Повышение эффективности применения неадаптивных роботов на основе вероятностно-статистического моделирования процессов сборки и сварки маложёстких пространственных конструкций

• Автор: Людмирский, Юрий Георгиевич
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 300 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. Состояние вопроса, задачи исследования

1.1. Состояние и тенденции развития робототехники

1.2. Типизация сварных соединений и конструкций сельскохозяйственных машин и требования к их точности

1.3. Оценка возможности применения существующих методов борьбы

со сварочными деформациями при роботизированной сварке

1.4. Проблемы технологичности сварных конструкций, связанные

с применением неадаптивных роботов

Задачи исследований

2. Организационно-технологическое проектирование РТК
для дуговой сварки
2.1. Вопросы, решаемые в процессе организационно-технологического проектирования
2.2. Ресурс токоподводящих наконечников при дуговой сварке в углекислом газе промышленными роботами
2.3. Модели и алгоритмы оптимизации производительности роботизированных сварочных комплексов, обслуживаемых по
мере выхода из строя
2.3.1.Оптимизация производительности РТК,
в состав которого входит один робот
2.3.2. Оптимизация производительности РТК, в состав которого
входят несколько взаимозависимых роботов
2.3.3. Оптимизация производительности РТК при выполнении на изделиях сварных швов различного сечения
2.4. Производительность роботизированных комплексов дуговой сварки, обслуживаемых профилактически
2.5. Модель расчёта себестоимости продукции
Выводы по главе
3. Оценка возможности обеспечения качества сварных соединений при использовании неадаптивных роботов для дуговой сварки
3.1. Построение областей качества сварных тавровых соединений
3.2. Консервативная оценка суммирования погрешностей сборки
3.3. Вероятностная оценка возможности обеспечения качества
сварных тавровых соединений
Выводы по главе
4. Сварочные деформации при роботизированной сварке и возможности регулирования их величины
4.1. Влияние сварочных деформаций на точность позиционирования кромок стыка при роботизированной сварке
4.2. Возможности регулирования сварочных деформаций за счёт уменьшения объёма наплавленного металла
4.3 Двустороннее формирование шва при роботизированной
сварке тавровых соединений с одной стороны
4.4 Уменьшение объема наплавленного металла при сварке маложёстких конструкций
Выводы по главе
5. Практическая реализация результатов исследования при разработке
РТК для конструкций сельскохозяйственного машиностроения
5.1. Роботизированный комплекс дуговой сварки каркаса подбарабанья комбайна «ДОН-1500»
5.2. Роботизированный технологический участок сборки и сварки барабана роторной жатки ЖР-3500 комбайна «Дон-680»
5.2.1. Структура роботизированного технологического участка
5.2.2. Устройство и работа РТК-
5.2.3. Устройство и работа РТК-
5.2.4. Устройство и работа РТК-
Выводы по главе
Общие выводы и основные результаты работы
Список использованных источников
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Механизация и автоматизация производственных процессов, организация гибких производств относятся к числу приоритетных направлений развития машиностроения. Несмотря на то, что автоматизация изготовления сварных конструкций постоянно являлась центральной проблемой сварочной науки и техники, и в этом направлении достигнуты значительные успехи, автоматизация дуговой сварки сложных пространственных конструкций всё ещё встречает серьёзные трудности. На сегодняшний день в автоматическом режиме сваркой плавлением, в основном, свариваются кольцевые и продольные швы оболочек, протяжённые прямолинейные швы полотнищ и поясные швы балок.
Научно-технический прогресс в машиностроении характеризуется усложнением конструкций, повышением требований к их качеству и к техникоэкономическим показателям. В последнее время наметилась тенденция увеличения темпов обновления продукции. При этом с одной стороны расширяется номенклатура сварных конструкций, а с другой - растут масштабы их тиражирования. Среди всего многообразия конструкций особое место занимает большая группа конструкций, для которых характерны малая жёсткость, большие габариты, наличие коротких швов, различно ориентированных в пространстве. В настоящее время автоматизация производства таких конструкций возможна только за счёт создания робототехнических комплексов (РТК) или линий. В данном случае обеспечить автоматизацию производства сварных конструкций целесообразно путём использования серийно выпускаемых промышленных роботов (ПР) и создания на их базе РТК, предназначенных для сварки однородной продукции.
Использование ПР для автоматизации дуговой сварки плавлением относительно простых и точных деталей, как правило, способствует получению

1.3. Оценка возможности применения существующих методов борьбы со сварочными деформациями при роботизированной сварке
Многочисленные исследования и наблюдения показывают, что на остаточные деформации сварных конструкций существенное влияние оказывает ряд факторов. Их принято делить на две группы:
конструктивные;
технологические.
Степень их влияния различна. Изменяя (регулируя) соответствующим образом указанные факторы, можно управлять сварочными деформациями. В основном, такое управление возможно за счет технологических факторов, так как конструктивные изменения зачастую влияют на эксплуатационные свойства сварной конструкции.
В основе известных методов уменьшения сварочных напряжений и искажения форм сварных конструкций лежат три основных способа их регулирования [39]:
1. Уменьшение объема металла, вовлекаемого в пластическую деформацию на стадии его нагрева, и изменение самой пластической деформации.
2. Создание в зонах пластических деформаций, возникающих от нагрева, дополнительных деформаций противоположного знака. Это может быть выполнено как при остывании, так и после полного охлаждения.
3. Компенсация возникающих деформаций и -перемещений путем симметричного расположения швов, создания дополнительных зон пластических деформаций.
Большие резервы при создании сварной конструкции с минимальными сварочными деформациями и напряжениями заключены в рациональном ее проектировании. На этом этапе решаются вопросы уменьшения количества наплавленного металла и симметричного расположения швов в конструкции, установлении начальных размеров деталей и величин зазоров с учётом последующей усадки, выбора оптимальной последовательности сварки швов