Второй этап автоматического соединения - период наживления (рис. 1.12,б)- начинается с момента контактирования собираемых деталей друг с другом (положение I) и заканчивается, когда относительное скольжение деталей по поверхностям их направляющих элементов (фаски, уступы, расточки, конусы и т.п.) прекращается (положение II). Этот этап характеризуется процессом соединения (относительного скольжения) собираемых деталей по поверхности их направляющих элементов и относительно быстрой компенсацией суммарного относительного смещения осей сопрягаемых поверхностей до допустимых пределов.

Третий этап автоматического соединения (рис. 1.12,в)начинается с момента начала относительного скольжения собираемых деталей по сопрягаемым поверхностям (положение 1) и заканчивается в момент окончания выполнения соединения (положение II). Данный этап характеризуется процессом непосредственного соединения (относительного скольжения) собираемых деталей по сопрягаемым поверхностям и дальнейшей компенсацией до допустимых пределов. При автоматическом соединении деталей без направляющих элементов период наживления отсутствует. В этом случае процесс соединения деталей будет состоять из двух этапов, условия автоматической собираемости на которых будут соответствовать условиям собираемости на первом и третьем этапах соединения деталей с направляющими элементами.

Разбивка процесса автоматического соединения деталей условно на этапы позволяет дифференцировать изучение процесса соединения деталей с целью выявления определяющих этапов и моментов соединения для расчета условий автоматической собираемости деталей.

Классификация сборочного оборудования

Классификация сборочного оборудования заключается в следующем.

1. По составу:

- однопозиционные сборочные станки;

- много позиционные сборочные станки;

- роботы;

- манипуляторы;

- прочее оборудование.

2. По назначению:

- оборудование для выполнения только сборочных операций;

- оборудование для одновременного выполнения сборочных и вспомогательных операций (комбинированное оборудование).

3. По типу управления:

- оборудование с централизованным управлением;

- оборудование с децентрализованным управлением;

- оборудование с комбинированным управлением.

4. По числу позиций:

- одно позиционное оборудование. Сборка осуществляется только на одной позиции, при этом базовая деталь не перемещается относительно исполнительных механизмов оборудования.

- многопозиционное оборудование. Данное оборудование имеет транспортные устройства, осуществляющие межоперационное перемещение собираемого объекта.

Многопозиционное оборудование разбивается на группы согласно схеме, представленной на рисунке 3.21.

Рисунок 3.21. Классификация многопозиционного сборочного оборудования

В многопозиционном оборудовании дискретного действия все технологические операции выполняются во время остановки транспортного устройства, а в много позиционном оборудовании непрерывного действия -- без остановки транспортного устройства, т.е. в процессе движения собираемого объекта. В оборудовании комбинированного действия технологические операции выполняются во время остановки и в процессе движения собираемого объекта.

По конструкции многопозиционное сборочное оборудование дискретного действия делится на оборудование линейной компоновки, с поворотными столами и оборудование других видов компоновок. На оборудовании линейной компоновки технологические операции выполняются при перемещении собираемого объекта по прямой линии. Оборудование с поворотными столами делят на оборудование со столами карусельного типа, расположенными в горизонтальной плоскости, и оборудование со столами барабанного типа (барабанами или дисками), расположенными в вертикальной плоскости. Столы первого типа поворачиваются относительно вертикальной оси, вторые - относительно горизонтальной оси.

Многопозиционное сборочное оборудование непрерывного действия по конструкции разделяют на роторное, цепное и многоярусное. Роторное оборудование имеет рабочие роторы с соответствующими инструментальными блоками и транспортные роторы, которые выполняют функции приема деталей из загрузочных устройств и передачи их в рабочие роторы или просто передачу деталей (сборочных единиц) от одного рабочего ротора к другому. Цепное оборудование отличается от ро торного тем, что его рабочие органы монтируют в основном на цепях, натянутых на ведущие и натяжные звездочки. Перемешаются рабочие органы не по круговой, а по овальной зигзагообразной или спиральной траектории. В многоярусном оборудовании на одном рабочем роторе может выполняться не одна, а несколько сборочных и контрольных операций.

5. По степени специализации:

- специальное оборудование - предназначено для выполнения определенной технологической оп фации;

- специализированное оборудование - предназначено для выполнения технологических операций одного вида;

- универсальное оборудование - предназначено для выполнения различных видов технологических операций.

6. По числу одновременно собираемых изделий:

- одно предметное оборудование - сборка изделий только одной конструкции;

- много предметное оборудование - для одновременной сборки изделий различных конструкций.

7. По степени совмещения сборочных операций:

- оборудование последовательного действия. В этом оборудовании каждая последующая технологическая операция выполняется после окончания предыдущей операции;

- оборудование параллельного действия. Здесь одни и те же операции выполняются одновременно;

- оборудование последовательно -- параллельного действия.

8. По степени переналадки:

- переналаживаемые;

- непереналаживаемые.

9. По степени механизации и автоматизации:

- ручного действия;

- механизировано-ручное;

- автоматизированно-ручное;

- механизированное;

- автоматизированное;

- автоматические.

Особенности автоматизации сборочных работ

В промышленности робот манипулятор представляет собой главное, перспективное и быстропереналаживаемое средство автоматизирования сборочных процессов в приборо- и машиностроении. Его используют с целью увеличения качества продукции и производительности труда в сборочных цехах, роста гибкости производства и улучшения условий, в которых сборщикам приходиться работать. Применение таких роботов предоставляет возможность освободить людей от выполнения операций, являющихся вредными и опасными для человеческого здоровья (сборка в условиях высокой температуры, в зонах, характеризующихся наличием вредных выделений, в положениях, неудобных для работы и т.д.), от необходимости выполнения постоянно повторяющихся, монотонных операций, а также быстроутомляющих, физически тяжелых, сборочных операций.

На сегодняшний день в такой отрасли, как приборостроение роботы манипуляторы часто применяются с целью сборки небольших изделий, освобождая людей от потребности делать работу, которая значительно утомляет органы зрения. Роботы используются на операциях узловой и общей сборки продукции: на определенных рабочих местах, оснащенных в виде специального робототехнического комплекса (РТК), бывают встроенными в сборочные автоматы и полуавтоматы, а также в сборочный конвейер. На случай если планируется комплексная роботизация, то сборки определенных РТК можно связать в единую производственную систему за счет применения транспортных устройств.

На сегодняшний день характерными работами, которые выполняются промышленными роботами, являются: разгрузка и загрузка автоматов, полуавтоматических и автоматических линий конвейеров; монтаж узлов и деталей в требуемом положении; шовная и точечная сварка; покраска изделий роботы для покраски; складирование и транспортирование узлов и деталей; подача деталей, подготовленных к сборке, на специальные прессы, отвечающие за выполнение запрессовки, отбортовки, склепывания и прочих операций.

Отдельного внимания заслуживает тот факт, что эти уникальные устройства способны исполнять операции по техническому контролю и испытанию изделий. Современные промышленные роботы классифицируют по различным признакам:

1. По основной системе координат и кинематике -- прямоугольные (пространственные и плоские), ангулярные (плоские, сферические и цилиндрические) и полярные;

2. По назначению -- специализированные, специальные и универсальные (многоцелевые);

3. По размеру сборочного (рабочего) пространства;

4. По количеству степеней подвижности (зачастую, до шести, не учитывая движения захвата);

5. По степени мобильности промышленного робота -- передвижные, стационарные, встроенные в аппаратуру, подвесные и напольные;

6. По грузоподъемности -- легкие (до 10 кг), сверхлегкие (до 1 кг), средние (до 200 кг), сверхтяжелые (более 1000 кг) и тяжелые (до 1000 кг);

7. По системе управления --аналоговые, цикловые, микропроцессоры, с ЧПУ;

8. По количеству захватов--однозахватные и многозахватные;

9. В зависимости от характера отработки программы -- адаптивные, жесткопрограммируемые, гибкопрограммируемые;

10. По способам подготовки управляющих приложений -- ручные, которые предназначаются для цикловых систем, полуавтоматические и ручные,

11. По виду силового привода -- гидравлические, пневматические, смешанные и электрические;

12. По характеру программирования -- контурные, позиционные, комбинированные.

Стоит обратить внимание на то, что специальные роботы на сегодняшний день применяются исключительно в поточно-массовом производстве. Они функционируют в соответствии с жесткой (неизменяемой) программой с относительно маленьким количеством команд, что, в свою очередь, предоставляет возможность осуществлять конкретную операцию. Стоит обратить внимание на то, что иногда таких роботов встраивают в непростые технологические комплексы. В качестве примера специализированного робота манипулятора "рука" - являются роботы для сварки, покраски и т.д. Они предназначаются для конкретных технологических операций. Универсальные роботы считаются самыми дорогими и сложными. Сфера их применения -- мелко- и среднесерийное производство. На сегодняшний день наибольшее распространении получили такие устройства, которые отличаются цикловым управлением (90%). У них количество команд составляет около пары десятков.

Роботы с ЧПУ отличаются внушительным объемом памяти, но их стоимость достаточно большая. Что касается точности позиционирования рабочих инструментов, то в большинстве случаев она достигает 0,05 мм.

Детали, поступающие на сборку, очищают от посторонних частиц, масла, следов смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), после чего их промывают. Механизировать очистку и промывку деталей, поступающих на сборку, можно различными способами [2, с. 24].

Так, для очистки крупных деталей (станин, картеров) используют механизированные стальные щётки. После очистки детали обдувают сжатым воздухом. Детали средних и небольших размеров промывают водным раствором кальцинированной соды в баках с конвейерным устройством (рис. 1) или однокамерных моечных машинах (рис. 2). Затем детали сушат и обдувают сжатым воздухом

Рисунок 1. Бак с конвейерным устройством 1-конвейер; 2-загрузочный лоток; 3-нагревательное устройство; 4-устройство для перемешивания раствора

Рисунок 2. Однокамерная моечная машина 1-изделие; 2-конвейер; 3-рольганг; 4-электродвигатель; 5-насос; 6-отстойник с фильтром

Основные слесарно-сборочные работы

Обрубка

Обработка канавок

Опиливание

Шабрение поверхности

Притирка

Полирование

Сверление отверстий

Резка

Для облегчения выполнения этих работ применяют такие средства механизации, как рубильные молотки, шлифовальные машинки, фрезерные переносные головки, машины с абразивными кругами, ручные шабровочные, притирочные и полировальные.

Для приведения в действие механизированного инструмента используют следующие типы двигателей: электрические, пневматические, гидравлические, двигатели внутреннего сгорания, пороховые заряды.

Принято делить механизированный инструмент на семь групп:

Сверлильные электрические ручные машины, в которых инструмент (сверло, зенкер, развёртка) крепятся в зажимной патрон. Эти машины оснащены спецнасадками для зачистки сварных швов, резки тонкого материала, шлифования, распиливания и фрезерования.

Машины для шлифования, полирования, притирки и зачистки. Инструмент применяют как цилиндрический, так и плоский, например, плоские шлифовальные круги и абразивную шкурку на специальной мягкой оправке. Для зачистки деталей используют металлические щётки и крупнозернистую абразивную шкурку. Эта группа машин оснащена пылеотсасывающими приспособлениями .

Резьбозавёртывающие машины для сборки различных разъёмных соединений. Свои названия машины этой группы получили по виду крепёжных деталей: гайковёрты, шуруповёрты, шпильковёрты, муфтовёрты.

Механизированные молотки, т.е. машины ударного действия (капельные, зачистные, рубильные). Эти машины производят такие работы как очистка (окалины с деталей). Для этих целей используют пучковый молоток, инструмент которого - пучок стальных закалённых стержней.

Фрезерные машины для образования пазов, гнёзд, углублений, площадок под крепёжные или сопряжённые детали. Инструмент - пальцевые концевые фрезы, долбяки, шаберы, напильники.

Средства для резки заготовок из листового материала. Инструмент - различной конструкции ножницы (ножевые, вырубные, дисковые и рычажные).

Пилы для резания металлического проката, арматуры, труб. Инструменты различают по виду: пилы дисковые, цепные; лобзики; ножовки.

Принцип работы инструмента применяемого при сборке

Механизацию соединения резьбовых деталей осуществляют применением механизированных отвёрток, гайковёртов, самодействующих головок с электро- и пневмоприводном. Время на сборку соединения сокращается на 30-40 %. Применяют механизированные отвертки с двигателем, передающим вращение отвёртки при помощи гибкого вала (рис. 3, а). Для ввёртывания винтов используют отвёртки с двигателем, встроенным в корпус (рис. 3, б), где 1 - двигатель; 2 - предохранительная муфта; 3 - гайка; 4 - головка для закрепления отвёрток; 5 - отвёртка .

Рисунок 3. Механизированные отвёртки

Для подготовительных операций, таких, как зачистка сварных швов, снятие заусенцев, и для шлифовальных работ часто применяют шлифовальную машину с пневмоприводном (рис. 4)

Рисунок 4. Пневматическая шлифовальная машина

Машина имеет рукоятки 1 и 11. Рабочая камера находится между крышками 4 и 6 и внутренней поверхностью статора 14. В камере помещён ротор 7. На конце вала ротора за подшипником 8 крепиться абразивный круг 9, армированный стеклосеткой. Круг для безопасности работы закрыт щитком 10

Сжатый воздух подают по трубопроводу в камеру через штуцер 15 в рукоятке 1. При нажатии на вороток 2 поворачивается запорная пробка 3, и сжатый воздух поступает в рабочую камеру. Воздух в камере совершает работу на лопатках 13 ротора и вращает его. Вращение ротора передаётся непосредственно рабочему инструменту - абразивному кругу 9. Отработанный воздух выходит из камеры через выхлопные окна на статоре, попадает на кожух 12 и далее через глушитель 5 в атмосферу. Окна на цилиндре статора размещены неравномерно по окружности, поэтому уровень шума работы машины в этом случае меньше

Примером использования средств механизации с электродвигателем и редуктором может служить универсальная электродрель, составные части которой показаны на рис.5,а.

Рисунок 5. Устройство универсальной электродрели

Питание электродвигателя (рис. 5, б) осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В. Патрон позволяет крепить инструмент (сверло) диаметром до 10 мм. Машина имеет защиту от поражения электрическим током, все её части, находящиеся под напряжением, имеют двойную изоляцию и не нуждаются в заземлении [1, с. 47].

Для захвата резьбовых крепёжных деталей используют пружинные, магнитные или вакуумные приспособления (рис. 6)

Рисунок 6. Механизированные захватные приспособления

а - пружинного типа; б - магнитного типа

Пружинный наконечник захвата (рис. 6, а) состоит из корпуса 2, в который входит инструмент (отвёртка) 3 и пружина 4.При нажатии на головку винта 1 пружина захватывает головку и удерживает её. Отвёртки могут применяться обычные и крестовые

Магнитный наконечник захвата винтов 1 с крестообразным шлицем (рис. 6, б) состоит из немагнитного корпуса 2, в который входит магнитный стержень 3. В шестигранное отверстие корпуса вставляется рабочий наконечник 5, который притягивается магнитным стержнем. При длительном выполнении одной и той же операции наконечник 5 стопорят дополнительно разрезным пружинным кольцом 4.

Для механизации крепления деталей винтами небольшого диаметра применяют вакуумные захваты. Повышают производительность труда устройства для автоматической подачи крепёжных деталей под наконечник при сборке на ручных машинах. Эти устройства могут быть бункерными и магазинными, они особенно необходимы при механизации в приборостроении, где используют крепёжные детали небольших размеров.

Детали сборочных единиц закрепляют с помощью универсальных приспособлений - плит, струбцин, угольником, призм и тисков. Применяют на рабочих машинах различные приспособления на инструмент, такие, как насадки и приспособления для высверливания заклёпок при ремонте узлов, ключи и патроны, которые захватывают шпильки при завёртывании

Заключение

Автоматизация сборочных процессов в машиностроении и приборостроении имеет важнейшее значение, так как очень велика их трудоемкость.

Дальнейшим развитием механизации сборочных процессов является их автоматизация, которая с успехом может быть применена не только в массовом, но и в серийном производстве. Автоматизация сборочных процессов позволяет рассчитывать на повышение производительности труда в 3 - 15 раз. Помимо тех технологических требований, которые предъявляются к конструкции механизацией сборочных процессов, возможность автоматизации обусловливается строгой координацией при сборке сопрягаемых поверхностей и, следовательно, соответствующим конструктивным решением относительно сборочных баз.

Автоматизация сборочных процессов в машиностроении и приборостроении имеет важнейшее значение, так как очень велика их трудоемкость.

Поэтому одним из главных направлений совершенствования процессов сборки является комплексная механизация и автоматизация основных и вспомогательных операций. Уровень механизации и автоматизации сборочных процессов определяют многие факторы - сложность механизации и автоматизации сборочных элементов процесса, накопленный опыт, экономическая эффективность и главным образом мощность предприятия.

Тем не менее при автоматизации сборочных процессов возникают технические трудности, связанные с подачей деталей к месту сборки, их ориентацией, установкой и фиксацией, а также изысканием рациональных методов компенсации нестабильности размеров и веса деталей, участвующих в сборке. Необходимость осуществления комплекса вспомогательных движений в производстве в условиях ограниченности зоны сборки является причиной значительного усложнения схем, конструкций, а в связи с этим и стоимости сборочных автоматов. Затруднения часто возникают также при переходе от ручной сборки к автоматической без внесения в конструкцию изделия соответствующих изменений.

Конструкторы и технологи нередко упускают из вида, что требования к технологичности при ручной и автоматической сборках различны. В частности, важнейшим условием успешного развития автоматизации сборки является обеспечение взаимозаменяемости и стабильности размеров и узлов.

Тем не менее при автоматизации сборочных процессов часто возникают большие трудности, прежде всего связанные с подачей деталей, их точным направлением, установкой и фиксацией. Операции сборки значительно проще многих операций механической обработки. Тем не менее при автоматизации сборочных процессов встречаются трудности, связанные с организацией, подачей деталей, их точным направлением, установкой, фиксацией и транспортировкой. Поэтому переход от ручной к автоматической сборке связан с большими трудностями как технологического, так и конструктивного характера.

Список используемой литературы

1. Ласуков А.А.Автоматизация сборки в машиностроении: учебное пособие / А.А. Ласуков; Юргинский технологический институт. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета. 2010- 176 с.ISBN 978-5-98298-601-6

2. Основы автоматизации машиностроительного производства: Учеб. для машиностроит. cпец. вузов/Е.Р. Ковальчук, М.Г. Косов, В.Г. Митрофанов и др.; Под ред.Ю.М. Соломенцева. -- 2-е изд., испр. -- М.: Высш. шк.,1999. -- 312 с.:

3. Особенности автоматизации сборочных работ. wwwtdbutovo.ru/2010-2012

4. Рубцов А.А., Воронин Ю.В. - Механизация и автоматизация производства: Учебное пособие для профессионально-технических училищ. - М.: Машиностроение. 1987. - 192 с.: ил. 147. Технические средства автоматизации : учебник для студ.высш. учеб. заведений / Б. В. Шандров, А. Д. Чудаков. -- М. :Издательский центр «Академия», 2007. -- 368 с.

5. Технические средства автоматизации : учебник для студ.высш. учеб. заведений / Б. В. Шандров, А. Д. Чудаков. -- М. :Издательский центр «Академия», 2007. -- 368 с.

6. Технология машиностроения. www.technologysmash.ru/ 2008-2010

Размещено на Allbest.ru