Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Выбор рациональной структуры автоматизированной системы для серийной сборки шаговых электродвигателей

Диссертация: Выбор рациональной структуры автоматизированной системы для серийной сборки шаговых электродвигателей
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Современная мировая потребность в электродвигателях малой мощности (до 100 Вт) достигает 80 млрд. штук в год. К таким двигателям относятся шаговые электродвигатели (ШД) — двигатели, преобразующие входной электрический импульсный сигнал в дискретные угловые или линейные перемещения ротора двигателя с возможной фиксацией его в определенных положениях. ШД применяются в системах перемещения… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА 1. Современное состояние теории и практики автоматизации сборки электродвигателей
    • 1. 1. Современные электродвигатели и область их применения
    • 1. 2. Основные направления обеспечения эксплуатационных показателей шаговых электродвигателей
    • 1. 3. Методы и автоматизированные средства технологического оснащения для сборки электродвигателей
    • 1. 4. Цели и задачи исследования
  • ГЛАВА 2. Выявление конструкторско-технологической взаимосвязи между параметрами соединяемых деталей и сборочной оснастки посредством структурных сборочных схем
    • 2. 1. Аналитическое представление структурных сборочных схем
    • 2. 2. Графическое представление структурных сборочных схем
    • 2. 3. Методика применения структурных схем при разработке сборочных систем и проектировании сборочной оснастки
    • 2. 4. Применение метода структурных схем для разработки структуры сборочной операции по установке ротора в статор шагового электродвигателя
  • ГЛАВА 3. Обеспечение универсальности сборочной оснастки на основе увеличения допусков исходных и составляющих звеньев технологической системы
    • 3. 1. Теоретические и экспериментальные исследования соединения деталей с фасонными заходными фасками
    • 3. 2. Методика определения параметров заходной фаски на направляющих элементах технологической оснастки
    • 3. 3. Применение методики определения параметров заходной фаски на направляющих элементах технологической оснастки
  • ГЛАВА 4. Методика проектирования средств технологического оснащения автоматизированной серийной сборки шаговых электродвигателей
    • 4. 1. Применение методики проектирования средств технологического оснащения для установки ротора в статор шагового электродвигателя
    • 4. 2. Разработка универсального приспособления для сборки роторов шаговых электродвигателей
  • ГЛАВА 5. Технико-экономическая эффективность автоматизированной системы сборки шаговых электродвигателей в серийном производстве

Выбор рациональной структуры автоматизированной системы для серийной сборки шаговых электродвигателей (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Современная мировая потребность в электродвигателях малой мощности (до 100 Вт) достигает 80 млрд. штук в год [5]. К таким двигателям относятся шаговые электродвигатели (ШД) — двигатели, преобразующие входной электрический импульсный сигнал в дискретные угловые или линейные перемещения ротора двигателя с возможной фиксацией его в определенных положениях. ШД применяются в системах перемещения инструментов и деталей на станках с ЧПУ, в компьютерах и периферийных устройствах ЭВМ, в печатающих устройствах и графопостроителях, а также в других средствах автоматизации.

Трудоемкость изготовления шаговых электродвигателей на 60.80% зависит от трудоемкости заключительных, сложных и наиболее ответственных сборочных операций, в значительной мере определяющих качество готовых изделий. Основным направлением снижения трудоемкости сборки является автоматизация.

Существующие методы и средства автоматизированной сборки шаговых электродвигателей являются малоэффективными в условиях серийного производства из-за больших временных и материальных затрат, связанных с переналадкой сборочных систем при переходе к сборке других, даже однотипных, изделий.

Рост потребности в электродвигателях малой мощности в отраслях машиностроения одновременно сопровождается обновлением их типоразмеров, поэтому актуальной является задача создания средств технологического оснащения, значительно снижающих сроки переналадки автоматизированных сборочных систем в условиях серийного многономенклатурного производства изделий.

Основы совершенствования и повышения эффективности сборочных работ на базе научных исследований были заложены и развиты в трудах выдающихся ученых д.т.н. проф. Б. С. Балакшина, д.т.н. проф. B.C. Корсакова, д.т.н. проф. М. П. Новикова и других. Научные исследования по выявлению рациональных путей автоматической сборки, по применению принципов адаптивного управления в сборочных автоматах с целью обеспечения точностных параметров сборочного процесса, необходимой производительности и эффективности систем, выполненные д.т.н. проф. A.A. Гусевым, позволили получить важные результаты, запатентованные в ведущих промышленно развитых странах мира.

Большой практический вклад в совершенствование сборочных работ и внедрение эффективных методов сборки в промышленности внесли отечественные научные и научно-производственные объединения: НИИТавтопром, НИИтрактосельхозмаш, ВНИТИприбор, ряд конструкторских бюро крупных заводов: ЗИЛа, ГАЗа, ВАЗа и др.

Существующие методики проектирования средств технологического оснащения автоматизированной многономенклатурной сборки изделий позволяют формализовать и решать задачи обеспечения точности, производительности и экономичности сборочных операций, в то же время, разработка структуры сборочной операции и принятие конструкторско-технологических решений сборочной системы разработчики выполняют, как правило, на основе собственного опыта и интуиции.

Актуальной является задача разработки такого морфологического описания (формализации) объектов сборки и взаимосвязей между объектами сборки и элементами технологической оснастки, которое позволило бы разработчику принимать научно-обоснованные и эффективные конструкторско-технологические решения на качественном и количественном уровне на этапах разработки технического задания и последующего проектирования сборочной системы. Это позволит сократить время и повысить эффективность проектирования, исключить создание неработоспособных и нерациональных автоматизированных сборочных систем.

Целью работы является повышение эффективности сборки шаговых электродвигателей в условиях серийного многономенклатурного производства путем выбора рациональной структуры автоматизированной сборочной системы.

Научной и методической базой для выполнения работы явились основополагающие разделы технологии машиностроения: теории точности, базирования и размерных цепей, положения теории машин и механизмов, теоретической механики, математической логики и комбинаторики.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

— Установлена и формализована технологическая взаимосвязь между геометрическими параметрами соединяемых деталей шаговых электродвигателей, схемами их базирования при сборке и конструктивными параметрами исполнительных поверхностей сборочной оснастки.

— Разработан метод структурных сборочных схем как инструмент анализа и синтеза структуры сборочных систем для эффективного выявления рациональных конструкторско-технологических решений на этапах разработки структуры сборочной операции и проектирования средств технологического оснащения.

— Установлена количественная зависимость числа звеньев в линейных и угловых размерных цепях от числа деталей, образующих сборочный контур, вида схем их базирования и соосности сопрягаемых поверхностей.

— Обосновано применение заходных фасок с отрицательным начальным углом наклона их образующих на направляющих элементах сборочной оснастки с целью увеличения допусков исходных и составляющих звеньев технологической системы, предотвращения заклинивания при соединении деталей типа вал-втулка и обеспечения универсальности средств технологического оснащения.

Достоверность и обоснованность научных результатов подтверждены проверками их эффективности при разработке структуры и проектировании автоматизированных средств технологического оснащения операций сборки шаговых электродвигателей и экспериментальными исследованиями. Практическая значимость работы заключается в следующем:

1. Разработан метод анализа и синтеза структуры сборочных систем с целью выявления рациональных конструкторско-технологических решений — метод структурных сборочных схем, позволяющий сократить время и повысить эффективность их проектирования.

2. На основе разработанного метода предложена и апробирована методика целенаправленного проектирования автоматизированных средств технологического оснащения операций сборки электродвигателей в условиях серийного многономенклатурного производства.

3. Разработана и экспериментально подтверждена методика определения формы и значений геометрических параметров направляющих поверхностей сборочной оснастки с целью увеличения допусков исходных и составляющих звеньев технологической системы, предотвращения заклинивания соединяемых деталей типа вал-втулка и обеспечения универсальности средств технологического оснащения.

4. В соответствии с разработанными методиками спроектированы универсальные средства технологического оснащения для типовых операций сборки электродвигателей. Исследования, проведенные на экспериментальных образцах спроектированной оснастки, подтвердили их эффективность в условиях серийного многономенклатурного автоматизированного производства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1. В диссертационной работе установлена и формализована конструкторско-технологическая взаимосвязь между геометрическими и физико-механическими параметрами соединяемых деталей шаговых электродвигателей, схемами их базирования при сборке и конструктивными параметрами исполнительных поверхностей технологической оснастки, и структурой сборочной системы.

2. Разработан метод структурных сборочных схем как инструмент анализа и синтеза структуры сборочных систем для эффективного выявления рациональных конструкторско-технологических решений при разработке структуры сборочной системы и проектировании средств технологического оснащения.

3. Установлена зависимость числа звеньев в линейных и угловых размерных цепях от количества деталей, образующих сборочный контур, вида схем их базирования и соосности сопрягаемых поверхностей соединяемых деталей.

4. Создана и экспериментально подтверждена методика определения параметров заходной фаски на направляющих элементах сборочной оснастки с целью увеличения допусков исходных и составляющих звеньев технологической системы, исключения заклинивания соединяемых деталей и обеспечения универсальности средств технологического оснащения.

5. Спроектированная посредством созданной методики технологическая оснастка позволяет устанавливать ротор диаметром от 21,8 до 28,963 мм и высотой рабочей поверхности от 11,7.36,7 мм в статор при автоматической сборке четырех типоразмеров шаговых электродвигателей посредством промышленного робота.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Автоматизация дискретного производства / Б. Е. Бонев, Г. Й. Бохачев, И. К. Бояджиев и др.- Под общ. ред. Е. И. Семенова, Л. И. Волчкевича. М.: Машиностроение, 1987- София: Техника, 1987. — 376 с.
  2. Автоматизация поискового конструирования / А. И. Половинкин, Н. К. Бобков, Г. Я. Буш и др.- Под общ. ред. А. И. Половинкина. М.: Радио и связь, 1981.-344с.
  3. Автоматические линии в машиностроении: Справочник: В 3-х т. М.: Машиностроение, 1984−1985. Т.1. / Под ред. Л. И. Волчкевича, 1984. — 312 с. Т.2. / Под ред. А. И. Дащенко, 1984. — 408 с. Т.З. / Под ред. А. И. Дащенко, Г. А. Навроцкого, 1985. — 480 с.
  4. Алексеев-Мохов С. Н., Любарская Т. А. Форма характеристик синхронизирующего момента шаговых электродвигателей с эксцентрично расположенным ротором // Труды МЭИ, вып. 86, часть I, 1971. С. 17−20.
  5. М. В. Технология производства электрических машин: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1993. — 592 с.
  6. М.В. Технология сборки электрических машин и аппаратов. М.: Высш.школа. 1986. — 287 с.
  7. .С. Теория и практика технологии машиностроения: В 2-х кн. -М.: Машиностроение, 1982. Кн.1. 288 е.- Кн.2. — 367 с.
  8. П.Н. Промышленные роботы и их применение: Робототехника для машиностроения, 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1983, 311 е., ил.
  9. П.Н. Робототехнические системы для машиностроения. М. Машиностроение, 1986. — 256 с. — (Автоматические манипуляторы и робототехнические системы)
  10. Н. П., Пасынков В. В., Тареев Б. М. Электротехнические материалы: Учебник для вузов. 7-е изд., перераб. и доп. — Л.: Энергоиздат, 1986.-260 с.
  11. П.Бозин В. Т. Исследование влияния технологии механической обработки магнитопроводов на энергетические показатели электрических машин: Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. М., 1980.
  12. А. И. Электрические машины. 3-е изд. — JL: Энергия, 1978. -832 с.
  13. A.B. Стржемечный М. М., Писарев Е. В. Особенности сборки пар вал-втулка с гарантированным зазором при трехточечном касании // Автомобильная промышленность, 1974, № 1. С. 32−33.
  14. А. П. Исследование влияния неравномерности воздушного зазора на характеристики асинхронного электродвигателя: Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. М., 1956.
  15. Гибкие производственные системы сборки / П. И. Алексеев, А. Г. Герасимов, Э. П. Давыденко и др.- Под общ. ред. А. И. Федорова. JL: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989. — 349 с.
  16. Гибкие сборочные системы / Под ред. У. Б. Хегинботама. М.: Машиностроение, 1988. — 400 с.
  17. A.B., Сливинская А. Г. Электромагниты постоянного тока. М.: Госэнергоиздат, 1960. — 187 с.
  18. A.A. Адаптивные устройства сборочных машин. М.: Машиностроение, 1979.-208 с.
  19. A.A. Основные принципы построения сборочных гибких производственных систем. М.: Машиностроение, 1988. — 52 с.
  20. A.M., Кулешова З. Г. Сборка высокоточных соединений в машиностроении. М.: Машиностроении, 1988. — 304 с.
  21. Диалоговое проектирование технологических процессов / Н. М. Капустин, В. В. Павлов, JI.A. Козлов и др. М.: Машиностроение, 1983. — 255 с. — (Б-ка технолога)
  22. A.JI. Численно-аналитический метод расчета магнитной проводимости воздушного зазора микромашин с двухсторонней зубчатостью с учетом торцевых эффектов: Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Д., 1987.
  23. Н.П. Электрические машины: Учебник для втузов. М.: Высш. школа, 1975.-295 с.
  24. В.В. Некоторые вопросы расчета шаговых электродвигателей: Дис. канд. техн. наук. Новосибирск, 1964. — 137 с.
  25. Иванов-Смоленский A.B., Абрамкин Ю. В. Численные методы применения конформного преобразования Кристофеля-Шварца в электромагнитных расчетах электрических машин: Учебное пособие. М.: МЭИ, 1981. — 111с.
  26. А.И. Аналитическое решение уравнений магнитного поля в дискретных структурах явнополюсных электрических машин // Электричество, 1979, № 8.-С. 18−22.
  27. А. Д. Повышение точности обработки статоров электродвигателей методом последовательного хонингования: Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Челябинск, 1992.
  28. Т. Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления. М.: Энергоиздат, 1987. — 200 с.
  29. Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник. М.: Машиностроение, 1983.-376 с.
  30. Косил ob B.B. Применение виброколебаний при автоматической сборке // Вестник машиностроения, 1965, № 3. С. 52. .54.
  31. Косил ob B.B. Технологические основы проектирования автоматического сборочного оборудования. М.: Машиностроение, 1976. — 248 с.
  32. М.С., Вейц В. Л., Федотов А. И. Научные основы автоматической сборки. Л.: Машиностроение, 1985. -316 с.
  33. Д.М., Воронин A.B. Автоматическая сборка соединений с зазором во вращающемся потоке газов // Научные основы автоматизации сборки машин / Под ред. д-ра техн. наук проф. М. П. Новикова. М.: Машиностроение, 1976. — 472 с.
  34. Т.А. Исследование шаговых электродвигателей с модулированным воздушным зазором: Дис. канд. техн. наук. Москва, 1973.
  35. В.Р. и др. Автоматическая балансировка роторов электрических машин и гиромоторов // Теория и практика балансировочной техники / Под. ред. В. Н. Шепетильникова. М.: Машиностроение, 1973. — С. 65−71.
  36. B.C. К определению условий самоориентирования деталей, сопрягаемых цилиндрическими поверхностями // Приборостроение: Сб. статей. Киев: Техника, 1965. — 260 с.
  37. Машиностроение. Энциклопедия / Ред. совет: К. В. Фролов (пред.) и др. М.: Машиностроение. Т. III-5: Технология сборки в машиностроении / A.A. Гусев, В. В. Павлов, А. Г. Андреев и др.- Под общ. ред. Ю. М. Соломенцева. 2001.-640 с.
  38. С. Ю. Влияние неравномерности гребенчатой зубцовой зоны статора на электромагнитный момент гибридного шагового электродвигателя: Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. СПб. 1994.
  39. Н.П., Щеголев В. А. Математические основы технологической подготовки гибких производственных систем. М.: Издательство стандартов, 1985.-256 с.
  40. Методические указания. Цепи размерные. Основные понятия. Методы расчета линейных и угловых цепей. РД 50−635−87. Введ. 01.07.88. -М., 1987.
  41. Механизация и автоматизация сборки в машиностроении / A.B. Воронин, А. И. Гречухин, A.C. Калашников и др. М.: Машиностроение, 1985. -272 с. — (Б-ка технолога)
  42. В. Б., Черпаков Б. И., Гагашкин Г. И. Технология механической обработки в массовом производстве электродвигателей. М.: Энергия, 1981.- 176 с.
  43. А. П. Исследование влияния технологических погрешностей на качество двигателей постоянного тока: Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Томск, 1980.
  44. К.Я. Развитие научных основ автоматизации процессов сборки // Автоматизация производственных процессов в машиностроении и приборостроении: Сб. статей. Рига: Зинатие, 1969. — 312 с.
  45. Научные основы автоматизации сборки машин / Под ред. М. П. Новикова. -М.: Машиностроение, 1976. 472 с.
  46. З.Д. Методы поиска и анализа уравнений проектирования индукторных шаговых двигателей. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. М., 1972.
  47. А. А. Технология и оборудование производства электрических машин. М.: Высш. Школа, 1980. — 312 с.
  48. И. М. Некоторые вопросы расчета шагового двигателя параметрического типа с магнитной асимметрией // Электродвигатели малой мощности: Сборник. JL: Наука. Ленингр. отд-ние, 1971. — С. 26−29.
  49. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: Справочник-учебник в 3-х т. Т. 3. Проектирование станочных систем / Под общей ред. A.C. Проникова М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана- Изд-во МГТУ «СТАНКИН», 2000. — 584 с.
  50. Промышленные роботы: Внедрение и эффективность / Асаи К., Кодзима Т. и др. М.: Мир, 1987. — 384 с.
  51. Промышленные роботы в машиностроении: Альбом схем и чертежей: Учебн. пособие для технических вузов / Ю. М. Соломенцев, К. П. Жуков, Ю. А. Павлов и др.- Под общ. ред. Ю. М. Соломенцева. М.: Машиностроение, 1986.-140 с.
  52. В.А., Ивоботенко Б. А. Шаговые двигатели для систем автоматического управления. -М.: Госэнергоиздат, 1962. 128 с.
  53. Роботизированные производственные комплексы / Ю. Г. Козырев, A.A. Ку-динов, В. Э. Булатов и др.- Под ред. Ю. Г. Козырева, A.A. Кудинова. М. Машиностроение, 1987. — 272 с. — (Автоматические манипуляторы и робо-тотехнические системы)
  54. Робототехнические системы в сборочном производстве / Под ред. Е. В. Пашкова. К.: Вища шк. Головное изд-во, 1987. — 272 с.
  55. Ф.А., Лобзов Б. А. К определению скорости относительного движения собираемых деталей при вибрационной сборке // Автоматизация производственных процессов в машиностроении и приборостроении: Сборник. Рига: Зинатие, 1972. — 220 с.
  56. Технологические основы агрегатирования сборочного оборудования / А. И. Дащенко, Ю. М. Золоторевский, И. И. Ламин и др. М.: Машиностроение, 1991. — 272 с. — (Основы проектирования машин)
  57. A.C. Совершенствование процессов автоматизации сборочных работ. Л.: Машиностроение. Ленигр. отд-ние. 1979. — 230 с.
  58. В.В. Электрические машины систем автоматики: Учебник для вузов. 2-изд., перераб. и доп. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1985 — 368 е., ил.
  59. П.А. Автоматы для динамической балансировки роторов электродвигателей // Технология электротехнического производства. М., 1975. -С. 23−25.
  60. М., Регулирование энергетических ядерных реакторов. М: Госэнергоиздат, 1959. — 172 с.
  61. Ф. М. Электрические машины автоматических устройств. М.: Высш. школа, 1976. — 412 с.
  62. В.А. Ориентирующие механизмы сборочных автоматов. М.: Машиностроение, 1975.- 165с.
  63. How robots came to the end of the line // The Engineer. 1983. — Vol. 257, № 6654.-P. 19−21.
  64. Nevins, J.L. and Whitney, D.E. Categorization and Status of Assembly Research, С SDL Report No. P-330. Charles Stark Draper Laboratory, 1976.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!