Введение к работе
Актуальность темы. При автоматизации дискретных производств значительные трудности представляет проектирование вспомогательного оборудования, осуществляющего транспортирование, загрузку и автоматическое ориентирование объектов производства (деталей, компонентов, заготовок, изделий) при подаче их на технологические позиции производственных систем.
В отечественной науке и технике решению этой проблемы уделялось существенное внимание. На основе различных физических принципов были разработаны и исследованы оригинальные загрузочно-ориентирующие устройства (ЗОУ), позволившие создать автоматические машины для различных отраслей промышленности.
Широкому применению механических и вибрационных ЗОУ при автоматизации производства ряда отраслей промышленности способствовали труды С.И.Артоболевского, Е.Г.Вайсмана, А.А.Иванова, М.И.Камышного, В.С.Корсакова, М.С.Лебедовского, А.Н.Малова, Л.В.Петрокаса, В.А.Повидайло, В.Ф.Прейса, А.Н.Рабиновича, Н.А.Усенко и других.
Однако из-за многообразия объектов манипулирования (заготовок, деталей, компонентов), условий работы и требований и, в связи с этим, невозможности создания универсальных средств автоматической загрузки практическое решение задач автоматической подачи и ориентирования конкретных типов деталей и в настоящее время остается актуальным.
Изделия большого класса в таких отраслях промышленности, как приборостроительная, радиотехническая, электронная, имеют длинные тонкие гибкие элементы (контактные выводы), наличие которых влечет за собой ряд трудностей при манипулировании такими изделиями и делает неэффективными традиционные методы ориентирования, основанные на использовании чисто механических средств. На практике,. в частности, в качестве важнейших отрицательных свойств особо отмечают сцепляемость и деформацию изделий при их загрузке, вызываемую наличием длинных тонких элементов.
Опыт показывает, что наиболее перспективными в этом случае являются способы ориентирования, сочетающие в себе контактные и бесконтактные методы воздействия на ориентируемые изделия,
4 например, направленная вибрация и магнитное поле. Причем, во многих случаях для создания ориентирующего магнитного поля достаточно эффективным является использование постоянных магнитов.
Ориентирование изделий при совместном воздействии на них вибрации и постоянного магнитного поля к настоящему времени изучено недостаточно, и для создания высокоэффективных ЗОУ, использующих такой способ, необходимы новые теоретические и экспериментальные исследования, что определяет актуальность настоящей работы.
Цель работы - на основе теоретических и экспериментальных исследований научно обосновать выбор и разработать принципы проектирования устройств ориентирования радиодеталей с односторонними ферромагнитными стержневыми элементами, в которых используется принцип их ориентирования постоянным магнитным полем в процессе виброгранспоргирования.
Для достижения поставленной цели в диссертации решаются следующие задачи:
сопоставительный анализ различных методов ориентации изделий;
разработка математической модели процесса ориентирования изделий в постоянном магнитном поле при вибротранспортировании;
анализ результатов теоретического исследования этого процесса;
экспериментальное исследование процесса магнитного ориентирования виброгранспортируемых изделий.
Методы исследований. Построение математической модели, получение расчетных зависимостей осуществлялось на основе общих методов теоретической механики и законов динамики движения тела. Численные алгоритмы для решения задач на ЭВМ основаны на использовании методов вычислительной математики. Экспериментальные исследования проводились с привлечением методов статистической обработки данных, физического моделирования магнитного поля, измерения магнигной индукции на основе использования эффекта Холла.
Научная новизна. Разработана математическая модель процесса ориентирования изделий в постоянном магнитном поле при виб-рогранспортировании, которая позволяет определить необходимую совокупность параметров для обеспечения требуемой производительности процесса. С использованием математической модели проведены
исследования процесса, расчетным путем определены условия ориентирования изделий данным способом. Экспериментально оценена достоверность результатов теоретических исследований и выявлены дополнительные факторы.
Практическая ценность. Использование результатов диссертационной работы позволяет осуществлять оптимизацию при проектировании и создании высокопроизводительных загрузочно-ориентирующих устройств, в которых применяется способ магнитного ориентирования вибротранспоргируемых изделий. С учетом результатов проведенных исследований сформулирован ряд конструкторских рекомендаций, позволяющих значительно повысить эффекпшность ориентирования при использовании данного способа.
Публикации и апробация работы. По теме диссертации были сделаны доклады на Российской научно-технической конференции «Инновационные наукоемкие технологии для России»' (г. С.Петербург, 1995 г.) и на семинарах кафедры «Автоматы» СПбГТУ. Основные результаты работы изложены в 3-х публикациях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 61 наименования, приложения. Она содержит 105 страниц машинописного текста, 63 рисунка, 2 таблицы.