3. Сборочно-сварочные операции (1041853), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

14. а... д (лист 50). Показаны: изделие — рама (рис. 14,д), схема базирования деталей при сборке рамы (рис. 14, б), детали СРПС, используемые для сборки (рис. 14, г), пли­ты (рис. 14, d) и компоновка СРПС при сборке рамы (рис.14,в).

Другим примером универсального приспособления яв­ляется конструкция продольных балок стапелей, пока­занная на рис. 15, в, которая обеспечивает быстросмен­ное надежное крепление и универсальность узлов (рис.

15. б, в) при минимальном числе их типоразмеров и воз­можность осуществления различных вариантов их компо­новок. Колонны таких приспособлений (рис. 15, г) и крепление к ним продольных балок также могут быть нормализованы.

На рис. 16, а, б приведены конструкции опорных уз­лов зажимных устройств.

Привод зажимных устройств может быть различный:

пневматический, гидравлический, электромеханический и др. Пневмопривод быстродействен, дистанционно управ­ляем, позволяет производить зажатие детали одновремен­но в нескольких точках. Пневмоцилиндр односторонне­го действия (рис. 17,а,в) возвращается в исходное поло­жение пружиной, у пневмоцилиндра двустороннего дейст­вия (рис. 17, б, г) обратный ход осуществляется подачей сжатого воздуха во вторую камеру. Способы крепления пневмоцилиндров (лист 51, рис. 18, а... в) выбирают в зависимости от конструктивной схемы зажимного при­способления. В случае зажима вращающихся деталей под­вод воздуха к вращающемуся пневмоцилиндру осущест­вляется через муфту поворотного приспособления (рис. 19). Обычно пневмоцилиндры работают от заводской воздушной сети, в которой поддерживается давление 0,4 ... 0,6 мПа.

Если для зажатия деталей достаточны небольшие перемещения штока (до 40 мм), целесообразно применять диафрагменные приводы (пневмокамеры) одностороннего (рис. 20) или двустороннего (рис. 21) действия. Они проще и дешевле, более долговечны, чем пневмоцилиндры.

Гидропривод (рис. 22) применяется в тех случаях, когда требуется создать значительные усилия, превы­шающие в 10 раз и более усилия, получаемые при пневмоприводе. В гидроцилиндрах создаются большие дав­ления, поэтому они имеют меньшие диаметры поршня.

Пневмогидропривод (лист 52, рис. 23) обеспечи­вает по сравнению с пневмоприводом выигрыш в силе, пропорциональный квадрату отношения диаметров гид­равлического цилиндра 2 и плунжера 1.

Пневмоцилиндры могут быть встроены в корпус при­способления (рис. 24). Уплотнение штока и цилиндра в пневматических и гидравлических устройствах можно осуществлять резиновыми уплотнительными кольцами прямоугольного и круглого сечения (рис. 25 ...27), ман­жетными кольцами (рис. 28,29) и др. Различные варианты соединения поршня со штоком и уплотнений поршня и штока показаны на рис. 28 и 29.

Пневмопривод часто применяют в сочетании с ры­чажными (лист 53, рис. 30, а ... з) и клиновыми (рис. 31, а ... г) устройствами, что позволяет получать большие усилия зажатия.

При проектировании приспособлений с клиновыми зажимами необходимо иметь в виду, что при малых углах подъема клина происходит заклинивание, и усилие раз­жима превышает усилие прижима. Поэтому соединение штока с самотормозящим звеном выполняют с зазором (рис. 32), что создает при разжиме ударное действие, увеличивающее силу расклинивания.

Для крепления деталей по отверстию используют раз­жимные патроны (рис. 33) или центрирующие оправки.

Центрирующая пневматическая оправка (рис. 35) применяется для центрирования и поджима заготовки по отверстию. При помощи штока 1 к корпусу 2 при­креплен поршень 3, относительно которого сжатым возду­хом смещается корпус пневмоцилиндра 7 с оправкой. Ввод оправки в отверстие детали и вывод осуществляются с по­мощью этого цилиндра. Разжим кулачков 4 происходит при движении поршня другого пневмоцилиндра //.

Крепление деталей с наружными цилиндрическими по­верхностями можно осуществлять цангами (рис. 34) или пневматическими патронами (лист 54, рис. 36). Плоские детали можно крепить с помощью пневматических тисков (рис. 37). Пневмоприжимные устройства с гибким шлан­гом (рис. 38) позволяют существенно уменьшить габа­риты приспособления с большим числом клавишных при­жимных элементов. Они широко применяются для при­жатия тонких листов к подкладке. Устройство с пневмо-ялангами на рис. 38 позволяет приближать стыкуемые кромки друг к другу при прижатии их к подкладке. При­меры крепления деталей с отверстиями посредством уст­ройств, имеющих убирающиеся внутрь и не мешающие съему деталей зажимные элементы, приведены на рис. 39,д... е.

Варианты применения различных устройств в сбо­рочных приспособлениях даны на рис. 40, д ... н ... 44, а... е (листы 55,56).

Компоновка сборочно-сварочных приспособле­ний. (листы 57, 58).

Манипуляторы служат для установки и наклона изде­лия в удобное для сварки положение и вращения изделия при сварке. Манипуляторы могут быть (лист 57, рис. 1):

а — консольные, б - карусельные, в, г — консольные с частичным и полным уравновешиванием относительно оси наклона, д — карусельные с вертикальным подъе­мом, е - карусельные с радиальным подъемом, ж — ры-чажно-секторные, з, и — карусельные с частичным и пол­ным уравновешиванием относительно оси наклона.

На рис. 2 дан общий вид одного из манипуляторов грузоподъемностью 5000 кг. Возможные схемы установки изделия на манипуляторе приведены на рис. 3, а ... в, плечевой манипулятор — на рис. 4. Для крепления свароч­ных головок применяют тележки (рис. 5, а ... г) различ­ных типов.

Комплекс оборудования, включающий сварочный ап­парат и механическое оборудование, обеспечивающее крепление свариваемого изделия и перемещение свароч­ного аппарата или изделия со скоростью сварки, назы­вают сварочной установкой. В зависимости от назначе­ния установки для сварки могут быть разделены на ус­тановки для сварки прямолинейных швов при изготов­лении балок, колонн, плоских секций и т.д. (рис. 6, а ... в и лист 58, рис. 7, а, б) установки для сварки круговых и кольцевых швов при изготовлении колес, шкивов, труб, сосудов и других изделий (рис. 7, в ... з).

Для увеличения зоны обслуживания полуавтоматов применяют консольную подвеску подающих механизмов полуавтоматов (рис. 8).

РОБОТЫ

Кинематические схемы (листы 59 ... 64).

Поточные методы обеспечивают высокую производительность и проще поддаются автоматизации. Однако поточные методы применимы к серийному производству, доля которого при изготовлении сварных изделий невелика. Кроме того, оснащение автоматических линий требует создания специального оборудования, проектирование и изготов­ление которого занимают много времени и трудно под­даются модернизации при изменении выпускаемого из­делия.

Развитие работотехники обещает более универсальный путь автоматизации, включая и мелкосерийное производ­ство, потому что при смене изготавливаемой детали мож­но использовать тот же робот, изменив программу его работы. Применение роботов позволит повысить качество изделий, освободить человека от однородной, утоми­тельной работы, перейти на трехсменную работу. Хотя создание роботов и их серийное производство также требуют больших усилий, однако здесь нет такого разно­образия, как при создании специальных агрегатов авто­матических линий. Робототехника, по-видимому, станет основным направлением развития автоматизации свароч­ного производства и экономии живого труда.

Наиболее просто роботизации поддаются сборка и сварка узлов с нахлесточными соединениями, сварива­емыми контактной сваркой, сложнее — с тавровыми и угловыми соединениями, выполняемыми дуговой свар­кой, и еще сложнее — со стыковыми соединениями, вы­полняемыми дуговой сваркой. Использование роботов при сварке предъявляет специфические требования к техно­логии изготовления, порядку сборки и сварки, а также требует создания оснастки, обеспечивающей стабильность положения линии сопряжения свариваемых элементов. Возможности использования промышленных роботов в технологических процессах определяются размерами и формой рабочего пространства, точностью позиционирова­ния, скоростью перемещения, числом степеней подвиж­ности, особенностями управления и др. На рис. 1 (лист 59) даны условные обозначения характерных элементов ки­нематических схем промышленных роботов. Число степе­ней подвижности характеризует возможности позициони­рования рабочего органа. Для перемещения неориентиро­ванных в пространстве предметов достаточно трех степеней подвижности, а для полной пространственной ориента­ции — шести. Для выполнения сварных швов дуговой сваркой в общем случае (рис. 2 и 3) необходимо иметь пять степеней подвижности сварочного инструмента. Обычно три степени подвижности обеспечивает базовый механизм робота (лист 60, рис. 4), а еще две степени до­бавляет механическое устройство: кисть работа, на кото­рой крепится сварочная головка; клещи для контактной сварки или захват.

Базовый механизм робота может быть выполнен в прямоугольной, цилиндрической, сферической и ангулярной (антропоморфной) системах координат (рис. 4). Система координат базового механизма определяет кон­фигурацию и габариты рабочего пространства робота (лист 61, рис. 5), в пределах которого возможно управля­емое перемещение исполнительного органа робота. Робот с прямоугольной системой координат имеет рабочее прост­ранство в виде прямоугольного параллелепипеда (рис. 5, а), размеры которого меньше габаритов самого робота. Промышленные роботы с цилиндрической (рис. 5, б) и сферической (рис. 5, в) системами координат обладают большим объемом рабочего пространства при относитель­но малой площади основания манипулятора. Еще более компактный робот получается в ангулярной системе ко­ординат (рис. 5, г). Рабочее пространство его определяет­ся размерами рычагов и предельными углами их поворо­тов, образуя объем, близкий к сфере.

Роботы могут быть установлены неподвижно (рис. 6, а, б, в) и с возможностью перемещения по направляю­щим, установленным на полу (рис. 6, г, д) и потолке (рис..6,е,ж,з).

Перспективна компоновка базового механизма ро­ботов из устройств прямолинейного перемещения одно­координатного модуля (рис. 7,д ... д), при помощи кото­рых в зависимости от характера выполняемой работы можно создавать роботы с одной, двумя и тремя степеня­ми подвижности базового механизма, выполненного в прямоугольной системе координат (лист 62, рис. 8,а... д)

Модули, показанные на рис. 9, а, состоят из поворот­ных оснований 7 и 2, модулей вращательных движений 3, 4 и 5, модулей прямолинейных движений б и 7 и ме­ханизмов локальных движений 8. Комбинируя их, можно создавать роботы в двухполярной сферической (ангулярной) (рис. 9, б), двухполярной цилиндрической (рис. 9, в), сферической (рис. 9, г) и цилиндрической (рис. 9,д) системах координат. Используя модули прямолинейных движений б и 7, можно собрать робот в прямоугольной системе координат. Такая агрегатная система робототех­ники позволяет для каждого конкретного применения собрать из стандартных блоков оптимальный промышлен­ный робот, имеющий только требуемое число степеней свободы.

Для перемещения сварочной горелки при дуговой сварке применяются различные устройства (рис. 10, а. ..е), которые крепятся к базовому механизму.

В роботах применяются гидравлические, электроме­ханические, пневматические и другие приводы.

Гидравлические приводы имеют простую конструк­цию, малую массу и небольшие габариты при значитель­ной мощности. Они относительно дешевы. К гидравличес­ким приводам относятся гидромоторы с вращательным движением вала и гидроцилиндры с поступательным дви­жением поршня. Для работы гидропривода необходи­ма автономная гидросистема с высоким давлением мас­ла, поэтому всегда существует угроза нарушения гер­метичности шлангов и сопряжении движущихся частей.

Электромеханический привод требует применения сложных точных редукторов, но он проще в обслужи­вании. Робот с электроприводом обладает высоким быстродействием и точностью позиционирования.

Пневмопривод конструктивно прост. У него меньше, чем у гидропривода, суммарная длина трубопроводов, ниже требования к уплотнениям, нет питающей гидро­станции. Однако пневмоприводом трудно осуществлять регулируемые (управляемые) остановки инструмента. Обычные пневмодвигатели служат для перемещения ин­струмента по циклу "подвод — отвод" с настройкой длины хода переставными жесткими упорами. Системы управле­ния движением инструмента робота подразделяются на цикловые, позиционные и контурные.

Цикловая система управления предназначена для задания определенной последовательности ряда команд без указания значений перемещений. Цикловая система является простейшим случаем позиционной системы с минимальным числом позиций, программируемых по каждому приводу (обычно две — начальная и конечная).

В роботах с цикловым управлением широко исполь­зуют пневмопривод. Эти роботы применяют в основном на вспомогательных операциях по обслуживанию основного технологического оборудования, при сборке деталей, при погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работах, при укладке и упаковке готовой продукции.

Позиционная система определяет не только после­довательность команд, но и положения всех звеньев мани­пулятора. Она предусматривает позиционирование объ­екта, т.е. ориентированное расположение его с заданной точностью в конце отдельного перемещения (в задан­ной точке) и остановку. После получения сигнала о пра­вильном выполнении шага происходит переход к следую­щей точке. Как и по какой траектории происходит пере­мещение между заданными точками, не контролируется.

Такая система пригодна для контактной точечной сварки, для сборочных и транспортных операций.

Многопозиционная система позволяет проходить про­межуточные точки без остановок и может использоваться для дуговой сварки. Число точек позиционирования ин­струмента в рабочей зоне ограничивается только объе­мом памяти запоминающих устройств. В позиционных ро­ботах наибольшее применение нашли гидравлические и электромеханические приводы. Электромеханические при­воды обладают наилучшими динамическими качествами. Разработаны также первые позиционные роботы и с пнев­моприводом.

Характеристики

Список файлов книги