Лекция 9. Автоматизация процесса сборки

Автоматизация процессов сборки развивается по двум направлениям:

- создание специализированного сборочного оборудования

- использование гибких сборочных систем.

Первое направление дает эффект в крупносерийном и массовом производстве, а в условиях мелко- и среднесерийного производства более эффективно второе направление, к которому относятся и РТК сборки.

Изделия, подлежащие сборке на автоматизированном оборудовании, должны быть расчленены на законченные взаимозаменяемые сборочные единицы, собираемые независимо друг от друга. Сборочные единицы должны иметь возможность осуществления последовательной сборки, т. е. иметь базовую деталь, с которой последовательно сопрягаются присоединяемые детали.

Тип и конфигурация базовой детали определяют конструкцию базирующего приспособления и схему базирования. Основными являются сборочные комплекты типа вал и корпус.

В комплекте типа вал базовой деталью является вал, на который устанавливают подшипники, зубчатые колеса, втулки, пружинные стопорные кольца, уплотнительные манжеты и т. п. В типовых комплектах типа корпус базовыми являются корпус, фланец и т. п. детали, а присоединяемыми – валы, крышки и другие, включая перечисленные в сборочном комплекте типа вал. Указанные комплекты являются типовыми практически для всех изделий машиностроения, и автоматизация их сборки успешно решается с помощью промышленных роботов (ПР).

Основными операциями автоматизированной сборки являются операции сопряжения для разъёмных (цилиндрических, резьбовых, шлицевых, шпоночных, зубчатых, конических и др.) и неразъемных (заклепочных, вальцовочных, сварных, паяных, клеевых и др.) соединений.

Технологический процесс автоматизированной сборки включает также следующие операции:

- подготовительные (расконсервация, контроль, комплектацию),

- вспомогательные (поштучное и партионное деление, транспортирование, переориентацию, промежуточный контроль),

- сопутствующие (гибку, зачистку, рихтовку и др.)

- после сборочные (испытание, доводку, наладку, регулировку, герметизацию, маркировку, упаковку и пр.).

Автоматизированный сборочный процесс имеет следующую типовую последовательность операций:

- извлечение деталей из тары или навала,

- ориентация деталей,

- транспортирование на позицию сборки,

- совмещение деталей и их фиксация,

- контроль и коррекция совмещения,

- образование соединения,

- транспортировка (удаление) собранного узла.

Рассмотрим типовую компоновку сборочного РТК. Центральное место в нем занимает промышленный робот, в рабочем пространстве которого реализуются все основные сборочные операции. Промышленный робот оснащен механизмом стыковки с захватом. В связи с недостаточной для сборки точностью позиционирования промышленного робота в РТК на сборочном рабочем месте предусмотрено специальное базирующее приспособление, компенсирующее отклонения, возникающие в процессе позиционирования сопрягаемых элементов узла. Необходимые для сборки детали помещают в магазины-накопители, а для промежуточного складирования и переориентации элементов собираемой конструкции применяют поворотные столы.

Стыковочные механизмы базирующих приспособлений РТК сборки должны обладать гибкостью, т. е. иметь возможность стыковки деталей различных конфигураций и реализации различных соединений. В РТК сборки применяют централизованные стыковочные механизмы, представляющие собой держатели инструментов и приспособлений. Их выбор во время автоматизированной сборки определяет управляющая программа.

В ряде случаев РТК сборки имеют адаптивное управление, и с этой целью они оснащены комплексом датчиков, в который входят: тактильный датчик зон касания; ультразвуковой дальномер; датчики положения, скорости и ускорения; датчик безопасности, срабатывающий при попадании в зону работы постороннего предмета; сило-моментный датчик и телевизионный датчик для визуального контроля оператором хода автоматизированной сборки.

Для современного этапа развития автоматизации сборки характерны тенденция увеличения объема и расширение сферы ее применения, а также совершенствование адаптивных сборочных систем.