Выбор метода достижения точности в процессе автоматизации сборки.

При автоматизации сборки могут применяться различные методы достижения точности. От правильности выбора метода зависит качество сборки и работоспособность сборочного устройства.

Наиболее удобен для автоматизации сборки метод полной взаимозаменяемости. 

Применение метода неполной взаимозаменяемости вызывает в процессе автоматизации определённые трудности (расширение допуска, повышение риска получения брака). Метод достаточно эффективен при условии равенства количества деталей в одноименных размерных группах за определенный цикл производства. Это возможно в том случае, если закон распределения размеров сопрягаемых деталей соответствует закону стабильности технологического процесса за достаточно большой промежуток времени.

В процессе автоматизации сборки может применяться метод пригонки. Автоматизированная окончательная обработка одной из сопрягаемых деталей по фактически полученному размеру другой детали позволяет в ряде случаев автоматизировать процесс пригонки. Данный метод применяется при сборке высокоточных изделий, например плунжерных пар топливных насосов. Точность автоматизированной пригонки зависит только от точности измерительных средств и станков, осуществляющих пригонку.

При использовании метода регулировки с неподвижным компенсатором из всех деталей, собираемых с помощью автоматов, измеряется только одна, а остальные измеряются автоматически, непосредственно в процессе сборки. По такому методу осуществляется автоматическая сборка шарико- и роликоподшипников. Роль неподвижных компенсаторов выполняют шарики.

Использование при автоматической сборке подвижных компенсаторов вызывает ее усложнение, т.к. это связано с автоматическим измерением величины замыкающего звена и способом компенсации его погрешностей. Метод применяется в том случае, когда определяется положение одной детали относительно другой, например, при автоматическом ввинчивании шпилек или болтов в корпусную деталь, автоматически учитывается их высота.

 Выбор схем базирования при автоматической сборке.

При выборе схем базирования в первую очередь необходимо выявить возможность использования сопрягаемых поверхностей в качестве технологических баз, а также принципа регулировки за счет собираемых деталей. Если такой возможности нет, то выбираю такие схемы, которые удовлетворяют условиям собираемости.

В зависимости от выбираемой схемы базирования технологические базовые отверстия в одних случаях могут быть основными центрирующими базами детали, а в других случаях базами, используемыми для предварительной установки.

Процесс автоматической сборки, включающий ориентацию и соединение деталей, связан с непрерывным изменением базирования детали при перемещении от загрузочных устройств до момента соединения и фиксации, по этому при разработке технологического процесса автоматической сборки необходимо выявить схемы базирования на каждом этапе с целью выбора основных конструкторских решений базирующих, сборочных, фиксирующих устройств.

Расчет и выбор схем базирования деталей, участвующих в автоматической сборке, производится в определенной последовательности:

1. Производят проверку правильности технических требований и условий собираемого объекта;

2. Определяют условия собираемости, которые в значительной мере предопределяют расчет и выбор наиболее выгодных схем базирования. В ряде случаев условия собираемости ставят жесткие требования по жесткости, что может вызвать затруднения при выборе схемы базирования для решения задачи автоматической сборки. В этом случае приходится повторно пересматривать технические требования объекта сборки и составных его деталей, включая перерасчет размеров и допусков на детали, входящие в сборочную единицу. Это необходимо для того, чтобы определенные условия собираемости позволяли выбрать такую схему базирования, которая обеспечивала бы требуемую точность относительного положения сопрягаемых деталей;

3. Выбирают метод достижения точности собираемого изделия при автоматической сборке.

От принятого метода достижения точности зависит выбор и расчет схем базирования. При выборе наиболее выгодных схем базирования необходимо:

1. По возможности использовать в качестве технологических баз поверхности, по которым должно происходить сопряжение;

2. Наметить принципиальную конструкцию базирующего устройства;

3. Выявить принципиальные схемы размерных цепей системы сборочного устройства – собираемой детали;

4. Назначить допуски на звенья размерной цепи исходя из условий собираемости и принятого метода достижения точности сборки изделия;

5. По возможности использовать свойства самоустановки детали в процессе сопряжения, для чего одна из деталей должна иметь возможность перемещения и поворота в любой из плоскостей, проходящих через ось симметрии перемещаемой детали для компенсации излишних погрешностей первоначального ее положения на исполнительных поверхностях базирующего устройства.

Условия собираемости деталей при автоматической сборке.

Независимо от выбранного метода достижения точности соединения при разработке технологического процесса автоматической сборки должны быть определены условия собираемости деталей, т.е. максимально допустимые значения допусков в относительном положении сопрягаемых поверхностей сопрягаемых деталей, при которых может произойти сопряжение. Затем, на основе найденных условий собираемости отрабатывают наивыгоднейшие схемы базирования, которые обеспечивают точность относительного положения сопрягаемых деталей с допусками, находящимися в пределах условий собираемости.

Условия собираемости определяются из следующих выражений: где   - величина относительного смещения по условиям собираемости;  - величина относительного поворота по условиям собираемости;  - точность относительного положения при выбранной схеме базирования.  - точность относительного поворота при выбранной схеме базирования.

На условия собираемости деталей влияет их положение в пространстве, допустимое смещение и перекос осей, а также поведение сопрягаемых деталей в процессе сборке, например, необходимость смещения и поворота одной из сопрягаемых деталей в пределах погрешностей их положения. В сборочных устройствах подобное смещение происходит за счет податливости исполнительного сборочного устройства или специальных пружинящих или других устройств.

На условия собираемости двух деталей, сопрягаемых по цилиндрическим, резьбовым и другим поверхностям, оказывают влияние фаски на их заходных частях, которые способствуют центрированию, а сами детали при этом исполняют роль подвижных компенсаторов.

Автоматизированная сборка изделий выполняется на сборочных автоматах и АЛ. Важным условием разработки рационального ТП автоматизированной сборки является унификация и нормализация соединений, т. е. приведение их к определенной номенклатуре видов и точностей.

Главным отличием роботизированного производства является замена сборщиков сборочными роботами и выполнение контроля контрольными роботами или автоматическими контрольными устройствами.

Роботизированная сборка должна выполняться по принципу полной взаимозаменяемости или (реже) по принципу групповой взаимозаменяемости. Исключается возможность подгонки, регулировки.

Выполнение операций сборки должно проходить от простого к сложному. В зависимости от сложности и габаритов изделий выбирают форму организации сборки: стационарную или конвейерную. Состав РТК - это сборочное оборудование и приспособления, транспортная система, операционные сборочные роботы, контрольные роботы, система управления.

Возможность использования ПР в конкретных тех. процессах определяется его технологическими или эксплутационными характеристиками – паспортными характеристиками:

- грузоподъёмами;

- степенью подвижности;

- величинами перемещений;

- скоростями перемещения каждой степени подвижности;

- погрешностью позиционирования;

- количество манипуляторов с ЗУ;

- формой рабочей зоны;

- системой координат в которой работает робот.

При разработке ТП сборки в РТК предпочтительна высокая концентрация операций, определяющая модели роботов, их функции, точность, оперативность, быстродействие. Особенно важно уточнить временные связи элементов РТК, так как и они могут определить операционные возможности, модели и количество сборочных промышленных роботов (ПР). С этой целью возможно построение циклограммы как отдельных роботизированных рабочих мест и ПР, так и всего РТК в целом.

Обучаемые роботы - это роботы, которые могут приспосабливаться к различным случайным факторам, сопровождающим запрограммированную работу. Эта приспособляемость выражается в корректировке своей же программы на основе полученного «опыта» - результатов анализа и классификации возникающих отклонений и методов их устранения.