Особенности автоматизации процессов сборки

Автоматизация сборочных операций с помощью промышленных роботов

Сборка — завершающий этап производства, во многом определяющий стоимость и качество продукции. Сборочные ра­боты в различных отраслях машиностроения составляют 40 ... 50 % общей трудоемкости изготовления изделия, что объясняется низким уровнем их автоматизации и механизации. При этом уро­вень механизации не превышает 25 ... 40 %, а автоматизации, используемой в основном в условиях крупносерийного и массо­вого производства, —-5 ... 7 %.

В условиях серийного производства, удельный вес которого в общем валовом продукте составляет 70 %, стоимость сборки существенно выше, чем в массовом производстве, главным обра­зом вследствие большого объема пригоночных и доводочных операций и значительной трудоемкости межоперационного и межцехового транспортирования.

Стоимость сборки можно уменьшить за счет организационно-технических мероприятий, сокращения объема пригоночных и регулировочных операций, применения механизированных сбо­рочных приспособлений и инструмента, увеличения объема авто­матизации и механизации сборочных процессов. Причем карди­нальным решением совершенствования сборочного производства является его автоматизация.

Сборочный процесс характеризуется наличием различных этапов, удельные объемы которых зависят от вида изделий.

Удельные затраты по трудоемкости сборочных работ в маши­ностроении приведены ниже:

Этап сборочных работ Трудоемкость, %

Установка и закрепление деталей в сборочных приспособлениях 11

Соединение и фиксация деталей........................................................... 37

Контроль................................................................................................. 26

Пригоночные операции......................................................................... 15

Разборка и повторная сборка ............................................................. 11

Анализ изделий машиностроения и технологических процес­сов их сборки показал, что около 70 ... 90 % соединений деталей, выполняемых в процессе сборки, являются типовыми. Техноло­гическая структура сборочных работ представлена ниже:

Вид соединения Удельный вес, %

Соединение деталей с зазором............................................................ 30 ... 35

Резьбовые соединения ................................................................... 30 ... 40

Прессовые соединения .................................................................. 10 ... 15

Прочие (клепка, развальцовка, склеивание, и т. п.)......................... 10 ... 30

Необходимо отметить, что автоматизированное оборудование предъявляет к объектам сборки специфические требования по их технологичности: взаимозаменяемость сборочных единиц, кото­рые в свою очередь могут быть собраны независимо друг от друга; возможность проведения последовательной сборки, характери­зуемой наличием одной или нескольких базовых деталей, с кото­рыми последовательно сопрягаются присоединяемые детали; мини­мальное число направлений сборки, простота траекторий движе­ний соединения; максимальная свобода доступа сборочного ин­струмента.

К деталям, предназначенным для автоматической сборки, предъявляются следующие требования: простота конструкции, обеспечивающая удобство складирования и ориентации; наличие на сопрягаемых поверхностях направляющих элементов, облег­чающих соединение за счет самоустановки деталей; наличие ярко выраженных базовых поверхностей, размеры которых, а также расположение относительно сопрягаемой поверхности должны быть выдержаны с необходимой точностью; стойкость к повреж­дениям при воздействии сборочного инструмента и оснастки; уни­фикация и стандартизация; гарантия качества .деталей.

Тип и конфигурация базовой детали определяют конструкцию сборочного приспособления и схему базирования. Условия соби­раемости, выбор базовых поверхностей при захватывании и уста­новке присоединяемой детали, а также последовательность сборки зависят от пространственного расположения поверхностей сопря­жения. Наиболее подготовленными к автоматической сборке являются две типовые группы комплектов, которые могут быть выделены в процессе расчленения сложного собираемого объекта на составные части в соответствии со схемой сборки.

Одна из таких групп (рисунок 13.1, а) представляет собой комплект с охватывающей базовой деталью, в которую последовательно устанавливаются распорные втулки, уплотнительные манжеты, пружинные кольца и другие детали или предварительно собран­ные комплекты или изделия, например подшипники качения. В качестве базовой могут служить детали коробчатой формы, фланцы, блоки зубчатых колес и т. п.

Вторая группа комплектов представляет собой сборочную единицу (рисунок 13.1, б)

с базовой деталью типа вала, втулки, на ко­торую устанавливаются отдельные детали или предварительно собранные комплекты и изделия.

Выделение из изделий типовых комплектов позволяет при­менить методы групповой технологии и повысить эффективность автоматизации сборки в серийном производстве.

Рисунок 13.1. - Примеры типовых сборочных жомплектов с базовой

деталью: а — охватывающей; б — охва­тываемой