WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |

Основные положения,выносимые на защиту:

  1. Автором впервыеразработана методология оценкидоминирующей погрешности относительногорасположения сопрягаемых поверхностей дляслучая непрерывной автоматической сборкив процессе вибротранспортного перемещениядеталей двумя случайными потоками, чтопозволило выделить группу факторов,влияющих на производительность и вероятность сборкидля последующей их оптимизации.
  2. Разработанкомплекс динамических моделейвибрационного взаимодействия сопрягаемыхповерхностей для свободной вибрационнойсборки при различных наклонных схемахотносительного расположения сопрягаемыхдеталей, в том числе и для новой схемыротационной сборки, основанной нагироскопическом эффекте совмещения осей деталейпри их вращении вокруг оси прецессииохватывающейповерхности.
  3. Предложен иреализован метод определения объемамежоперационного накопления деталей,обеспечивающий бесперебойность снабжениярабочих позиций сборочных устройств, учитывающийхарактер ориентирования деталей ввибрационных бункерно-ориентирующихустройствах, деление выходного потока, атакже свойства потоков отказов ивосстановлений, предшествующих накопителюи следующих за ним, технологических ивспомогательных устройств
  4. Предложены итехнически реализованы принципыактивизации и увеличения быстродействиязахвата деталей пневмовихревымивибрационными захватными устройствамипромышленных роботов и вибробункерныхориентирующих устройств, позволившие повыситьпроизводительность и стабильностьснабжения комплектующими деталями рабочихпозиций сборочных устройств.
  5. Разработаны, наоснове предложенных динамических моделей,включая модели движения деталей впеременном поле сил жидкостного и сухоготрения, методики синтеза колебательных систем длявиброприводов линейных вибротранспортныхустройств,подающих деталей на сборку, и струйныхустройствах разделения потока деталей, повышенногобыстродействия, при одновременномвоздействии на них несколькихразнонаправленных струй сжатого воздуха.
  6. Разработанаметодика проектирования новых конструкцийтехнологических и вспомогательных средствповышенных производительности и надежности дляавтоматической сборки.

Апробация работы.Основные положения ирезультаты диссертации были доложены и обсужденына: Международной научн.-техн. конф. "TECHNOLOGY-94" (С-Петербург,1994), Межд. научн.-техн. конф. «Измерение,контроль, информатизация» (Барнаул, 2000),Междунар. научн.-техн. семинаре «Сборка вмашиностроении и приборостроении»(Брянск, 2001 г., II международном научн.-техн.семинаре «Современные методы сборки вмашиностроении и приборостроении» (Украина,Свалява, 2002), Междунар. научн.-техн. конф. «Высокиетехнологии в машиностроении» (Самара, 2002),Международной научн.-техн. конференции«Машиностроение и техносфера ХХI века» (Украина,Севастополь - 2003), Международнойконференции «Актуальные проблемыконструкторско-технологическогообеспечения машиностроительногопроизводства» (Волгоград, 2003 г.), V, VI Международныхнаучно-технической конференциях «Technika i technologia montazu maszyn» (Польша, 2004, 2008),IYмеждународной научно-техническойконференции «Modulowe technologie ikonstrukcje w budowie maszyn» (Польша, 2006),Международной научн.-техн. конф. «Современныетехнологии в машиностроении иавтомобилестроении» (Ижевск, 2005 г.), VII Международнойнаучно-техническая конференции"Фундаментальные и прикладные проблемы вмашиностроительном и строительномкомплексах" "Технология - 2006" (Орел, 2006 г.),научных конференцияхпрофессорско-преподавательского составаВолгоградского государственноготехнического университета (Волгоград, 1997– 2008гг.).

Публикации. Основное содержание диссертацииопубликовано в 46 печатных работах, в том числе: вмонографии, в 20 статьях журналов перечня ВАК,4 – в материалахмеждународных конференций, в 20 авторскихсвидетельствах и патентах РФ.

Структура и объемработы. Диссертация состоитиз введения, восьми глав, общих выводов,приложения на 30 страницах, списка литературы из259 наименований. Общий объем работысоставляет 509 страниц, из нихосновной текст работы изложен на 288 страницах, 241 рисунок на 149 страницах,списоклитературы на 24 страницах, 6 таблиц. Представленыакты внедрения и другиедокументы на 12 страницах.

Содержаниеработы

Во введении обоснована актуальность темыдиссертации, сформулирована цель ипоставлены задачи исследования, изложеныосновные положения, выносимые на защиту,указаны научная новизна и практическаяценность.

В первой главе проведен анализ литературы повопросам автоматической сборки наиболеераспространенных в машиностроениисоединений. Установлено, что наиболее частовстречаются цилиндрические соединения сзазором. При этом, по известной классификации,они могут быть как разъемные, так и неразъемные, но подвижные.

Большая ихноменклатура и объем партий вкрупносерийном и массовом производствеобусловливает необходимость повышенияпроизводительности автоматических СУ. Взависимости от типа производстваиспользуют различные конструкцииавтоматических сборочных устройств, которые всоответствии с предложеннойклассификацией по степени непрерывностипроцесса могут быть дискретными (ДСУ),дискретно-непрерывными (ДНСУ) инепрерывными сборочными устройствами(НСУ). В ДСУ сборка происходит под действиемисполнительных механизмов на стационарнойсборочнойпозиции. В ДНСУ сборку осуществляют впроцессе транспортирования сборочных позиций исопутствующим им исполнительныммеханизмам, а в НСУ операцию сборкиосуществляют в процессе транспортированиядеталей сборочного комплекта через зонусборки неподвижной сборочной позиции. ВДНСУ и НСУ производительность не зависит от временивыполнения сборочной операции. Величинаэтого времени определяет лишь размерырабочей зоны, в пределах которойосуществляется соединение деталей.Существующие модели динамики сборкиограничены исследованием характера движенияисполнительных механизмов сборочныхустройств и не учитывают взаимодействие сопрягаемыхповерхностей, а также динамическиесвойства сопрягаемых деталей, в частностипри использовании различныхтехнологических приемов: таких как сборкас предварительным наклоном сопрягаемыхповерхностей, применение вибрационноговоздействия или относительного вращениясопрягаемых деталей. Кроме временныхфакторов на фактическуюпроизводительность влияет фактор надежности, каквыполнения соединения, так и бесперебойнойдоставки деталей собираемого узла в зонусборки. Для всех типов сборочных устройствсуществует необходимость автоматическогоориентирования и подачи деталейсобираемого узла в рабочую позицию СУ.Среди средств загрузки ВБОУ наиболеенадежны и универсальны с точки зрения ориентированиядеталей. Однако для компенсации случайногохарактеравыходного из них потока деталей, а такжекомпенсации потерь времени на отказы работающегооборудования используют накопителидеталей, расположенные, как правило, налинейных вибротранспортных устройствах(ВТУ). Существующие конструкции ВБОУобладают высокой производительностьюподачи деталей. Этого нельзя сказать олинейных ВТУ. Здесь скоростьвибротранспортирования, а, следовательно,и производительность загрузки рабочихпозиций деталями собираемых узлов,ограничена. Сдругой стороны, известные методы расчетаобъемов накопления деталей основаны напредположении, что выходные потоки деталейиз ВБОУ являются простейшими (т.е. сотсутствием последействия). Это приводит кнеобоснованному увеличению габаритных размеровнакопителей деталей. Кроме того, величинаслучайного интервала между событиями впростейшем потоке подчиняетсяпоказательному закону, имеющему один параметр–интенсивность потока, что приводит кошибочному выводу при расчете накопителей–интенсивность выходного из накопителяпотока (производительность сборочной позиции)должна быть меньше интенсивности входногопотока (производительность ВБОУ). Такойподход неприемлем в особенности для НСУ,где производительность питания ипроизводительность СУ равны поопределению.

Как отмечалось выше, навеличину фактической производительностиСУ, кроме быстродействия оказывает влияниеих надежность, которая складывается изнадежности технологических ивспомогательных средств и надежностивыполнения сборочной операции. Надежностьсборки зависит от суммарной погрешностиотносительного расположения сопрягаемыхповерхностей и количественно выражаетсявероятностью осуществления сборочногопроцесса. Известны расчеты вероятности сборки для ДСУ иДНСУ только при независимых случайныхсоставляющих суммарной погрешностиотносительного расположения сопрягаемыхповерхностей и величине систематической составляющей погрешностименьшей величины гарантированногорадиального зазора соединения. Эти расчеты применимы длястационарных сборочных позиций и неучитывают влияние описанных вышетехнологических приемов, способствующихвыполнению сборочной операции. Кроме того,отсутствует расчет вероятности сборки дляНСУ, где погрешность относительногосмещения сопрягаемых поверхностейопределяется случайным характером приходасопрягаемых деталей в зону сборки притранспортировании их двумя случайнымипотоками. Невысокая надежность выполнениясборочных операций в автоматическомрежиме во многом связана с принудительнымхарактером сопряжения, приводящим кзаклиниванию сопрягаемых деталей поддействием сил сборки. Введение упругихкомпенсаторов суммарной погрешностиотносительного расположения сопрягаемыхповерхностей, в виде плавающих баз,ограничено погрешностью (10%)изготовления упругих элементов (пружин) попараметру их жесткости. В этой связи болееперспективными являются схемы свободнойсборки, под действием собственного весаодной из сопрягаемых деталей и приложеннойвибрации, которые используют впневмовихревых ДСУ и которые могут бытьприменены в НСУ.

Актуальна разработкамоделей динамики сопряжения деталей дляоценки быстродействия таких схем сборки иих эффективного применения.

При автоматическойсборке многоэлементных соединенийразделяют поток одноименных деталей нанесколько подпотоков для одновременногоснабжения ими рабочих позиций из одногоВБОУ. Противоположная задача имеет местопри комплектовании сборочной позицииразноименными деталями, сводя их из разныхтранспортных каналов в один поток. Для этойцели целесообразно с точки зренияпроизводительности и надежностииспользовать струйные делители потока, неимеющих холостых ходов. В литературе малосведений о динамике движения деталей пододновременным действием на нихразнонаправленных струй сжатоговоздуха.

Во второй главе предложена гипотеза о том, чтоматериальные потоки в автоматическихсборочных системах представляют собойпотоки с ограниченным последействием иинтервал между событиями в таком потокеподчиняется распределению Эрланга:, (1)

где – коэффициентпоследействия, характеризующий степеньстохастичности потока; - средняя интенсивность(производительность) потока.

Поток Пальмаобразуется просеиванием простейшегопотока, где, при отсутствии последействия(), случайный интервалвремени между событиямиимеет показательный закон распределения: со среднейинтенсивностью. Припоследовательном разделении этого потокаинтенсивность каждого извыходящих потоков будет уменьшаться в раз по сравнению синтенсивностью, акоэффициент последействия востолько же раз возрастать. Этим создаютсяусловия снижения стохастичности потоковдеталей при одновременномпропорциональном снижениипроизводительности, что позволяетвыработать концепцию одновременнойзагрузки из одноговысокопроизводительного загрузочногоустройства нескольких одноименных деталейпри многоэлементной сборке. Тем не менее,этот подход предполагает необходимость- кратного повышенияпроизводительности загрузочных средств, вплане преодоления существующихограничений этой производительности, либоразработать другие условия снижениястохастичности потоков.

Для обеспечениябесперебойного снабжения рабочих позицийСУ необходимо создание буферныхнакопителей необходимого объема, компенсирующих случайныйхарактер потоков деталей. В общем случаенакопитель может представлять собой некоехранилище с входным (параметры ) и выходным (параметры ) потоками Пальма. Так как призначениях 25…30 приближениераспределения Эрланга к распределениюГаусса составляет более 95%, то потокдеталей, входящий рабочую зонутехнологической машины, придетерминированном сборочном процессе,можно считать также потоком Пальма сограниченным последействием. Тогда,определение объема накопителя может быть сведено к случаюнаполнения и опорожнения его потоками1, 2 Пальма, соответственно, с параметрами и. В таком накопителетранзитного типа детали во входном ивыходном потоках обладают некоторымизначениями средних скоростей движения,соответственно, и. При этом средние шаги (исоответствующие им коэффициенты и ) между деталями вэтих потоках, соответственно равнызначениям и.Тогда, при равенстве средней интенсивностикаждого из потоков,получим следующие соотношения: ===. Отсюда

; =, где - размер детали, измеренный внаправлении ее транспортирования;, - соответственно,коэффициенты заполнения входного ивыходного потоков. Полученные соотношенияпоказывают, что при торможении деталей ввыходном потоке или разгоне их во входномпотоке, снижается стохастичность первого,увеличивается степень его заполнениядеталями.

За начальный принимаютмомент времени, когда в накопитель изпотока 1 поступает, а из накопителя в поток2 выходитдеталь. Для одного цикла «наполнения–опорожнения» время нахождения внакопителе деталей есть разность случайных интервалов между деталямиво входном и выходном потоках с плотностью вероятности. Здесь, —соответственно, случайные величиныинтервалов времени между деталями во входящем ивыходящем потоках. Частное значение объема накопителя, дляодного цикла «наполнения – опорожнения»,выражаемая в количестве деталей, должно иметьвеличину, обеспечивающую выдачу деталей синтенсивностью в течениеинтервала времени,удаленного от своего среднего значения небольше, в соответствии с неравенствомЧебышева, чем на,:,

где — дисперсияслучайной величины ; —интенсивность входящего и выходящегопотоков деталей.

Аналитически плотностьвероятности величины определена нами на основе композициизаконов распределения случайных величин и.Плотность вероятности, каждой из которых, в соответствиис уравнением (1), имеет вид:

; (2)

, (3)

где, - соответственно,параметры, характеризующие степенипоследействия и средние интенсивностипотоковдеталей.

Тогда, плотностьвероятности величины можетбыть выражена функцией:

(4)

где.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»