Введение к работе
Актуальность темы. Необходимость повышения эффективности систем приводов включает такие основные технические характеристики, как функциональные возможности, быстродействие и т. д. Особенно остро стоит проблема повышения их быстродействия в предметной области автоматизации обслуживания высокопроизводительного оборудования. Например, в холодной листовой штамповке вспомогательное время на порядок больше основного.
Решение данной проблемы возможно на основе применения современных принципов проектирования систем приводов и нахождения принципиально новых устройств и технологий с помощью прогрессивных методов нахождения технических решений. Создание подходов, методов получения качественно новых технических решений, позволяющих обоснованно выбрать параметры отдельных модулей и компоновки, определяющие их кинематические и динамические характеристики, открывают возможности значительного повышения не только отдельных технико-экономических характеристик манипуляционных механизмов, но и их эффективности.
Метод нахождения новых технических решений (Метод исследования функционально-физических связей - МИФФС) позволяет в общем виде достаточно четко обосновывать деление функций между модулями. Однако применение данного метода для проектирования систем приводов в каждом конкретном случае требует разработки методик проектирования.
Одной из основных составляющих быстродействия манипуляционных механизмов в холодной листовой штамповке является быстродействие приводов вакуумных захватных устройств. Разработка новых способов безударного позиционирования приводов колебательного, маятникового типа, имеющих высокое быстродействие, позволяет существенно сократить время транспортировки изделия. В связи с этим возрастает потребность дальнейшего снижения вспомогательного времени, затрачиваемого на выполнение операций взятия и установки детали. Поэтому особую актуальность приобретает исследование существующих и разработка новых систем приводов быстродействующих вакуумных захватных модулей.
Основные направления исследований в диссертации связаны с построением математических моделей систем приводов вакуумных захватных модулей, проведением оптимизации параметров по быстродействию, разработкой методики проектирования вакуумных захватных модулей на базе МИФФС.
Цель диссертационной работы - повышение быстродействия систем пневматических приводов посредством разработки высокоскоростных вакуумных захватных модулей.
POC национальная! 1
ішш mm
Для достижения поставленной цели сформулирована научная задача: выявление и создание наиболее эффективных систем приводов захватных модулей. Она включает вопросы:
-
Проведение анализа современных захватных устройств агрегатно-модульного типа и выявление возможностей повышения их быстродействия.
-
Разработка математических моделей и проведение параметрических исследований оптимизации по быстродействию процессов работы вакуумных захватных модулей.
-
Анализ возможности повышения быстродействия модулей путем увеличения их мощности и синтез вакуумного захватного устройства с повышенной энергетикой.
-
Проведение натурных экспериментальных исследований, подтверждающих достоверность полученных теоретически результатов.
Методы исследований. Основные результаты работы получены с использованием основных научных положений пневматики, физики, термо-динамики, теории автоматического управления, методов поискового коистру-ирования, планирования эксперимента. Проверка полученных результатов осуществлялась методами натурного эксперимента. Методологическую и теоретическую основу составили труды Г.Н. Абрамовича, Ю.П.Адлера, В.А. Бесекерского, Е.В. Герца, Г.В. Крейнина, Е.П. Попова, СМ. Сысоева и др.
Научная новизна работы заключается в:
математических моделях, позволяющих исследовать и формировать характеристики систем приводов быстродействующих вакуумных захватных модулей с учетом особенностей агрегатно-модульного принципа построения;
качественных и количественных закономерностях влияния параметров систем приводов вакуумных захватных устройсів на быстродействие и функциональные возможности;
структуре системы приводов вакуумного захватного модуля, позволяющей значительно повысить быстродействие устройств данного типа.
Практическая ценность работы заключается в:
разработке методики проектирования, позволяющей создавать вакуумные захватные устройства агрегатно-модульного типа с параметрами, обеспечивающими их функционирование с максимальным быстродействием;
создании вакуумного захватного устройства агрегатно-модульного типа с приводом перемещения захвата, работающего на избыточном давлении воздуха, что позволяет значительно повысить быстродействие устройств данного типа;
*.* "** **'
Реализация результатов работы. Результаты работы используются:
ОАО «Завод «Автоприбор» при проектировании автооператоров и манипуляторов для обслуживания высокопроизводительного технологического оборудования;
Владимирским государственным университетом в учебном процессе при прохождении студентами лабораторного практикума по дисциплине «Производственное оборудование, наладка и эксплуатация».
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на научно-технических конференциях Владимирского государственного университета 1997/2004 гг., на Н-й международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы машиностроения», ВлГУ, 2002г., на научно-технических семинарах кафедры «Автоматизация технологических процессов», механико-технологического факультета Владимирского государственного университета.
Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:
математические модели систем приводов быстродействующих вакуумных захватных модулей, позволяющие осуществить проведение параметрических исследований;
методика поискового конструирования вакуумных захватных устройств позволяющая осуществлять синтез новых структур систем приводов быстродействующих захватных модулей;
результаты исследований влияния параметров вакуумных захватных модулей на их быстродействие;
быстродействующие вакуумные захватные модули, обеспечивающие высокую скорость выполнения операций захвата, установки детали.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе получен патент РФ на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем работы 225 страниц. Работа содержит 209 страниц машинописного текста, 45 рисунков, 12 таблиц, 3 приложения на 16 страницах и библиографический список, включающий 102 наименования.
