Проекты участников финального этапа НТТМ-2017

← К списку проектов

Проект
Рычажное корректирующее устройство сопряжения осесимметричных изделий
НТТМ-2017-0769 | Категория II

Автор:

Литвинов Иван Сергеевич

Мольков Алексей Андреевич

Гребняков Павел Михайлович

Научный руководитель:
Сысоев Сергей Николаевич
Организация:
Владимирский государственный университет имени А.Г. и Н.Г. Столетовых,
Владимирская область, Владимир
Цель работы
В настоящее время Уровень автоматизации сборочных работ в машиностроении составляет 10-15%, при этом трудоемкость сборочных работ достигает до 40% от общих трудовых затрат на изготовление.
Важным направлением развития технологий и оборудования автоматизированного сборочного производства является разработка корректирующих устройств для компенсации погрешности позиционирования сопрягаемых изделий.
Целью работы является повышение эффективности выполнения автоматизированного процесса сопряжения осесимметричных изделий путем разработки быстродействующих рычажных корректирующих устройств.
Обзор предметной области
По принципу построения системы управления корректирующие устройства подразделяются на активные, пассивные и комбинированные.
Активные адаптивные средства сборки относятся к многоцелевым устройствам, которые осуществляют свои действия с использованием информации об объектах и явлениях внешней среды, полученной в процессе работы. При этом получение, преобразование, обработка, управление энергетическими и информационными потоками осуществляется с помощью датчиков, сенсорного или другого обеспечения очувствления, позволяющие корректировать управляющую программу. Данные КУ отличаются универсальностью области применения в автоматизированных производствах, но сложны по конструкции и системе управления.
Пассивные КУ представляют собой преимущественно специальные устройства с ограниченной зоной коррекции. В них отсутствует получение, преобразование и обработка, управление энергетическими и информационными потоками, датчики, сенсорное или другое обеспечение очувствления, коррекция управляющей программы. Требуемое направление и величина перемещения рабочего органа не определяется, а при сопряжении изделий используется их конфигурация. Для повышения эффективности процессов коррекции, например, по быстродействию, применяют вероятностные методы оптимизации. Функционирование данных КУ осуществляется путем применения специальных приемов и физических процессов, например, вибрации, ультразвука, нагрева, силового динамического воздействия струи воздуха и т.п. Пассивные КУ отличаются конструктивной простотой, но ограниченной областью применения.
Комбинированные КУ, в сравнении с пассивными, имеют расширенную область применения, в том числе и за счет расширения величины возможной зоны коррекции. В них выполняется определение направления, величины требуемой коррекции, причем получение, преобразование, обработка, управление энергетическими и информационными потоками осуществляется как с помощью датчиков, сенсорного или другого обеспечения очувствления, коррекции управляющей программы, так и организацией причинных взаимосвязей между требуемыми процессами сопряжения изделий. В этом случае система управления в КУ представлена в неявном виде. Наиболее перспективные КУ разработаны с использованием метода нахождения технических решения, получившего название «метод исследования функционально-физических связей» МИФФС.
Из всего многообразия технологий и оборудования, применяемых в автоматизированных производствах для сопряжения осесимметричных изделий, наибольшей эффективностью обладают корректирующие устройства с комбинированной адаптацией, рефлекторной системой управления, где используются причинные взаимосвязи между физическими явлениями, происходящими в технологическом процессе.
Описание результатов проекта
Анализ, проведенный в ходе работы, показал, что наибольшей эффективностью обладают технологии и устройства с комбинированной адаптацией и рефлекторной системой управления. В результате работы были синтезированы новые рычажные корректирующие модули для сопряжения осесимметричных изделий типа «вал-втулка» и «втулка-вал», при использовании МИФФС предложен новый способ сборки сопряжения осесимметричных изделий типа «вал-втулка», также синтезировано новое универсальное корректирующее устройство, расширяющее номенклатуру захватываемых изделий, и позволяющее выполнять коррекцию при захвате. Макетирование данных устройств подтвердило их эффективность и промышленную применимость.
По результатам работы был получен патент РФ, получено решение о выдачи патента РФ, поданы 2 заявки на выдачу патента РФ.
Описание применимости
Предлагаемые устройства относится к области машиностроения, роботостроения, могут использоваться для коррекции положения плоских изделий при их захвате из стандартной тары, при выполнении сборочных операций для устранения рассогласования взаимного расположения сопрягаемых изделий типа "вал-втулка", "втулка-вал", "стакан-крышка", крышка-стакан" и т.п.. Наиболее эффективно применение устройств с использованием вакуумных и электромагнитных захватов.
Дальнейшее развитие проекта
Дальнейшим шагом в развитии проекта должна послужить работа по созданию опытных промышленных образцов на основе агрегатно-модульного принципа (предполагает создание конструкций механизмов на базе ограниченной группы нормализованных узлов и получения специализированных механизмов, отвечающих требованиям решения конкретной технологической задачи, не обладающих избыточностью функций, но более дешевых по сравнению с универсальными) и испытание их в условиях реального производственного цикла, конечной целью работы должно стать снижение производственных потерь (брак, дополнительная переналадка оборудования и т.д.), снижение цикла сборки изделий, снижение капитальных вложений в автоматизацию сборочных процессов, что в конечном итоге должно привести к снижению себестоимости конечного продукта.

Информация предоставлена участником конкурса. Организаторы конкурса не несут ответственности за содержание информации о проекте.

← К списку проектов




Список всех проектов финального этапа с датами защиты

 

© Всероссийский конкурс научно-технического творчества молодежи НТТМ