ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра технологии машиностроения
Ю.Л.Апатов
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
РОБОТИЗИРОВАННОЙ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ
Лабораторный практикум
Дисциплина «Технология обработки на автоматизированных
станочных системах (ТО АСС)»
Киров 2014
Печатается по решению редакционно-издательского совета Вятского государственного университета
УДК 621. 865.8
А76
Рецензент: кандидат технических наук, доцент, заведующий
кафедрой ИТМ ВятГУ С.П.Грачев
Апатов Ю.Л. Технологические особенности роботизированной сборки изделий: лабораторный практикум. – Киров: Изд-во ВятГУ, 2014. – 31 с.: ил.
Тех. редактор А.В. Куликова
Подписано в печать Усл. печ. л. 1,9
Бумага офсетная Печать копир Aficio 1022
Заказ № Тираж Бесплатно
Текст напечатан с оригинала – макета, представленного автором.
610000, г. Киров, ул. Московская, 36
Оформление обложки, изготовление – ПРИП ВятГУ
© Ю.Л. Апатов, 2014
©Вятский государственный университет, 2014
1 Порядок проведения работы
1. Получить индивидуальное задание, включающее тип собираемого изделия и представить схему сборки данного узла с помощью роботов.
2. Изучить технологические возможности промышленных роботов, входящих в состав «гибкого» сборочного центра, их устройство и принцип действия. Выбрать модели промышленных роботов.
3. Ознакомиться с теоретические частью работы, со структурной производительности процесса роботизированной сборки, погрешностями, действующими в технологической системе сборочного центра.
4. Для данного изделия предложить порядок проведения технологической операции роботизированной сборки. Рассчитать длительности отдельных переходов, наметить траектории перемещения двухкоординатного стола и рабочих органов роботов, скомпоновать сборочный центр, исходя из условия получения максимальной производительности.
5. Определить длительность полного рабочего цикла сборки изделия с использованием построенной циклограммы (см. пример построения).
6. Сопоставить различные возможные варианты, сравнивая длительности рабочих циклов по циклограмме. Предложить варианты повышения производительности процесса. Выбрать наиболее оптимальный вариант.
7. По зафиксированным временным характеристикам построить циклограмму работы центра. Сравнить ее с теоретической (расчетной) циклограммой для конкретного изделия, выразив в процентах степень несоответствия длительностей рабочих циклов.
8. Составить отчет по работе. В отчет включить схему сборки узла с указанием размеров, посадок и направления подачи деталей-компонентов изделия, схему компоновки роботизированного сборочного центра, циклограмму его работы и расчет производительности на данной сборочной операции.
9. Ответить на контрольные вопросы.
2 Описание сборочного роботизированного
ЦЕНТРА
Сборка в машиностроении занимает второе место по трудоемкости осуществления процесса после механической обработки (в серийном производстве ее доля достигает 70 – 75 %). Возникает задача автоматизации этих процессов. Это направление в последние годы усиленно разрабатывается.
Вместе с тем уровень автоматизации сборочных операций значительно ниже, чем при механообработке. Причина такого положения в том, что имеется ряд специфичных проблем, характерных для сборки и достаточно труднорешаемых. Среди них можно выделить такие проблемы:
большая требуемая производительность процесса, чтобы конкурировать с рабочим-сборщиком;
достижение высокой точности взаимной ориентации соединяемых деталей перед моментом сборки;
большое разнообразие деталей, поступающих в сборочную позицию, что диктует необходимость проектирования универсальных средств оснащения и самого сборочного оборудования.
Новым и эффективным направлением автоматизации серийного сборочного производства являются применение «гибких» переналаживаемых сборочных комплексов на базе использования промышленных роботов и координатных столов с программным управлением, имеющих возможность точного управляемого перемещения по двум или трем пространственным координатам.
Стол служит для закрепления приспособления, в котором зажимается базовая собираемая деталь.
Другие детали, входящие в изделие, называемые присоединяемыми деталями, в процессе сборки устанавливаются на базовую промышленными роботами, размещенными по периферии стола либо смонтированными на нем.
Кроме этого в состав комплекса должны входить устройства питания деталями (питатели), накопители деталей, различные технологические исполнительные устройства, служащие для выполнения непосредственно скрепления собираемых деталей. Промышленные роботы снабжаются быстросменными либо широкоуниверсальными захватными органами и рабочим инструментом.
В качестве питателей для небольших, хорошо поддающихся бункеризации деталей простой формы целесообразно использование бункерных загрузочных устройств (БЗУ), например вибробункеров со спиральными лотками и электромагнитным приводом.
Технологические исполнительные устройства в составе рассматриваемого сборочного комплекса, в зависимости от своего функционального назначения, могут быть весьма различными и выполняться в виде:
- силовых агрегатных головок, производящих промежуточные операции механообработки (сверление деталей, в том числе в сборе, развертывание, нарезание резьб и т.п.);
- гайко- и винтовертов, осуществляющих скрепление собранных в сборочную единицу деталей посредством резьбовых крепежных деталей;
- силовых технологических устройств для выполнения запрессовки, обжимки, чеканки, развальцовки и других операций, связанных с пластическим деформированием материала при выполнении неразъемных соединений;
- сварочных устройств для электродуговой либо точечной сварки;
- механизмов для нанесения смазки или клея на поверхность соединяемых деталей, а также механизмов для очистки последних.
Движение подачи для выполнения большинства из указанных операций может заимствоваться от привода перемещений самого стола, что упрощает конструкцию технологических устройств. Однако для такой операции, как запрессовка деталей с натягом, требующей большого осевого усилия, необходим проверочный расчет привода по развиваемому им усилию.
Все перечисленные устройства-элементы комплекса объединяются общей системой управления. Тогда комплекс, в силу расширения своих технологических возможностей, преобразуется в сборочный роботизированный центр.
Рисунок 1 – Примерная компоновка сборочного роботизированного центра: ЗП – загрузочные позиции; К – кассета для размещения корпусных базовых деталей; ПР – промышленные роботы; КС – координатный стол; П – приспособление; СГ – силовая головка; ЗО – захватный орган; ШД – шаговые двигатели; ГУ – гидроусилители; ТУ – технологическое устройство для запрессовки; С – станина; БЗУ – бункерные загрузочные устройства; РЗ – рабочая зона, обслуживаемая координатным столом