Технические науки / 3.Отраслевое машиностроение

Кузнецова С.В., д.т.н. Симаков А.Л.

Ковровская государственная технологическая академия

имени В.А. Дегтярёва, Россия

Фазовое пространство – инструмент анализа методов и средств автоматизированной сборки

Степень совершенства технологического процесса сборки определяется уровнем его автоматизации. Концепция проектирования средств автоматизации сборочных операций может быть выражена формулой: от объектов сборочных операций – к автоматизированному сборочному устройству. Эффективность такого подхода ограничена недостаточным уровнем обобщения существующих методов и средств автоматизированной сборки, недостаточной теоретической базой для обоснования и поиска новых методов автоматического совмещения соединяемых деталей. При создании средств автоматизации сборочных операций необходимо иметь информацию о предшествующих разработках и результатах сравнительного анализа существующих методов и средств автоматизированной сборки. Как правило, эта информация носит обзорный и описательный характер. Сравнение методов или способов автоматизированной сборки является еще более сложной задачей, так как требует достаточно точной и объективной формулировки сути способа и формализации его содержания, а также критериев для сравнения. Указанные обстоятельства свидетельствуют о необходимости в разработке совершенно иного подхода к анализу методов и средств автоматизированной сборки. В связи с этим в настоящее время разрабатывается новая методология проведения анализа и обоснования средств, способов или методов автоматизированной сборки на основе математического и компьютерного моделирования с визуализацией в фазовом пространстве [1], суть которой заключается в следующем. Сборочное устройство и реализуемый им способ сборки, представляется возможным отобразить в обобщенной форме в виде фазового портрета относительного и углового совмещения сборочных компонент на фазовой плоскости.

а) б)

Рис. 1. Способ автоматизированной сборки, реализующий стабилизацию движения детали относительно поисковой траектории: а) конструкция устройства сборки на базе робота с параллельной кинематикой; б) фазовые портреты способа сборки

а) б)

Рис. 2. Способ автоматизированной сборки, реализующий синхронное позиционирование:

а) конструкция устройства синхронного позиционирования; б) фазовый портрет способа сборки

Фазовый портрет, сущность которого заключается в сочетании перемещений и скоростей соединяемых деталей, является исчерпывающей характеристикой способа сборки. Переход к перемещениям и их производным процесса автоматизированного совмещения деталей позволяет отвлечься от конструктивных параметров сборочного устройства, оценив исключительно способ сборки. Главным отличием способов сборки является характер изменения перемещений соединяемых деталей и их производных.

На рис. 1 и 2 в качестве демонстрации иллюстрируются фазовые портреты для двух способов автоматизированной сборки, разработанных на кафедре “Приборостроение” “КГТА им. В.А. Дегтярева”, г. Ковров. Теоретическая база, подробное изложение методологии, а также результаты расчетов фазовых портретов для этих и других способов и средств автоматизированной сборки, представлены в работе [1].

Применение предложенного инструмента для отображения способов сборки в совокупности с оценочными критериями позволяет провести анализ нескольких возможных вариантов осуществления сборочной операции с целью выбора наилучшего решения; оценить возможные режимы работы для одного устройства, предоставляя возможность наглядного обоснования неэффективности одних и целесообразности использования других при соответствующих параметрах элементов сборочной системы. Создание целостной базы геометрических образов существующих способов сборки посредством фазовых портретов, позволит переосмыслить применяемые в настоящее время классификации, предоставит возможность оценить направления развития средств автоматизированной сборки с совершенно новой позиции.

Литература:

1. Симаков, А.Л. Методы и средства автоматизированной сборки: представление в фазовом пространстве [Текст]: монография / А.Л. Симаков, С.В. Кузнецова. – Ковров: ФГБОУ ВПО “КГТА им. В.А. Дегтярева”, 2013. – 176 с.