Автоматизация сборочных операций с помощью промышленных роботов
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 за счет 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.
|
|
Сборочный процесс характеризуется наличием различных этапов, удельные объемы которых зависят от вида изделий.
Удельные затраты по трудоемкости сборочных работ в машиностроении приведены ниже:
Этап сборочных работ Трудоемкость, %
Установка и закрепление деталей в сборочных приспособлениях 11
Соединение и фиксация деталей........................................................... 37
Контроль................................................................................................. 26
Пригоночные операции......................................................................... 15
Разборка и повторная сборка............................................................. 11
Анализ изделий машиностроения и технологических процессов их сборки показал, что около 70... 90 % соединений деталей, выполняемых в процессе сборки, являются типовыми. Технологическая структура сборочных работ представлена ниже:
Вид соединения Удельный вес, %
Соединение деталей с зазором............................................................ 30... 35
Резьбовые соединения................................................................... 30... 40
Прессовые соединения.................................................................. 10... 15
Прочие (клепка, развальцовка, склеивание, и т. п.)......................... 10... 30
Необходимо отметить, что автоматизированное оборудование предъявляет к объектам сборки специфические требования по их технологичности: взаимозаменяемость сборочных единиц, которые в свою очередь могут быть собраны независимо друг от друга; возможность проведения последовательной сборки, характеризуемой наличием одной или нескольких базовых деталей, с которыми последовательно сопрягаются присоединяемые детали; минимальное число направлений сборки, простота траекторий движений соединения; максимальная свобода доступа сборочного инструмента.
|
|
К деталям, предназначенным для автоматической сборки, предъявляются следующие требования: простота конструкции, обеспечивающая удобство складирования и ориентации; наличие на сопрягаемых поверхностях направляющих элементов, облегчающих соединение за счет самоустановки деталей; наличие ярко выраженных базовых поверхностей, размеры которых, а также расположение 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 собираемости, выбор базовых поверхностей при захватывании и установке присоединяемой детали, а также последовательность сборки зависят от пространственного расположения поверхностей сопряжения. Наиболее подготовленными к автоматической сборке являются две типовые группы комплектов, которые могут быть выделены в процессе расчленения сложного собираемого объекта на составные части в соответствии со схемой сборки.
Одна из таких групп (рисунок 13.1, а) 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 (рисунок 13.1, б)
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 эффективность автоматизации сборки в серийном производстве.
Рисунок 13.1. - Примеры типовых сборочных жомплектов с базовой
деталью: а — охватывающей; б — охватываемой