Повышение эффективности роботизированной сборки цилиндрических соединений с зазором на основе применения пассивной адаптации и низкочастотных колебаний

• Автор: Кольчугин, Евгений Игоревич
• Шифр специальности: 05.02.08, 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I
Анализ методов и технических средств автоматической сборки деталей, сопрягаемых по цилиндрическим поверхностям с зазором
1.1. Обеспечение требуемой точности совмещения деталей, сопрягаемых по цилиндрическим поверхностям с зазором
1.1.1. Условия собираемости деталей, сопрягаемых по цилиндрическим поверхностям с зазором
1.1.2. Анализ достижимой точности совмещения поверхностей деталей в сборочном оборудовании
1.2. Анализ разновидностей и классификация способов относительной ориентации деталей при автоматической сборке
1.3. Анализ существующих методов и средств автоматической сборки деталей, сопрягаемых по цилиндрическим поверхностям с гарантированным зазором
1.4. Разновидности траекторий и устройств взаимоориентации, основанных на применении колебаний

1.5. Цель и задачи работы

ГЛАВА II
Математическая модель динамики относительного движения
при упругом базировании присоединяемой детали и вибрационных колебаниях базовой детали
2.1. Метод роботизированной сборки цилиндрических соединений с использованием низкочастотных колебаний
2.2. Математическая модель динамики относительного движения центра масс ЦМ устанавливаемой детали
2.2.1. Уравнения динамики относительного движения ЦМ вала
2.2.2. Построение матриц преобразования однородных координат
2.2.3. Определение проекций сил, входящих в уравнения динамики относительного движения
2.2.4. Построение системы дифференциальных уравнений относительного движения ЦМ вала по отношению к подвижной системе координат, связанной с втулкой
2.2.5. Приближенная математическая модель динамики относительного движения
2.3. Определение моментов приводов, обеспечивающих требуемое движение звеньев устройства
2.4. Выводы и результаты но главе
ГЛАВА III
Компьютерное моделирование движения центра масс вала относительно втулки при автоматической сборке цилиндрических соединений
3.1. Программные средства исследования
3.2. Моделирование процесса движения центра масс вала относительно оси втулки
3.2.1. Исследование влияния параметров системы на вид траектории относительного движения центра масс вала по отношению ко втулке в проекции на плоскость ориентирующего диска
3.2.2. Определение области оптимальных амлитудночастотных режимов колебаний виброопоры, обеспечивающих асимптотическое приближение ЦМ вала к оси втулки
3.3. Выводы и результаты по главе
ГЛАВА IV
Экспериментальное исследование процесса автоматической сборки с применением пассивной адаптации и низкочастотных колебаний
4.1. Выбор квалитста и посадок деталей для исследования
4.2. Оборудование и оснащение
4.2.1. Состав экспериментальной установки
4.2.2 Контрольноизмерительные средства
4.3. Экспериментальное исследование метода роботизированной сборки с применением вибраций
4.3.1. Методика проведения физического эксперимента
4.3.2. Планирование многофакторного эксперимента при поиске оптимальных технологических режимов и конструктивных параметров оборудования
4.3.3. Обработка результатов многофакторного эксперимента
4.4. Исследование характера зависимости времени сборки от основных технологических факторов
4.4.1. Влияние зазора в соединении
4.4.2. Влияние начальной несоосности
4.4.3. Влияние жесткости упругих элементов схвата
4.4.4. Определение эмпирической области оптимальных амплитудночастотных режимов колебаний виброопоры
4.5. Надежность обеспечения условий собираемости соединения
4.6. Выводы и результаты по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


О точности положения соединяемых деталей в сборочном оборудовании судят по величине относительного смещения и перекоса осей. Соединение деталей может быть обеспечено, если величина погрешности их относительной ориентации нс превышает некоторого допускаемого значения отклонения, определяемого условиями собираемости. К условиям собираемости соединяемых деталей относят предельно допустимые значения относительного смещения и перекоса осей, при которых гарантируется надежная сборка. X 0,5 0,5 у i, 1. С в у СА, 1. Си минимальная высота фаски вала. Значения углов перекоса и относительного смещения осей, определяемых условиями собираемости детален, сопрягаемых по цилиндрическим поверхностям, с гарантированным зазором, согласно выборочно внесены в таблице 1. Таблица 1. Из приведенной таблицы видно, что предельно допустимые значения, при которых гарантируется надежная сборка деталей, сопрягаемых по цилиндрическим поверхностям с зазором для относительного смещения осей 0,1. Дуг предельный угол перекоса осей сопрягаемых поверхностей деталей в сборочном устройстве. Предельные значения относительного смещения и угла перекоса осей при автоматической сборке обуславливаются многими факторами. Дг. АУг АУ у АУс АУ л АУи АУс
Дс и Дус соответственно относительное смещение и угол перекоса осей от движения исполнительного механизма устройства при совмещении поверхностей. В автоматизированных сборочных системах для реализации различных этапов сборочных операций, в том числе и непосредственно сборочных, широко используются различные виды автоматов и роботизированных систем на базе промышленных роботов. Достижимая точность положения сопрягаемых поверхностей собираемых узлов и соединяемых деталей в этих системах, при которой выполняются условия собираемости, в определенной степени будет зависеть от величины погрешности позиционирования промышленного робота при осуществлении сборки деталей их относительной ориентации. Точностные характеристики некоторых современных промышленных роботов малой и средней грузоподъемности, применяемых в автоматизированных сборочных системах, приведены в таблице 1. Из приведенной таблицы видно, что для различных типов и моделей роботов величина погрешности позиционирования находится в пределах 0,. Эти предельные значения из таблицы 1. В реальных сборочных системах на базе промышленных роботов указанные величины погрешностей позиционирования будут значительно выше, ввиду взаимовлияния других компонентов сборочной системы в процессе проведения сборки на точностные характеристики робота. Таблица 1. I . Относительная ориентация собираемых компонентов в процессе автоматической сборки выполняется в случаях, когда относительное смещение Де сопрягаемых поверхностей компонентов превышает значение, при котором происходит беспрепятственная сборка. В общем случае процедура сводится к совмещению осей сопрягаемых поверхностей, а для профильных сопряжений выполняется еще и угловое ориентирование профилей. Выбор метода сопряжения деталей основан, прежде всего, на конструктивных особенностях деталей, а также на свойствах материалов, требуемой производительности. Известно несколько классификаций способов относительного ориентирования деталей. Классификация Замятина В. К приведена на рисунке 1. Она не противоречит делению способов взаимоориентирования деталей перед сопряжением Вахрина Л. А. . Так 1, 2 и 3 группа у Замятина соответствуют второй 1рупне у Вахрина, 4 и 5 первой, а 6, 7 и 8 третьей. Только третья группа по классификации Вахрина Л. А. не создает заклинивания собираемых деталей и обеспечивает высокое качество соединения. Эти головки можно отнести к адаптивным, если их чувствительные элементы связаны с системами управления и приводами роботов. В качестве чувствительных элементов наибольшее применение находят силомомеитныс датчики и системы технического зрения. В.М. Бедрин . Им выделяется также три группы методов взаимодействием одной детали на другую ненаправленный поиск направленный поиск. Проведем сравнительный анализ и дадим характеристику существующих методов сборки.