Розробка автоматичної роторної лінії складання деталей гідрозамка однобічного (стр. 11 из 17)
Пошук оптимального варіанта автоматичної роторної лінії складання повинний здійснюється в такій послідовності [4]:
1) аналіз і синтез складального вузла і процесу його складання;
2) розробка принципової схеми конструкції роторної лінії;
3) побудова структурної схеми лінії.
При цьому перші дві задачі вирішуються головним чином шляхом аналізу ряду факторів і порівняння конкуруючих варіантів. Пошук оптимальної структурної схеми може провадитися за допомогою математичного моделювання з наступним евристичним висновком з урахуванням думок експертів і фахівців.
Вибір такої послідовності пошуку оптимального варіанта побудови лінії складання викликаний складністю її формалізації з обліком усіх вхідних перемінних параметрів лінії.
При виконанні першого етапу були проаналізовані конструкція виробу, обсяг випуску виробів, матеріал, маса, точність розмірів і форм, твердість, шорсткість поверхні, стабільність фізико-механічних і геометричних характеристик деталей, що збираються, а також вимоги, пропоновані до якості зібраного виробу. При цьому під якістю мається на увазі технологічність конструкції, точність і надійність функціонування складального вузла. На цьому етапі проаналізований ступінь розчленованості виробу і диференціації процесів складання з установленням найважливіших технологічних характеристик виконуваних операцій.
На основі результатів такого аналізу здійснений синтез виробу і процесу складання, що полягає в побудові виробу з окремих деталей і складального процесу з його операцій і переходів. При цьому враховуються особливості технологічного автоматизованого виробництва. Якщо при розробці неавтоматизованого технологічного процесу складання основна увага приділяється лише власне складанню, то при розробці автоматизованого процесу повинні комплексно розглядатися всі елементи процесу складання, включаючи подачу деталей, транспортування елементів, що збираються, на складальну позицію, орієнтацію елементів у складальних позиціях, з'єднання і фіксацію сполучених деталей, контроль складання і видачу готового виробу. Крім того, при неавтоматизованому процесі головна задача полягає в забезпеченні якості складання, а при автоматизованому складальному процесі необхідно поряд із забезпеченням якості випустити необхідна кількість продукції.
На другому етапі визначається принципова схема конструкції автоматичної роторної лінії складання виробу. При виборі принципової схеми варто враховувати виробничу програму випуску складального вузла, вид з'єднання, послідовність, рівень концентрації і ступінь диференціації процесу складання, габаритні розміри і число деталей, що входять у складальний вузол, тривалість і точність виконання складальних і супутніх їм операцій і т.д.
На цьому етапі визначаються число позицій в одному інструментальному блоці, ступінь спеціалізації лінії складання, число ярусів, рівень агрегатування лінії, що виконує рівнобіжну, послідовну або паралельно-послідовне складання.
Для складання гідрозамка приймемо паралельно-послідовний вид складання і тип устаткування як універсальний, так і спеціальний.
Схема розташування роторів і машин в автоматичній роторній лінії складання гідрозамка КГУ3.020ПР-01 наведена на рис.4.3.
Рисунок 4.3 – Схема автоматичної роторної лінії складання гідрозамка
Структурна схема роторної лінії являє собою сукупність структурних схем окремих технологічних і транспортних машин, поєднуваних у єдину систему на основі наступних рекомендацій [33]:
1) технологічні роторні машини повинні бути включені в схему автоматичної лінії відповідно до прийнятої послідовності виконання складальних і контрольних операцій;
2) повинна бути вивчена необхідність використання транспортних роторів, їхнє призначення;
3) тому що в стадії структурних розрахунків для кожного технологічного ротора повинне бути встановлене число позицій Up і крок hp, то необхідно прокоректувати розрахунки по машинах, поєднуваним у ділянку лінії для забезпечення найбільш простих і зручних способів побудови обслуговуючих систем і привода, синхронізації обертання роторів з метою збігу по кроці, адресації деталей між інструментальними блоками, спостереження за параметрами оброблюваних деталей, обслуговування ділянок автоматичної роторної лінії і т.п.;
4) необхідною умовою для більшості роторних ліній є строге дотримання постійного числа каналів (або кратного – при ідентичних операціях) окремих технологічних машин. Ця умова порозумівається специфікою подібних технологічних процесів, виконуваних в автоматичній лінії;
5) повинна бути вивчена можливість використання обслуговуючих систем для привода і контролю роботи декількох груп виконавчих органів технологічних роторів. Варто також установити пункти контролю, способи виміру параметрів деталей і методи запам'ятовування вимірювальних імпульсів, систему сигналізації про брак і відмовлення від живлення деталями будь-якого каналу автоматичної роторної лінії;
6) необхідно проаналізувати варіанти доцільності видалення з потоку не цілком зібраних виробів, доцільності установки спеціальних роторних машин або механізмів для доукомплектування виробу, що збирається, можливого повернення не цілком зібраних виробів на повторний цикл, особливо для операцій комплектування і т.п.
Проектована структурна схема повинна давати повне представлення про автоматичну роторну лінію, її конструктивні характеристики, число інструментальних блоків або гнізд у технологічних роторах, число захоплень транспортних роторів, прийняту систему адресації деталей між позиціями технологічних і транспортних роторів, структуру привода обертання роторів і привода робочого руху виконавчих органів і інструментів роторів.
Пошук оптимального варіанта може здійснюватися як класичними методами диференціального вирахування, так і методами дослідження операцій. Звичайно спочатку встановлюється оптимальний рівень надійності системи автоматичної роторної лінії складання усього виробу, що відповідає мінімальним сумарним витратам на виготовлення і підтримку працездатності системи лінії [4].
Наступний етап при аналізі структури роторної лінії – визначення кроку ротора. Для автоматичної роторної лінії, призначеної для складання продукції одного виду, крок вибирається в залежності від розмірів елементів, що збираються, інструмента і – у ряді випадків – від геометричних розмірів систем і механізмів привода. Якщо проектуються кілька ліній для складання продукції нестандартних видів, задача зводиться до встановлення параметричного ряду кроків ліній і проведенню з обліком цього на етапі конструювання робіт з уніфікації і нормалізації основних вузлів лінії.
На базі вихідних технологічних даних визначають довжини робочих і холостих ходів; при цьому характеристика спеціальних ліній встановлюється аналогічно крокам технологічних роторів.
На основі технологічного часу складання, призначуваного з умов одержання якісного виробу при оптимальних режимах, з урахуванням часу виконання допоміжних операцій і динаміки роботи основних вузлів роторної лінії, визначають циклову продуктивність одного інструментального блоку роторної машини. Знаючи виробничу програму випуску складальної продукції й оптимальний рівень надійності, знаходять необхідне число інструментальних блоків ротора. Якщо воно знаходиться в межах значень, що рекомендуються, що вибираються з умов забезпечення достатнього рівня надійності, використання виробничої площі, зручності монтажу й обслуговування, то приймається одна роторна лінія складання. При перевищенні необхідним числом інструментальних блоків значень, що рекомендуються, для виконання програми варто прийняти кілька ліній.
Тому що системи складальних машин являють собою комплекс машин, автоматичних ліній, міжлінійних конвеєрів – накопичувачів, їхня ефективність залежить у першу чергу від того, наскільки успішно вирішені задачі керування автоматичними роторними лініями, зокрема такі, як автоматична зміна робочих інструментів, автоматична реєстрація порушення технологічного процесу складання (неподання елементів на складальну позицію, подача некондиційного матеріалу і т.д.), стратегія пошуку відмовлення й ін. Тому при визначенні структурної схеми необхідно передбачати установку механізмів керування.
Отже, основними вихідними параметрами для синтезу структурної схеми машин роторного типу є: основний технологічний час складання деталей tр; циклова або теоретична продуктивність Пт ротора, крок між гніздами ротора hр.
Дані параметри визначимо, базуючи на табл.2.1.
Основний технологічний час складання
Основний технологічний час складання деталей tр, призначуване з умов одержання якісного виробу при оптимальних режимах складання:
1 – ротор складання корпуса 4 і ущільнювальних кілець 17 : tр1=0,3+0,3=0,6 хв;
2 – ротор складання поршня 1 і ущільнювального кільця 16: tр2=0,3 хв;
3 – ротор складання штовхальника 10 і гумового кільця 18: tр3=0,2 хв;
4 – ротор складання поршня і штовхальника : tр4=0,2 хв;
5 – ротор складання корпуса з поршнем : tр5=0,2 хв;
6 – ротор складання корпуса зі стопорним кільцем : tр6=0,5 хв;
7 – ротор складання втулки 11 і ущільнювального кільця 15: tр7=0,2 хв;
8–ротор складання золотника 6 із прокладкою 5 і кільцем 14: tр8=0,2+0,3=0,5 хв;
9 – ротор складання корпуса з пружиною 8 : tр9=0,1 хв;
10 – ротор складання корпуса з втулкою 11 : tр10=0,2 хв;
11 – ротор складання корпуса з золотником : tр11=0,2 хв;