Автоматизации технологические и вспомогательные сборочные операции Исполнитель

Автоматизации технологические и вспомогательные сборочные операции

План:

1.Выбор форм организационном процессе сборки

2.Составление технологических маршрутов общей и узловой сборки.

. Автоматическая селективная сборка

{spoiler=Подробнее}

Автоматические сборочные системы, работа которых основана на методе селективной сборки, могут собирать узлы из ранее рассортированных деталей или подбирать к одной (или нескольким) из измеряемых деталей парную из соответствующей размерной группы. Примеры автоматизации селективной сборки, когда сортировке подвергается только одна из сопрягаемых деталей, чаще всего встречаются при сборке сборочных единиц, содержащих наряду с другими размерными звеньями одно многопредметное звено. Например, подшипники качения состоят из наружного и внутреннего колец и комплекта тел качения (шариков или роликов). По результатам измерения общей погрешности ( = ) деталей, сочетающихся в любой последовательности, подбирают размерную группу многопредметного звена, исправляющую эту погрешность. Так работают сборочные автоматы при производстве подшипников на ГПЗ-1. В подшипниковой промышленности Японии подобный способ автоматической сборки получил название способа соответствующего выбора. На нем основана работа автоматической машины для сборки шариковых подшипников, изготовленной фирмой «Токио Сеймицу». Принципиальная схема этой сборочной машины представлена на рис. 12.7. Наружное и внутреннее кольца из устройств автоматической загрузки / и 2 подаются в измерительный блок IV, при этом блок   контроля наличия деталей включает программу последовательности И, выполняемую блоком управления I. Результаты измерения блоком IV  — устройство измерения) диаметров сопрягаемых поверхностей наружного А и внутреннего В колец поступают в вычислительный блок V, измерительное устройство 8 которого определяет разность А - В. Пройдя через усилитель Р, эта разность в зависимости от своего значения и наличия комплекта шариков в кассетном устройстве 12 поступает либо в устройство 10 выбора комплекта шариков, либо в устройство / / формирования сигнала некомплектности. Если имеется комплект шариков, соответствующий величине разности А - В, то устройство 13 при наличии сигнала от блока II программы последовательности, сверив для надежности с помощью измерителя 14 номер выбранной группы шариков с их действительным размером, подает команду на механизм / 5 управления затвором 16, который пропускает комплект шариков на позицию 17 комплектования с кольцами. В свою очередь, кольца, успешно пройдя контроль и дождавшись на позициях измерения результата выбора комплекта шариков, поступают в устройство 5, в котором внутренне

кольцо вставляется в наружное. Затем устройство 6 поворачивает пару скомплектованных колец в положение, удобное для сборки с шариками. На позиции 7 внутреннее кольцо наклоняется  относительно наружного так, чтобы в образовавшуюся между ними щель могли быть засыпаны шарики. В таком по ложении кольца зажимаются и передаются на комплектовочную позицию /7, где и происходит их комплектация с шариками. На позиции 18 происходит окончательная сборка, т.е. внутреннее кольцо устанавливается в выпрямленное относительно  наружного положение и собранный подшипник через устройство 19 покидает автомат. Если в ячейках кассетного устройства 12 шарики размера, соответствующего вычисленной разности А - В, отсутствуют, то сочетание внешнего и внутреннего колец, поступивших в блок измерения IV, будет считаться непригодным. Тогда одно из колец сбрасывается с позиции измерения, а на его место подается новое кольцо, после чего описанный цикл повторяется до тех пор, пока не будет подобрано сочетание, для которого в кассетном устройстве имеются шарики соответствующего размера.

6. Электромагнитная сборка соединений по цилиндрическим поверхностям

Собрать соединение с натягом значительно проще при наличии теплового зазора. Поскольку величина зазора мала (до 0,002 посадочного диаметра) из-за ограничений температуры нагрева охватывающей детали (или охлаждения охватываемой), во избежание заклинивания процесс сборки должен проходить с достаточно высокой точностью. Поэтому сборочное устройство должно отвечать соответствующим требованиям. Наиболее просты устройства, в которых относительная ориентация и сопряжение деталей производятся с помощью электромагнитных сил. В таких устройствах подвижная деталь затягивается в неподвижную или насаживается на нее. Электромагнитная сборка обеспечивает надежный процесс сопряжения ферромагнитных охватываемых деталей с охватывающими деталями из любых магнитных материалов. Возникающее при этом явление слипания одинаковых по магнитным свойствам материалов в магнитном поле удается исключить путем придания подвижной детали радиальной вибрации с помощью магнитных сил.

Процесс электромагнитной сборки деталей по цилиндрическим посадочным поверхностям, если подвижная деталь — вал, происходит в следующем порядке. Охватывающую деталь (втулку) нагревают или охлаждают охватываемую деталь (вал). Затем охватывающую деталь / (рис. 12.8) устанавливают на базу, расположенную в зоне постоянного поля электромагнита 3 так, чтобы она могла быть подтянута магнитными силами до упора и в процессе сборки оставаться неподвижной. Втулку на базе можно просто закрепить. Вал 5 помещают на базирующее устройство, расположенное рядом в зоне действия постоянного поля и переменного, создаваемого электромагнитом 6.

С подачей напряжения на электромагниты детали намагничиваются и стремятся занять положение с минимальным запасом потенциальной энергии: втулка, если она не закреплена, подтягивается к упору, а вал начинает движение  к втулке. В качестве упора можно использовать стальную вибрационную шайбу 4, устанавливаемую на немагнитный каркас соленоида. В шайбе, являющейся концентратором напряженности магнитного поля, осуществляется вибрация вала.

Войдя в соленоид, вал займет положение, при котором его ось совпадет с направлением постоянного магнитного потока и упрется своим торцом в левую или правую часть переднего торца втулки. Это будет длиться 0,01 с — до перемагничивания вала под действием переменного магнитного поля (частотой 50 Гц). Как только концы вала поменяют полярность, он притянется к торцу противоположной части втулки. Этот процесс также длится 0,01 с — до следующего перемагничивания. Таким образом, вал, находясь в соленоиде, колеблется с частотой 50 Гц под действием момента вращения магнитных сил Л/в- Одновременно осевая магнитная сила F постоянно  стремится  переместить вал согласно градиенту поля, т.е. втянуть его  в свою центральную зону. Это создает условия для автоматического совмещения (автопоиска) контуров посадочных поверхностей

деталей. С момента совмещения контуров начинается процесс сопряжения, в котором продолжают участвовать та же осевая сила и переменный по направлению вращающий момент, действующий с частотой переменного тока. Вращающий момент отбрасывает вал от стенок отверстия постоянно намагниченной втулки, что обеспечивает «неслипание» деталей из одинаковых магнитных материалов и исключает возможность их заклинивания.

Ограничить продвижение вала в отверстии втулки можно либо упором 2, либо таким ее размещением, при котором вал имеет минимальный запас потенциальной энергии, и, следовательно,

его остановка будет соответствовать положению в со бранном узле. Соединения повышенной точности следует обязательно собирать с использованием упоров. В этом случае втулка размещается ближе к валу.

После остывания деталей и их надежной фиксации в требуемом положении сборочная единица снимается. Процесс автопоиска и собственно сборки длится десятые доли секунды.

7. Автоматизация сборки соединений с натягом на основе теплового метода

Одним из направлений решения задачи соединения деталей с натягом является применение тепловой сборки, в процессе которой нагретая охватываюгцая деталь свободно сопрягается с охватываемой. Образующийся при этом зазор между деталями допускает некоторое смещение и перекос осей, что значительно упрощает ориентацию деталей и облегчает автоматизацию сборочной операции. Особенно это важно в случаях, когда детали, образующие сборочную единицу, имеют значительные габаритные размеры и массу. Для сборки таких соединений путем обычной напресовки необходимы большие осевые силы, что требует мощного и дорогостоящего оборудования. Этого можно избежать при использовании теплового метода, основанного на индукционном нагреве охватывающей детали токами промышленной частоты. Разработаны в настоящее время индукционные нагреватели для тепловой сборки соединений с натягом обеспечивают сварку за время 0,5...5 мин. Как правило, установка деталей в индукционный нагреватель и последующая выдача нагретой детали на исполнительный сборочный механизм не представляют сложности. Однако в отдельных случаях могут возникать трудности. Например, при нагреве сердечников роторов электродвигателей для сборки с валами в автоматическом цикле возникала трудность с перемещением деталей в индукторе и их поштучной выдачей на сборочную позицию (рис. 12.9).

 Это обусловлено тем, что в работающем индукторе детали подвергаются действию магнитного поля, стягивающему их в зону максимальной напряженности, которая находится в середине соленоида. Возникающий удар приводит к повреждению крыльчатки на торце ротора, а также к сцеплению деталей. Возникает также значительное сопротивление принудительному перемещению сердечников, что также может вызвать их повреждение. Поэтому транспортировка и выдача роторов производится с помощью двух направляющих штанг 3 и 6, имеющих специальные кулачки. Штанга 3 совершает возвратно- поступательное движение вдоль оси индуктора. Обе штанги могут поворачиваться вокруг своей оси с помощью устройства 5. В начале цикла штанги J и б повернуты таким образом, что сердечник беспрепятственно поступает на направляющие и фиксируется кулачком штанги 3. После этого пневмоцилиндр штанги 3 перемещает сердечник на шаг, равный длине сердечника. В конце хода обе штанги поворачиваются в противоположном направлении. Сердечники удерживаются кулачками штанги 6, а штанга 3 возвращается в исходное положение, после чего цикл повторяется.

8. Исполнительные механизмы для автоматической сборки цилиндрических соединений

Значительное повышение производительности и рациональную концентрацию сборочных действий иногда можно обеспечить применением механизмов для одновременной сборки группы деталей (рис. 12.10). При использовании механизма (рис. 12.10, ^) втулки 4, 7и 8, имеющие различные наружные диаметры, выдаются из трехсекционного лотка на призмы подвижного установочного устройства 1 при помощи отсекателя 5.

Установленные на призмах втулки «Прошиваются» ловителем 3, после чего установочное устройство отходит вниз от упоров 7 (рис. 12.10, б). При дальнейшем перемещении втулок на ловителе торец вала 3, упираясь в торец ловителя, утапливает его, а досыпатель 9 обеспечивает  сопряжение деталей (рис. 12.10, б). При вертикальной сборке втулки 13, 15 w 17 {рис. 12.10, в) могут одновременно выдаваться из лотков при помощи соответствующих шиберных устройств 14 до опорных поверхностей упора 18. После этого ловитель 5, перемещаясь вниз, проходит через отверстие втулок. В момент касания ловителя с валом 3 шиберные устройства отходят влево и втулки под действием гравитационных сил падают на вал (рис. 12.10, г). При дальнейшем перемещении вниз ловитель утапливается за счет сжатия своей пружины, а досылатель 16 осуществляет сборку втулок с валом. Безотказная работа сборочных автоматов и линий зависит

главным образом от безотказной работы исполнительных сборочных механизмов, установленных на их позициях. В исполнительных механизмах наиболее ответственной частью, определяющей их безотказность, является устройство, непосредственно выполняющее заданное соединение в зоне сборки. При автоматической сборке гладких цилиндрических соединений с зазором такими простейшими устройствами являются рабочий орган с втулочным гладким ловителем при установке валиков в отверстия (рис. 12.11) и рабочий орган со стержневым гладким ловителем при надевании втулок на валы. Номинальным положением сопрягаемых поверхностей базовой и присоединяемой деталей является такое, когда их оси лежат на одной прямой. Однако на позициях сборочных автоматов и линий неизбежны перекосы и смещения этих осей.

Как показали исследования, перекосы в пределах ±5', имеющиеся перед началом выполнения соединения, не оказывают значительного влияния на собираемость. Поперечные смещения каждой сопрягаемой поверхности, возникающие вследствие погрешностей собираемых деталей и сборочного оборудования, приводятся к одному смещению, которое равно расстоянию между осями этих деталей, взятому по перпендикуляру к рабочему движению сборки.

 Погрешность А^ является расчетной величиной, которая складывается из ряда составляющих погрешностей, имеющих случайный характер, и в общем виде может быть представлена в следующем виде:

где 8б, ^б — погрешности базирования базовой и присоединяемой деталей; г^, е'з — погрешности закрепления базовой и присоединяемой деталей; 8пр, 8np — погрешности положения базовой и присоединяемой деталей; Аф — погрешность фиксации для базовой детали; Ад — погрешность деления для базовой де тали; Ан — погрешности настройки; А^.ф — погрешности позиционирования и фиксации присоединяемой детали (имеет место у исполнительных механизмов типа механической руки). Когда А;^ < 0,55с, где 5с — диаметральный зазор в выполняемом соединении, цилиндрическое соединение с зазором можно выполнить продольным перемещением присоединяемой детали. В этом случае фаски на обеих собираемых деталях могут отсутствовать.

Когда А^ > 0,55с и фасок на собираемых деталях нет, присоединяемая деталь при продольном перемещении упирается своим торцом в торец базовой детали по серповидной площадке и ее движение прекращается — нормальное выполнение соединения невозможно. Когда А > 0,55с, ^ хотя бы у одной из собираемых деталей на сопрягаемой поверхности есть фаска с > А^, где с — величина радиального катета фаски, то сила/7, с которой досылатель действует на присоединяемую деталь, раскладывается на две составляющие. Одна из них действует в направлении рабочего движения сборки, другая перпендикулярно ему. Под действием перпендикулярной (поперечной) составляющей начинаются отжатия присоединяемой детали с ловителем и базовой детали с приспособлением в разные стороны, уменьшающие смещение А. Одновременно с этим под действием продольной составляющей начинается продольное перемещение присоединяемой детали. Когда смещение А становится меньше половины диаметрального зазора в соединении 5с, начинается выполнение соединения. Соединение осуществляется при непрекращающемся действии поперечной составляющей силы Р, которая сохраняет возникшее отжатие системы и прижимает друг к другу сопрягаемые поверхности. По окончании выполнения соединения присоединяемая деталь теряет контакт с ловителем, поперечная составляющая силы Р быстро становится равной нулю и отжатые элементы системы возвращаются в исходное положение.

Вопросы для самопроверки

1. В чем состоят особенности технологичности конструкции изделий

для условий автоматической сборки?

2. Как оценивается технологичность изделия (сборочной единицы)?

3. Как осуществляется базирование при автоматической сборке?

4. Как производится автоматическая сборка методом искания?

5. Каково назначение вибрационного способа перемещения деталей

при сборке?

6. Как осуществляется автоматическая селективная сборка?

7. Как обеспечивается электромагнитная сборка по цилиндрическим

поверхностям?

8. Как производится автоматизация сборки соединений с натягом

на основе теплового метода?

9. Какими исполнительными механизмами обеспечивается автоматическая

сборка?

{/spoilers}