Файл: Зак И.С. Автоматизация процессов сборки швейных изделий (основы построения оптимального ряда полуавтоматов).pdf

Т а б л и ц а IV. 1

Множество вариантов структуры устройств для рабочих перемещений (исходные схемы)

X а

*2—Н

12~(м

2—со/

2—ши

— /ял

114

115

1— 3 1— 5

П р и м е ч а н и е . Двойными линиями обозначен контур, по которому осуществляется сборка, штриховыми — периодически налагаемая связь.

116

Движение ММ' можно представить как поворот вокруг мгновен­ ного центра, совпадающего с центром кривизны воспроизводимого в данный момент участка контура. Реализовать рассматриваемый спо­ соб перемещения ММ' можно посредством трехзвенного механизма, содержащего центроидную пару (схема 13 в табл. IV. 1). По направ­ ляющей 1 катится ролик 2. Отрезок ММ' совмещен со звеном 3, ко­ торое всегда направлено по нормали к направляющей 1.

2. Поворотом вокруг произвольного центра вращения О на угол

A i + i A i +i (с м - Р и с - 1 У Л > б )-

Направление поступательного перемещения А_ Л£+1 определяется

осуществляться или относительно подвижного центра, или относи­ тельно подвижной направляющей.

Рассмотренный способ перемещения может быть реализован по­ средством трехзвенной схемы /со с двумя ведущими звеньями и допол­ нительными элементами, которые периодически связывают ММ' с одним из ведущих звеньев и разрывают на этот период'связь с другим ведущим звеном. В дальнейшем такие периодически и последовательно накладываемые и устраняемые связи, обеспечивающие заданную по­ следовательность воздействия ведущих звеньев на ММ', будем назы­ вать периодически налагаемыми связями.

Практическое применение нашла модификация рассмотренной выше схемы, где центр поворота перемещается вдоль контура, про­

Механизм, посредством которого реализуется такой способ пере­ мещения, состоит из звена 1 (см. схему 14 табл. IV. 1), с которым же­ стко соединен отрезок ММ', ведущих звеньев 2 и 3 и стойки 4. Центр поворота О совмещен с точкой М, направление A l A i+l — с поступа­

тельной парой, связывающей звенья 1 я 2.

Цикл перемещения звена ММ' можно разбить на два периода.

В первый период действует связь между звеньями 3 и 4; связь ме­

Во второй период действует связь между звеньями 2 и 4; связь ме­ жду звеньями 3 и 4 разорвана. Звено 1 перемещается поступательно относительно звена 2. В конце этого периода точка М совмещается с точкой Л£+1.

117

Аналогичный результат может быть достигнут при использовании

носительно нормали

А .А М

п = arcsin —— — .

2М М '

Увеличивая длину звена ММ' или уменьшая длину отрезка A tA i+l,

угол отклонения от нормали т] можно сделать сколь угодно малым.

3.Перемещение относительно ориентированной в каждой точке

перемещения относительно произвольно расположенных центров по­ ворота и направляющих.

Аналогичными рассуждениями можно показать, что другие комби­ нации трех перемещений, из которых по крайней мере одно является вращательным, также дают возможность перемещать ММ ' с одновре­ менной ориентацией относительно нормали к контуру при произволь­ ном расположении центров вращения и направляющих для поступа­ тельных перемещений.

Рассмотренный способ перемещения ММ ' реализуется с помощью четырехзвенных кинематических цепей, звенья которых соединяются посредством низших пар. По крайней мере одна из этих пар должна быть вращательной (см. схемы 6—12 табл. IV. 1).

Дальнейшее увеличение числа составляющих, на которые раскла­

ких операций могут использоваться кинематические цепи, применяе­ мые для операций с описанием б3 в1>3_5.

Для контуров с относительно несложной конфигурацией (главным образом вг и ва), допустив определенную методическую (систематиче­ скую) ошибку ориентации ММ ' относительно нормали, представ­ ляется возможным выбрать такую трехзвенную схему с низшими па­ рами, которая позволяет воспроизводить заданные контуры с методи­ ческой ошибкой ориентации ММ ' относительно нормали, не превы­ шающей допустимую.

Величина ошибки зависит как от конфигурации контуров, так и от значений параметров трехзвенной схемы.

Применение трехзвенных кинематических цепей с низшими парами вместо кинематических цепей, обеспечивающих точную ориентацию ММ ' относительно нормали, обычно улучшает динамические свойства и способствует упрощению конструкции устройства для рабочих пере­ мещений.

118

Двухзвенные кинематические цепи с одной поступательной парой будем обозначать индексом А ъ трехзвенные кинематические цепи с низшими парами — А 2, четырехзвенные с низшими парами — А 3, кинематические цепи с центроидной парой — А 4, кинематические цепи

спериодически налагаемыми связями — А ь.

Втабл. IV. 1 показаны схемы кинематических цепей, отличающихся друг от друга структурой, и указаны области их применения.

Общее число структурных вариантов исходных схем равно 15. По имеющимся у нас данным, девять из них применяются в схемах швей­

ных полуавтоматов, остальные шесть (Л3_ /ш,, Л3_ щ„, Л3_ иш/,

и Л 5-сно) не применялись.

Модификации структур, образованные на основе принципа отно­ сительности движения и отличающиеся друг от друга условиями уста­ новки рабочей головки и приспособления для закрепления полуфаб­ риката, приведены в табл. IV.2.

Пользуясь принципом относительности движения, для исходных схем типа А г можно построить преобразование В 3, для исходных схем типов Л 2 и А 4 — преобразования В 2 и В 3, для схем А 3 и Л5 — по два преобразования типа В 2 и одно преобразование В 3. В качестве при­ мера в табл. IV.3 показаны возможные варианты преобразований ис­ ходных схем типа Л 2.

Всего множество А X В содержит 53 элемента.

Отбор вариантов структуры, на основе которых целесообразно разрабатывать элементы множества РП, дал следующие результаты.

Устройства для рабочих перемещений со схемами Л 2 и А 3 могут отличаться друг от друга типами и последовательностью расположе­ ния кинематических пар, а также длинами звеньев и значениями дру­ гих параметров, влияющих на законы движения звеньев кинематиче­ ской цепи.

Опыт проектирования оборудования, работающего с автоматиче­ ской подачей [15], показывает, что при прочих равных условиях пред­ почтение следует отдавать модификациям схем Л 2 и А 3, обеспечиваю­ щим постоянство передаточного отношения между звеном, считываю­ щим информацию, и звеном, на котором закреплена рабочая головка.

Указанное условие строго выполняется при модификации И. При использовании модификаций, содержащих вращательную пару, оно может быть выполнено лишь приблизительно, при этом длины звеньев, совершающих вращательные движения, должны быть соизмеримы с габаритом контура. Вместе с тем применение вращательных пар дает возможность (при прочих равных условиях) снизить потери на прео­ доление сил трения и упростить изготовление кинематических пар. При использовании схем с вращательной парой для воспроизведения контуров габаритов а1—а3 увеличение длин звеньев не связано с уве­ личением габаритов полуавтомата за пределы обычного стола швейной машины неавтоматического действия. В связи с этим в множестве РП предусмотрим варианты как с, двумя поступательными парами, так и варианты, содержащие вращательные пары.

К точности ориентации М М ’ относительно нормали к контуру предъявляются менее жесткие требования, чем к точности воспроиз-

119

Т а б л и ц а IV .2

Исходная схема и ее преобразования

Индекс

Л 2—U

h

А г — / со

-I

А 2— 4)1

А 2 — СОСО

120

ведения формы контура. В связи с этим четырехзвенные кинематиче­

дыдущим звеном цепи. При использовании таких кинематических це­ пей отклонения М М ' от нормали не сказывается на ошибке формы кон­ тура. Четырехзвенные схемы, отвечающие названному выше условию, характеризуются теми же значениями параметров, что и соответст­ вующие трехзвенные схемы (//, /со, со/ и coco).

Выбор между исходной схемой и ее преобразованиями влияет на массу и момент инерции перемещаемых предметов, а также на габарит полуавтомата. Ниже (IV.3) приведены уравнения регрессии, позволяю­ щие установить связи между величинами тп, трг, / п, / рг, с одной стороны, и габаритами контура d u d 2 и величиной вылета рабочей головки dpr, с другой стороны. При рассмотрении множества ТП уста­ новлены зависимости, позволяющие определить габариты полуавто­ матов, выполненных на основе исходных схем и их преобразований.

варианты структуры могут найти применение в устройствах специаль­ ного назначения.

В табл. IV.4 приведены конструктивные схемы устройств для ра­ бочих перемещений, выполненные на основе названных выше струк­ тур. Здесь же указаны прототипы устройств, отличающиеся габаритом поля, в пределах которого может размещаться воспроизводимый кон­ тур.

Элементы множества устройств для транспортных перемещений будем выделять в зависимости от способа осуществления транспорт­ ных перемещений. Схемы элементов множества ТП, построенного на такой основе, приведены в табл. IV.5.

Наиболее распространенный способ транспортных перемещений связан с движением приспособления или рабочей головки по замкну­ той траектории, что позволяет исключить холостой ход полуавтомата. Для этого можно использовать специальные карусельные столы (Т П Х). Однако применение последних связано со значительным усложнением конструкции полуавтомата.

Простой и экономичный вариант устройства для транспортных пе­ ремещений основывается на применении приспособлений для закреп­ ления полуфабриката, выполненных в виде отдельных секций (Я7) или ленты. Подобные приспособления можно смонтировать на замкну­ том транспортере и совместить выполнение рабочих и транспортных перемещений посредством одного и того же механизма (7772).

Приспособления и транспортные устройства такого типа до по­ следнего времени находили применение при воспроизведении контуров

eiP 1, з-

Если контур ограничен замкнутой линией или если замкнутой ли­ нией может быть ограничена фигура, составленная из нескольких оди-

121