розмічання і контролю виробів. Вони виконують роль зворотного зв’язку, за допомогою якого можна вносити корективи в технологічний процес.

Основні елементи конструкції КВМ:

- система общупування. Фіксує дотик щупом заданої точки деталі або при більш досконалій системі розбіжність між заданою і дійсною координатою точки

- вимикач системи – вимикач переміщення столу або системи общупування за кожною з координат

- механізм системи який забезпечує установлення вимірювальної деталі та її рух відносно системи общупування та рух системи общупування відносно нерухомої деталі. Найбільш часто використовуються німецькі та італійські.

Новий підклас КВМ – вимірювальні роботи, які більш мобільні і здатні для пристосування біля верстата. При вимірюванні слід в технології передбачати:

- промивку і сушіння деталей в спеціальних машинах

- захист процесу вимірювання від впливу навколишнього середовища, що досягається ізоляцією КВМ, для забезпечення більш стабільної точності

Основні переваги КВМ:

- зменшення часу на контроль, вимірювання та розмічання, не менше ніж на 50% порівняно з традиційною системою. Наприклад, при вимірюванні вручну потрібно 6 хвилин, для КВМ – 1 хв., а в автоматичному режимі 0,3 хв. для вимірювання концентричності отворів вручну потрібно 30 хвилин, для КВМ – 6 хвилин, в автоматичному режимі – 1 хв.

- зменшення імовірності появи помилок

- зменшення вартості робочої сили, не потрібно кваліфікованого персоналу

- немає необхідності в спеціальному оснащенні контролю

- автоматизація контролю – результати отримуються автоматично (виводяться на дисплей, на магнітну стрічку)

- можливість складних вимірювань. Традиційними методами зробити або неможливо або важко. Наприклад, перпендикулярність отворів, паралельність двох глибоких отворів

7.10 Контрольно сортувальні автомати

Контроль простих деталей в масовому виробництві та в велико серійному здійснюється з допомогою КСА. Ці елементи служать для автоматизації контролю та сортування деталей за їх розмірами чи масою. Основні різновиди:

- транспортувальні

- завантажувальні

- вимірювальні

- сортувальні

Завантажування і транспортування майже не відрізняються від завантажування верстатів. Вимірювальні системи і сортувальні пристрої мають специфіку в залежності від того, що і як контролюють.

КСА: магазин, відсікач, живильник. Живильник видає на вимірювальну позицію деталь і здійснює вимірювання. Якщо при вимірюванні давач.... контакт, то відкрита лише остання ємність.

При необхідності перевіряють одразу декілька розмірів (параметрів). Система буде ускладнюватись і ставати менш надійною.

8 Автоматизація процесів складання

8.1 Загальні положення

Складання є заключним етапом виробництва і впливає на весь виробничий процес починаючи з вимог вихідної заготовки і завершуючи контролем і випробуванням виробів. Складальне виробництво характеризується складністю і різноманітністю. Складання потребує високої трудоємкості і вартості. Трудоємність сягає до 70% загальної трудоємності виробництва, а рівень автоматизації не перевищує 5%. Такий низький рівень обумовлений наступними причинами:

- серійність і номенклатура продукції. До складальних деталей не можна пред’являти вимоги без надмірних матеріальних витрат

- невідповідність конструкції вимогам автоматичного складання

- відсутність високої продуктивності гнучкого складального виробництва, а також з досвіду його використання призводить до того, що при розв’язанні конкретної задачі пристрій проектується заново, що пов’язано з великою витратою часу і ресурсів

- якість деталей, що надходять на складання не дозволяє обходитись без їх доробки і не дає використовувати повну взаємозамінність

- автоматичне складання починається без автоматичного попередження стадій виробництва, що призводить до неузгодженості роботи ритму складання з ритмом роботи механо-складальних робіт, що призводить до таких рішень. Автоматизація складання високоточних з’єднань пов’язана з подоланням труднощів, як в забезпеченні процесу, так і в конструкції складальної машини.

- в зв’язку з підвищенням точності виробів і малим досвідом автоматизації часто спроби автоматизації складання призводять до складних рішень, і тому експлуатація такої автоматизації стає недоцільною

Автоматизація процесу складання може бути здійснена або за допомогою складальних машин або за допомогою промислових роботів. Складання здійснюється на складальних машинах, роботах або на автоматичних складальних лініях. Не виключається наявність в лініях робочих місць, де складання здійснюється робітником. Це ті операції які потребують складання відносно точних з’єднань або ті операції, які автоматизації піддаються важко.

8.2 Сутність та етапи автоматичного складання продукції

Складальний процес являє собою процес з’єднання координатних систем побудований на базах базової деталі і основних базах приєднуваних деталей. Технологічний процес складання включає в себе такі етапи:

- виконання до складальних операцій. Це підготовка деталі до складання, реконсервації, очищення, промивання, контроль і т.п.

- завантаження деталі в завантажувальні присроїу попередньо або остаточно організованому стані чи положенні

- захват, відсікання і подача з’єднаних деталей на складальну позицію з точністю, що забезпечує з’єднання деталей

- безпосередній процес з’єднання і фіксації деталей з потрібною точністю

- контроль точності відносного положення з’єднуваних деталей чи складальних одиниць

- транспортування і розвантаження готових складальних одиниць

- виконання після складальних операцій, контроль на виході, регулювання, балансування, маркування, облік.

В залежності від технічних умов і умов виробництва виконують як в автоматичному режимі, так і поза ним.

8.3 Технологічність конструкції для автоматичного складання

Найкраще якщо вимоги технологічності виконуються на етапі розрахунку виробу. Конструктор і технолог працюють разом. Вимоги до виробу бувають загальні і часткові.

Часто вимоги залежать від конкретного виробу. До загальних вимог можна віднести:

- виріб повинен складатися з окремих складальних одиниць, кожна з яких містить не менше чотирьох і не більше 15-20 деталей. Оптимальне число деталей в складальній одиниці 4-7. бо збільшення числа деталей призводить до зменшення надійності обладнання і до зменшення ефективності роботи

- можливість поділу складальної одиниці на закінчені взаємозамінні елементи

- високий рівень взаємозамінності виробу

- допуски повинні забезпечувати можливість здійснення складання методом повної взаємозамінності, бо інші методи призводять до ускладнення технологічного процесу і технологічного обладнання, що відповідає падінню надійності

- число кріпильних деталей, які виконують функції затискачів повинно бути мінімальним

- номенклатура виробу повинна включати повторення складання і розбирання складальних частин

- виріб повинен містити базову складальну частину, яка є основною для встановлення інших деталей і вузлів. При складанні потрібне незмінне положення базуючої частини

- кожна складальна частина виробу повинна мати мінімальне число поверхонь і з’єднань з іншими частинами

- площини роз’єму виробів, якщо це можливо повинні бути перпендикулярними до осі симетрії конструкції

- виріб повинен комплектуватися з стандартизованих і уніфікованих частин

- виріб повинен бути стійким і придатним до штабелювання

- конструкція виробу не повинна мати багатоланкових розмірних ланцюгів

- як окремі вузли так і вся складальна одиниця повинна бути кінематично замкнутою

Вимоги до конструкції для автоматичних завантажувачів:

- усунення зчіплюваності деталі, що спрощує їх бункеризацію і подачу. Такими деталями можуть бути кільця, пружини, клеми

- обмежене застосування деталей виготовлених з крихких матеріалів (скло, кераміка, кришталь)

- обмежене використання деталей, які втрачають свою форму в процесі дії на них (гума)

- деталь повинна бути симетричною або з ярко вираженою асиметричністю для зручності її орієнтації

-

деталь не повинна мати виступів та інших елементів, які б заважали її орієнтації, переміщенню

Вимоги до конструкції деталей для процесу автоматичного з’єднання:

- деталь повинна бути простої форми (циліндр, призма), а деталь більш складної форми повинна мати виражену базову поверхню

- деталі тіл обертання повинна мати спеціальні бази, забірні фаски (конічні, радіусні), які використовуються в початковий момент з’єднання

- деталь повинна відповідати встановленим допускам на розміри, поверхні повинні бути чистими знежиреними

- деталь повинна забезпечувати вільний доступ для багатошпиндельних інструментів. Для автоматизації загвинчування гайок, болтів, шпильок відстань між сусідніми поверхнями повинна бути не менше 35 мм

- потрібно уникати з’єднань, автоматизація яких важко здійснюється

- для закріплення з’єднань деталей бажано використовувати точкове і холодне зварювання, пластичну деформацію, паяння деталей, склеювання тощо

Виконання розглянутих вимог спрощує технологічний процес, знижує трудомісткість і підвищує ефективність всього технологічного процесу.

8.4 Теоретичні основи автоматичного складання

Для автоматизації з’єднання двом деталям повинно бути надано в просторі необхідне відносне положення і забезпечити певні відносні рухи. Співвідношення значень поверхонь деталей по яких вони повинні бути з’єднані..... Слід пам’ятати, що орієнтування поверхонь відбувається в двох площинах і задачу потрібно розв’язувати в двох площинах.

Можливе з’єднання при e_max+a_max£S_min. а – зміщення осі втулки. a_max=Ltgb

Потрібне положення з’єднуваних деталей забезпечує їх базування. Базування призводить до виконання розмірних зв’язків між приєднуваною поверхнею і системою відліку і появи певних розмірних ланок.

A_D,b_D - замикаючі ланки розмірних ланцюгів складальної машини. e і а – випадкові величини по Гаусу. А в Гауса плюс – мінус.

Є значення мінімального зазору, звідки виходимо на верхнє і нижнє значення. Цей допуск розділяється на складові ланки.

Важко (неможливо) складати методом повної взаємозамінності, тому деталі з’єднуються самі, для чого потрібно робити фаски.

e_max+a_max£S_min +b

Розширюючи умови складання, розширюємо допуск замикаючої ланки. Також при цьому добавляється і друга координата з корнями.

Фіксація деталей при складанні не повинна бути жорсткою, а для цього у відповідній конструкції передбачається відповідне положення.

Є підпружинення і розклад сили на складові.

З’єднання можуть здійснюватись при різному положенні осей з’єднуваних деталей у просторі (вертикальне, горизонтальне і положення з нахилом). Якщо розглядати процес складання, то цей процес складається з неодноразової зміни базування деталі.

Схеми базування втулки в процесі з’єднання втулки з валом

Точка 5 замінюється на кінематичний зв’язок (рух).

Втулка доїхала до визначеного положення

Фаска отвору наїджає на фаску валика. Втулка повертається в напрямку a. Знімаються точки 2 і 4, які замінюються геометричними зв’язками. Таким чином втулка повинна піймати валик.

Для вивірки потрібно здійснити рух. При цьому зникають 1,3 і з’являються 2,4.

На п’ятому етапі здійснюється посадка втулки отвору.

При цьому з’являються точки 1,3

Далі шток рухає втулку і доходить до упора. Упирається в буртик валика.

8.5 Вибір і реалізація методів досягнення точності при автоматичному складанні

Автоматичне складання може здійснюватись за кожним з 5 методів досягнення точності. Разом з тим, від обраного методу буде залежати якість складання, складального процесу, працездатність обладнання, економічні показники процесу.

Структурна схема автоматичного складання методом повної взаємозамінності

Деталі поступають в складальний автомат, а на виході отримується складальна одиниця.

Гарантовано забезпечується потрібний розмір замикаючої ланки, що дозволяє відмовитись від його контролю. Це особливо важливо, коли важко автоматизувати контроль розміру. При складанні методом повної взаємозамінності не потрібно додаткової інформації. Складальне обладнання просте і надійне.

Недоліком є необхідність більш високої точності складальних ланок. Тому виграємо при складанні, а програємо на механічній обробці.

Метод неповної взаємозамінності

При використанні методу неповної взаємозамінності не у всіх зібраних складальних одиниць. Оскільки невідомо, де розмір виходить за межі допуску, необхідно здійснювати 100% контроль виробу. Це ускладнює і здорожує складання, бо необхідно передбачити додатковий контроль в складальній машині чи лінії. Однак допуски при тій же точності замикаючої ланки розт. в n раз, де n - число складових ланок. Тому чим більше складових ланок в розмірному ланцюзі, тим вигідніше використовувати метод неповної взаємозамінності порівняно з методом повної взаємозамінності.

Деталі з’єднуються в складальному автоматі. Всі складальні одиниці повинні пройти контрольний автомат. Частина складальних одиниць, що потрапляє у брак потупає на розбиральний автомат. Деталі ті ж самі, але вони з’єднуються в іншому поєднанні.

КБП – контрольно – блокуючий пристрій призначений для запобігання поломок складального автомату, який може виникнути внаслідок заклинювання деталей або при складанні з нульовим зазором, або з мінусовим. КБП – спрацьовує при одержанні додаткової інформації про складальний процес (сила, потужність). При її перевищенні йде зупинка.

Використання методу неповної взаємозамінності вимагає додаткових витрат. Оскільки йде контроль. Браковані вироби повертаються в бункери (при цьому необхідний зворотній потік матеріалів), що знижує продуктивність роботи.

Метод групової взаємозамінності

За цим методом деталі повинні попередньо групуватись контрольно сортувальним автоматом. Далі деталі кожної групи поступають на складальний автомат, де з них складають складальні одиниці. Якщо потрібна продуктивність невисока до деталей різних розмірних груп. Оскільки точність замикаючої ланки досягається методом повної взаємозамінності, то досягається потрібна точність замикаючої ланки і додатковий контроль не потрібен.

Деталі першої групи йдуть на верхній автомат, а деталі другої на нижній складальний автомат. На виході отримується складальна одиниця.

В загальному випадку, якщо є не дві, а більше деталей і кожну з деталей сортують на n розмірних груп, то виникає потреба в зберіганні, маркуванні. Щоб зберегти, потрібно m накопичувачів, від кожного з яких потрібен транспотрний зв’язок з складальним автоматом. Це ускладнює обладнання, організацію складання. Разом з тим допуски на складові ланки можуть бути рознесені в n раз.

Дата добавления: 2014-01-07