Черпаков Борис Ильич
Великович Владимир Бенцианович
РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ
*** 1989 ***
|
ФPAГMEHT КНИГИ (...) РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ СБОРОЧНЫХ ОПЕРАЦИЙ
Сборка — завершающий этап производства, во многом определяющий стоимость и качество продукции. Сборочные работы в различных отраслях машиностроения составляют 40 — 50 % общей трудоемкости изготовления изделия, что объясняется низким уровнем их автоматизации и механизации. При этом уровень механизации не превышает 25 — 40 %, а автоматизации, используемой в основном в условиях крупносерийного и массового производства, 5 — 7 %. В условиях серийного производства, удельный вес которого в общем валовом продукте составляет 70 %, стоимость сборки существенно выше, чем в массовом производстве, главным образом вследствие большого объема пригоночных и доводочных операций и значительной трудоемкости межоперационного и межцехового транспортирования. Стоимость сборки можно уменьшить путем организационно-технических мероприятий, сокращения объема пригоночных и регулировочных операций, применения механизированных сборочных приспособлений и инструмента, увеличения объема автоматизации и механизации сборочных процессов. Причем кардинальным решением совершенствования сборочного производства является его автоматизация. При применении автоматизированного оборудования к объектам сборки предъявляются специфические требования по их технологичности: взаимозаменяемость сборочных единиц, которые, в свою очередь, могут быть собраны независимо друг от друга; возможность проведения последовательной сборки, когда с одной или несколькими базовыми деталями последовательно сопрягаются другие детали; минимальное число направлений сборки, простота траекторий движений соединения; максимальная свобода доступа сборочного инструмента. Изменяя конструкцию деталей, иногда даже незначительно, можно более эффективно использовать автоматическое сборочное оборудование, уменьшить число сборочных головок, сократить операцию сборки, уменьшив количество сборочных операций и упростив их. В то же время, изменяя конструкцию изделий, можно усложнять технологический процесс изготовления, поэтому окончательное решение по изменению конструкции объектов сборки должно приниматься по результатам технико-экономических расчетов. К деталям, предназначенным для автоматической сборки, предъявляются следующие требования: простота конструкции, обеспечивающая удобство складирования и ориентации; наличие на сопрягаемых поверхностях направляющих элементов, облегчающих соединение; наличие ярко выраженных базовых поверхностей, размеры которых и расположение их относительно сопрягаемой поверхности должны быть выдержаны с необходимой точностью; стойкость к повреждениям при воздействии сборочного инструмента и оснастки; унификация и стандартизация; гарантия качества деталей. Тип и конфигурация базовой детали определяют конструкцию сборочного приспособления и схему базирования. Условия сборки, выбор базовых поверхностей для захватывания и установки присоединяемой детали, а также последовательность сборки зависят от пространственного расположения поверхностей сопряжения. Наиболее подготовленными к автоматической сборке являются две типовые схемы. Одна из таких схем представляет собой комплект с охватывающей базовой деталью, в которую последовательно устанавливаются распорные втулки, уплотнительные манжеты, пружинные кольца и другие детали, или предварительно собранные комплекты или изделия, например подшипники качения. В качестве базовой могут служить детали коробчатой формы, фланцы, блоки зубчатых колес и т.п. Вторая группа комплектов представляет собой сборочную единицу с базовой деталью типа вала втулки, на которую устанавливаются отдельные детали или предварительно собранные комплекты и изделия. Выделение из изделий типовых комплектов позволяет применить методы групповой технологии и повысить эффектив-ность автоматизации сборки в серийном производстве. Таким образом, от того, на каком уровне и с использованием каких принципов будет сконструирован сборочный узел машины и сама машина, зависит успех автоматизации ее сборки. Процесс автоматической сборки с помощью промышленных роботов подразделяется на несколько этапов: накопление в различных устройствах (палетах, магазинах, бункерах, кассетах и т.п.), конструкция которых зависит от конфигурации и габаритов объектов сборки; захватывание детали (объекта) роботом, оснащенным захватом или сборочным инструментом; транспортирование с помощью промышленного робота на позицию сборки и от нее к позиции накопления (выдачи); ориентация, которая может происходить как при предварительной подготовке объектов к сборке, так и в ходе технологического процесса; сопряжение деталей с помощью промышленного робота или на специальном сборочном оборудовании. Существует три основные концепции построения робототехнических сборочных систем: 1. Вся сборочная операция расчленяется на элементарные, каждая из которых выполняется узкоспециализированным роботом. Эта концепция нашла широкое распространение при автоматизации массового производства. В этом случае не требуется сложного периферийного оборудования для подачи и ориентации деталей и средств адаптации. 2. Промышленный робот — сборщик располагается в центре комплекса. Вокруг него располагается различное вспомогательное оборудование с необходимым запасом деталей. Робот в соответствии с программой извлекает детали и осуществляет их сборку, используя при этом стационарные монтажные приспособления и оснастку. 3. Весь сборочный процесс расчленяется на группы элементарных операций. При этом для сборки каждой сборочной группы используется специализированный робот. В этом случае работа всех роботов осуществляется центральной управляющей ЭВМ. Промышленные роботы, применяемые для автоматической сборки изделий машиностроения, выполняют основные и вспомогательные операции, т.е. соединение и транспортирование деталей и изделий. Для операции соединения промышленные роботы используют захваты, сборочный Инструмент и приспособления. Эти устройства вместе с промышленными роботами, а также накопители деталей, транспортирующее, технологическое, контрольное и другое оборудование составляют сборочные РТК. Возможность легкой и быстрой переналадки сборочных комплексов — главная их особенность, которая является решающей в условиях серийного много номенклатурного производства. По структурному признаку сборочные РТК подразделяются на однопозиционные и многопозиционные, т.е. с концентрацией или дифференциацией операций процесса сборки. Компоновка комплекса зависит в первую очередь от числа деталей в сборочной единице, их размеров и массы, а также от годовой программы выпуска и номенклатуры собираемых изделий. При однопозиционной сборке простых узлов изделий с выпуском 0,5 — 1 млн. шт/год транспортные операции (такие, как подача деталей из накопителей в сборочное приспособление, установленное на технологическом оборудованиии удаление собранного иделия) могут осуществляться одним или двумя промышленными роботами с помощью захватов. При сборке в мелкосерийном производстве узлов изделий в количестве десятков тысяч штук в год предпочтительнее схемы одно- и двухпозиционной сборки, выполняемые одним промышленным роботом последовательно с помощью быстросменных захватов и сборочных инструментов. Набор захватов и инструментов, необходимых для сборки партии изделий одного типоразмера, устанавливается в инструментальный магазин прй наладке РТК. Для сборки сложных изделий с годовой программой выпуска порядка нескольких сотен тысяч штук в год может быть применена многопозиционная схема с круговой или линейной траекторией перемещения собираемого изделия соответственно на круглом делительном столе или конвейере, обслуживаемом автоматическими манипуляторами или промышленными роботами, число которых определяется в основном качеством деталей в изделии. |
