Введение к работе
Актуальность темы
Сборка является завершающим этапом производственного цикла изделий машиностроения и приборостроения. От его качества зависит качество, долговечноегь. надёжность продукции. Внедрение автоматизированной сборки на предприятиях машиностроения, приборостроения позволяет повысить интенсивность, снизить трудоемкость и себестоимость изготовления продукции. Объем сборочных операций в производстве промышленной продукции достигаег 42 процентов, всего 8 процентов из них автоматизировано. Большинство собираемых узлов содержат осесимметричные детали.
Автоматизированная сборка не получила широкого распространения по ряду причин
не достаточный уровень производительности автоматизированного сборочного оборудования.
высокая погрешность позиционирования соединяемых деталей существующим сборочным оборудованием.
высокая вероятность заклинивания сопрягаемых деталей на этапе угловой ориентации.
Снабжение устройства автоматизированной сборки поисковым устройством адаптации положения сопрягаемых деталей позволяет скомпенсировать погрешности позиционирования, но при соединении с сборочным устройством существенно ограничиваются технологические возможности метода совмешения.
Таким образом, в современных условиях существует научно-техническая задача разработки универсальных средств автоматизированной сборки на основе применения поискового метода адаптации положения соединяемых осесиммегричных деталей, обеспечивающих расширение технологических возможностей и повышение производительности сборочных операций.
Цель диссертационной работы
Целью работы является расширение технологических возможностей и повышение ііроизво.тите.тьности универсальных средств автоматизированной сборки на основе применения поисковош метода адагпжши положения соединяемых осесиммегричных деталей.
Задачи исследований
Обоснование метола динамической поисково-угловой автоматизированной сборки соединяемых осесимметричных деталей и средства, реализующего его.
Разработка критериев и проведение сравнительного анализа для определения оптимальных поисковых траекторий совмещения собираемых деталей.
Обоснование возможности выполнения поискового совмещения собираемых деталей устройством с параллельными кинематическими цепями.
Обоснование условий согласования этапов адаптации при движении детали по поисковой траектории совмещения.
Разработка математической модели, описывающей процесс угловой адаптации положения присоединяемой детали в устройстве, обеспечивающем согласование этапов адаптации.
Разработка методики выбора и расчёта параметров средства автоматизированной сборки на основе поисковой адаптации положения соединяемых осесимметричных деталей.
Экспериментальное подтверждение работоспособности и эффективности предложенного средства автоматизированной сборки.
Методы исследований
Для решения поставленных задач в работе использовались методы: математического анатиза, геометрии, теоретической механики, теории автоматического управления, математического моделирования динамических систем, планирования эксперимента.
Объект исследований
В качестве объекта исследования выбран манипулятор с тремя параллельными кинематическими цепями; сборочная головка, обеспечивающая стабилизацию положения присоединяемой детали относительно траектории автопоиска с требуемой точностью на этапе относительной ориентации, динамический переход от предварительной ориентации к угловой, угловую адаптацию сопрягаемых деталей на этапе совмещения.
Научная новизна
Теоретически обоснован выбор траектории перемещения присоединяемой детали в универсальных средствах автоматизированной сборки, реализующих ориентации деталей путём ненаправленного поиска.
Установлена математическая зависимость характера изменения управляющего воздействия ведущими звеньями устройства с тремя кинематическими цепями 01 параметров траектории автопоиска и параметров конструкции манипулятора.
Обоснован метод динамической поисково-угловой автоматизированной сборки соединяемых оеесимметричных деталей и средство, реализующее его,
Разработана математическая модель, описывающая поведение присоединяемой детали при угловой адаптации на этапе совмещения сопрягаемых деталей в сборочной головке, па основании которой исследован характер атияния выбора параметров элементе конструкции сборочной головки на динамику присоединяемой детали при угловом совмещении.
Практическая ценность
Разработана кинематическая схема сборочной головки, обеспечивающей выполнение условий метода динамической поисково-угловой адаптации соединяемых оеесимметричных деталей при автоматизированной сборке.
Определены условия ограничения длин звеньев устройства с тремя параллельными кинематическими цепями при проектировании.
Разработан алгоритм выбора и расчёта параметров средства автоматизированной сборки.
Реализация результатов работы
Результаты исследований были использованы для оптимизации технологического процесса и расширения технологических возможностей применяемого сборочного оборудования на этапе технологической подготовки производства и при конструкторском проектировании технологической оснастки в сборочном производстве ЗАО "Протон", г. Ковров, а так же в лабораторном практикуме специалистов по специальностям 200101 "Приборостроение", дисциплина "Основы автоматического управления" и 220201 "Управление и информатика в технических системах", дисциплина "Технические средства автоматизации и управления", кафедры "Приборостроение" "КП'А им. В.Л. Дегтярёва", г. Ковров.
Достоверность результатов
Достоверность результатов теоретических исследований подтверждается соответствием теоретических положений экспериментальными данными, полученными в ходе испытаний экспериментальной установки.
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:
VI Международной научно-технической конференции "МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ XXI ВЕКА", г. Пенза, 2008 г.;
IV Международной научно технической конференции "ПРОГРЕССИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СОВРЕМЕННОМ МАШИНОСТРОЕНИИ", г. Пенза, 2008 г.;
III научно-технической конференции аспирантов и молодых ученых "ВООРУЖЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЯ БЕЗОПАСНОСТЬ УПРАВЛЕНИЕ", г. Ковров, 2008 г.;
Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов "БУДУЩЕЕ МАШИНОСТРОЕНИЯ РОССИИ", г. Москва, 2008 г.:
XII Международной научно-практической конференции "СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ", г. Пенза, 2008 г.;
VII Международной научно-технической конференции "МАТЕРИАЛЫ И ТЕХ1ЮЛОГИИ XXI ВЕКА", г. Пенза, 2009 г.;
IV межотраслевой конференции с международным участием аспирантов и молодых ученых "ВООРУЖЕНИЕ ТЕХІІОЛОГИЯ БЕЗОІІАСНОСТЬ УПРАВЛЕНИЕ" г. Ковров, 2009 г.
Всего по теме диссертации соискателем сделано 9 докладов.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ. Четыре статьи - в ведущих рецензируемых научных журналах.
Структура и объём диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, библиографического списка и двух приложений. Общий объём диссертации 151 страница машинописного текста, включающего 62 рисунка, 5 таблиц, библиоірафичсский список из 73 наименований, 2 приложения.
