Файл: Попов, Г. В. Пути повышения производительности сборочных работ.pdf

ния заклинивания деталей в лотке существенное значение имеет выбор наименьшего зазора между деталью и лотком, который ре­ комендуется принимать по ходовой посадке 4—7 классов точ­ ности [И].

Если в процессе транспортирования деталей по лотку требуется изменить направление их движения и от общей массы необхо­ димо отделять по одной детали, применяют отсекатели (в основ­ ном штифтовые и дисковые). Штифты могут иметь возвратно-по­ ступательное или качательное движение (рис. 7 а, б). Работа

отсекателей

штифтовых отсекателей сводится к поочередному действию двух штифтов: один удерживает очередную деталь, а другой все осталь­ ные. При возвращении штифтов в исходное положение детали под­ вигаются к первому штифту. К недостаткам штифтовых отсекате­ лей относятся: а) возможность наскакивания штифтов на детали или проскакивание деталей через отсекатели при нейтральном по­ ложении последних из-за недостаточной скорости их действия; б) невысокая производительность (100—120 деталей в минуту).

Дисковые (барабанные) отсекатели (рис. 7в, г) имеют на ци­ линдрической поверхности выемки под детали. При поворачивании на некоторый угол диск 2 захватывает деталь 1 и подает ее, одно­ временно удерживая остальные. Периодичность поворота диска согласовывается с циклом работы сборочной установки. Дисковые отсекатели работают более надежно и обеспечивают наибольшую

20

производительность, но имеют ограниченное применение (в основ­ ном для деталей цилиндрической формы).

Сборочные позиции автоматов загружаются с помощью питате­ лей. Они имеют различную конструкцию в зависимости от формы подаваемой детали и траектории движения питателя. Наибольшее применение находят питатели с поступательно-перемещающимся шибером (рис. 8, а). В этом питателе ползун (шибер) 3 совершает возвратно-поступательное движение, передвигая детали 2 из лот­ ка / на сборочную позицию.

Рис. 8. Типы питателей

Используются маятниковые питатели (рис. 8,6), в которых де­ тали 2 из лотка 1 перемещаются на сборочную позицию питате­ лем 3, качающимся относительно оси.

Получили распространение питатели в виде револьверного дис­ ка (рис. 8, в). Детали 2 из лотка / попадают в отверстия револьвер­ ного диска 3, периодически поворачивающегося вокруг оси. Ре­ вольверный диск вначале подает детали на позицию сборки, а за­ тем— на позицию съема.

Надежность работы шиберных питателей во многом зависит от их конструкции. Неправильно сконструированные питатели рабо­ тают рывками, заедают и выламывают стенки в нижней части лот­ ка. Для повышения надежности работы шиберного питателя необ­ ходимо соблюдать следующие условия: угол отклонения откиды­ вающейся губки должен быть минимальным; деталь при переносе

жима детали откидной губкой должно быть небольшим, но доста­

21

точным, чтобы удерживать деталь от выпаданья под действием собственного веса; шибер следует изготовлять из закаленной ста­ ли; движение шибера в направляющих должно быть плавным, без заеданий.

Питатели с вращательным движением (маятниковые и -револь­ верные) более надежны в работе, так как для них не требуется специальных направляющих.

Питатели, имеющие захваты, обычно называют «механически­ ми руками». Траектория перемещения захвата определяется рас­ положением лотка относительно сборочной позиции и положением в них детали (рис. 9). Иногда деталь в процессе транспортировки дополнительно ,поворачивают. Это целесообразно в том случае, когда деталь более надежно ориентируется в бункере в положе­ нии, отличном от того, в каком она должна быть расположена на рабочей позиции [2].

Рис. 9. Схема питателя

В «механических руках» используются упругие, вакуумные и электромагнитные захваты. Чаще всего применяют упругие захва­ ты в виде нескольких пружинящих проволочек, обжимающих плос­ кую деталь по контуру, или в виде упругого пинцета для круглых деталей. Такие захваты сложнее, так как требуют дополнитель­ ного управления разжима упругих захватывающих элементов. Однако они надежны в работе и исключают повреждение детали при захватывании и установке.

Вакуумный захват применяется при загрузке малогабаритных деталей. В ряде случаев для передачи детали из питателя на рабо­

22

чую позицию после отключения вакуума в питатель под давлением подается воздух, Это повышает надежность работы питателя, так как малогабаритная деталь может прилипнуть к захвату даже после отключения вакуума. Воздух необходимо подавать только после того, как деталь будет установлена на рабочей позиции.

В СЗПИ создана методика, дающая возможность на стадии проектирования оценить условия сопряжения деталей различного профиля, что значительно уменьшает время, затрачиваемое на от­ ладку и внедрение нового автоматического сборочного оборудова­ ния. Апробирован метод ориентации деталей с различными поверх­ ностями сопряжения, при котором одна из собираемых деталей совершает плоско-параллельное движение в горизонтальной плос­ кости. а другая — колебательное движение в плоскости, перпенди­ кулярной направлению сборки. При этом обеспечивается стопро­ центная собираемость деталей с фасонным профилем, когда ошиб­ ка ориентации в несколько раз превышает отклонение, допустимое при автоматической сборке деталей без применения данного ме­

тода.

Собранные узлы выдаются с автоматической сборочной уста­ новки с помощью разгрузочных устройств (разгружателей). При этом в большинстве случаев допускается потеря ориентации со­ бранного узла. Поэтому конструкции разгружателей проще конст­ рукций загрузочных устройств. Часто в качестве разгружателей используются различные выталкиватели (пружинные и жесткие), сбрасыватели, а также применяется сжатый воздух, сдувающий готовые узлы с рабочей позиции. Однако неудачная конструкция разгрузочного устройства также может явиться причиной ненадеж­

в зависимости от размеров деталей, их формы и материала, шеро­ ховатости поверхности и характера операции. Иногда функции съемки выполняет «механическая рука», осуществляющая, кроме загрузки деталей в сборочную установку, и съем готовых узлов, что значительно повышает производительность автоматической сборки. В этом случае «механическая рука» снабжается двумя за­ хватами, один из которых устанавливает деталь на сборочную по­ зицию, а другой снимает готовый узел.

Рассмотрим основные типы сборочного оборудования. Сборочное устройство (рис. 10) с механизированной подачей

винтов к месту сборки работает от роторного пневматического дви­ гателя, установленного в корпусе 20, на котором укреплена сту­ пенчатая втулка 9, несущая шпиндель 10 и кронштейн 18. Во втул­ ку 9 входит втулка 13, жестко соединенная с магазином 15. Мага­ зин 15 с роликом 19 соединен скользящей посадкой с кронштей­ ном 18 и с помощью прилива 21 и пальца 22 прикреплен к отрост­ ку 4 пусковой рукоятки 5. На конце пальца 22 укреплен рычаг 2,

23

поддерживаемый пружиной 3. Рычаг 2 и пружина 3 препятствуют выходу втулки 13 со втулки 9. Для постоянного поджима винтов в магазине служит каретка 1, связанная с канатиком 14, намотан­ ным на вращающийся барабан 17, внутри которого помещена ча­ совая пружина 16. Один конец пружины прикреплен к барабане, а другой — к неподвижной втулке [6].

Рис. 10. Сборочное устройство с механизированной подачей винтов к месту сборки

При работе необходимо, взяв за рукоятку 5, подвести втѵлку 13' к детали, в которую предполагается ввернуть винт и, преодолевая усилие пружины И, продвинуть втулку 9 вдоль втулки 13 до сопри­ косновения отвертки 12 с винтом, висящим на собачках 24. При дальнейшем нажиме на рукоятку 5 отвертка, преодолевая усилие пружин 23, отведет собачки 24 вниз и продвинет винт к резьбово­ му отверстию. При этом вал пневматического двигателя 7 придет в сопряжение с головкой 8 шпинделя 10. Нажимом на курок 6 при­ водят во вращение отвертку и завертывают винт. После прекра­ щения нажима на рукоятку 5 сборочное устройство занимает исходное положение, а последний винт под действием пружины 16, канатика 14 и каретки 1 продвинет через окно очередной винт, и устройство готово к дальнейшей работе.

Для автоматизации сборки резьбовых соединений применяют­ ся однопозиционные полуавтоматы. К этому виду оборудования

24

относится полуавтоматический винтоверт, созданный на Ленин­ градском электромеханическом заводе (рис. И). Он позволяет за­ винчивать винты M3—М5 при сборке приборов с производительно­ стью до 1500—18С0 шт. в час, при заданном стабильном моменте их затяжки. Полуавтомат состоит из резьбоверта и вибробункера с ме­ ханизмом поштучной выдачи ориентированных винтов в трубку, по которой они поступают под отвертку.

Рис. 11. Схема однопозиционного полуавтомата

Полуавтомат работает следующим образом.

От электродвигателя 19, установленного в станине, получает вращение шкив 13, который через фрикционную муфту передает вращение валику 12, а последний — телескопическому валику 11 и зубчатой полумуфте 8. C последней связана жестко отвертка 7, получающая вращение только после того, как полумуфта 8 будет сцеплена с полумуфтой 9. Необходимое для сцепления полумуфт перемещение осуществляется от пневматического цилиндра 18 одностороннего действия через подвижную среднюю опору 10, вместе с которой опускается и отвертка. Отвертка заходит в шлиц винта, поступившего из вибробункера 3 по трубке 5 в цангу 6, и завинчивает его в деталь, расположенную в приспособлении под цангой так, чтобы ось резьбового отверстия и отвертки совпадали. Цанга делается сменной для каждого размера винта.

25

зывает на валике 12. Сила затяжкії регулируется гайками 14 за счет сжатия пружины 15. Когда затяжка винта будет осуществлю - на, подача сжатого воздуха в пневматический цилиндр 18 прекра­ щается, и пружина 17 возвратит среднюю опору 10, а значит и от­ вертку в исходное положение.

В момент подъема отвертки срабатывает золотник, перемещаю­ щий шибер механизма поштучной выдачи 4, и выдает винт из виб­ рационного бункера 3 в трубчатый лоток 5, а из последнего в цан­ гу, после чего цикл работы полуавтомата повторяется.

Для пуска сжатого воздуха в пневматический цилиндр резьбозерта и в золотник механизма поштучной выдачи используется пневмопедаль 1. Нажимая ногой на педаль, рабочий открывает ле­ вый клапан (рис. 11). Сжатый воздух проходит через него, попа­ дает под правый клапан 6 и затем поступает в правую часть золот­ никовой коробки. Под его давлением золотник перемещается влево и открывает доступ основному потоку сжатого воздуха в верти­ кальный цилиндр. Под воздействием сжатого воздуха поршень 16

перемещается вниз и опускает нижний конец шпинделя винтоверта с отверткой, которая производит завинчивание винта и его затяж­ ку. При снятии ноги с педали клапан а закрывается, а клапан б открывается за счет более сильной пружины, установленной в кла­ пане а. Сжатый воздух через клапан б выходит из правой части золотниковой коробки 2 в атмосферу и позволяет золотнику под действием пружины вернуться в исходное положение. Одновремен­ но золотник перекрывает доступ сжатого воздуха в вертикальный цилиндр и соединяет его с атмосферой. Поршень 16 под действием пружины 17 возвращается вверх, поднимает с собой полумуфту 9.

аотвертка 7 занимает исходное положение.

Вмомент возвращения золотника 2 в правую часть золотнико­ вой коробки он с помощью упора перемещает шибер питателя '4. который посылает один винт в цангу винтоверта. Таким образом установка становится подготовленной для выполнения следующей операции.

Вкачестве примера многопозиционного автомата рассмотрим

автомат для сборки узла клапана (рис. 12, а). Автомат представ­ ляет собой сборочную установку карусельного типа с восьмипози­ ционным поворотным столом (рис. 12, б). На позициях 1 и II про­ изводится подача клапана 1 и стержня 2 и их сопряжение, на по­ зиции III — подача пружины 4 и втулки 3 в сопряженном виде; на позиции IV — подача диска 5; на позиции V — поворот диска для ориентирования его в требуемом положении относительно клейм; юна позиции VI — клеймение; на позиции VII — сопряжение стерж­ ня с диском и расклепывание конца стержня; на позиции VIII—вы­ талкивание собранного узла.

Для подачи клапана, стержня и диска применяются вибробун­ керы. Пружину 4 и втулку 3 предварительно сопрягают вручную попарно, а затем загружают в магазин, так как надежное питание

цилиндрических пружин из бункеров не может быть обеспечено.

26

5

Рис. 12. Принципиальная схема многопозиционного автомата

При сборке изделий, выпускаемых в большом количестве (свы­ ше 1000 тыс. шт. в год) применяются автоматические линии. На рис. 13 показана автоматическая линия сборки веретенных под­ шипников. Эта линия состоит из пяти автоматов, выполняющих следующие операции: в автомате 1 производится зарядка сепара­ тора роликами и насадка на заряженный роликами сепаратор на­ ружного кольца; в автомате 2 — укладка двух шайб ориентирован-

новка третьей шайбы, завертывание подшипников в бумагу и под-

13. Автоматическая линия сборки веретенных подшипников

счет собранных подшипников. Автоматы соединены между собой лотками. Последовательность работы всех механизмов линии обес­ печивается механической системой управления посредством кулач­ ковых распределительных устройств.

Почти все используемое в промышленности оборудование для автоматической сборки представляет собой установки специаль­ ного типа. Проектирование и создание такого оборудования тре­ бует больших капитальных затрат и удлиняет сроки его внедрения в производство. Кроме того, специальное сборочное оборудование не позволяет осуществлять модернизацию собираемых изделий, так как данный тип оборудования невозможно переналаживать в соот­ ветствии с изменениями конструкции изделия. В ряде случаев это оборудование малоэффективно из-за низкой надежности, что так­

же тормозит его внедрение.

Практика доказывает нерентабельность производства специаль­ ных сборочных установок.

28

Задача автоматизации сборочных процессов может быть успеш­ но решена путем внедрения метода агрегатирования, организации централизованного проектирования автоматического сборочного оборудования и серийного его изготовления на базе нормализован­ ных узлов. Это позволит отработать надежные конструкции норма­ лизованных элементов и обеспечит возможность многократного использования данных элементов при создании автоматических сборочных установок, что создаст возможность после соответст­ вующей перекомпоновки использовать данное оборудование для сборки других изделий. Применение переналаживаемого сбороч­ ного оборудования особенно эффективно при частой смене объек­ тов производства.

Анализ показывает, что метод компоновки сборочного автома­ тического оборудования из типовых и нормализованных узлов по сравнению со сборочным оборудованием специального типа сокра­ щает сроки проектирования и изготовления автоматов в 2—3 раза.

Номенклатура нормализованных узлов сборочных машин опре­ деляется на основе их классификации по функционально-техноло­ гическим признакам. Разработка всего комплекса нормализован­ ных узлов сборочных машин может быть осуществлена только при условии типизации конструктивных элементов изделий и техноло­ гических процессов. На основе типовых технологических процессов сборки должны проектироваться типовые компоновки сборочного оборудования, предназначенного для сборки групп механизмов, имеют,их общие технологические признаки.

Наиболее ответственными узлами агрегатных сборочных уста­ новок являются рабочие головки, параметры которых определяют­ ся с помощью статистического анализа большого количества соби­ раемых изделий, проводимого на базе конструктивно-технологиче­ ской классификации изделий и сборочных операций.

Большое значение при компоновке агрегатных автоматических сборочных установок имеет выбор рациональной контрольно­ управляющей системы.

В существующих сборочных автоматах наибольшее применение находят централизованные непрерывные механические системы управления. Для агрегатного автоматического сборочного оборудо­ вания целесообразнее применять децентрализованную дискретную рефлекторную систему управления, преимуществом которой яв­ ляется отсутствие механической связи между отдельными ее эле­ ментами, что упрощает конструкцию оборудования и облегчает агрегатирование. Все исполнительные элементы установки при та­ кой системе управления снабжаются индивидуальными электро­ двигателями, получающими команды от датчиков, фиксирующих окончание предыдущих действий установки. Отсутствие механиче­ ской связи между элементами позволяет применять блочный прин­ цип построения аппаратуры и открывает возможность агрегатиро­ вания систем управления [13].

29