К ВОПРОСУ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОСВЯЗИ СБОРОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И КИНЕМАТИКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЙ

 

Ольховская О.О., Ищенко А.Л.
Прогресивные технологии и систeмы технологий.Сборник статей.-2000, №12 , (ДонГТУ, г. Донецк, Украина)

 

In clause the questions of interrelation kinematics of movements and assembly connections are investigated. The researches were carried out with the morphological analysis. The results can be use at designing technological systems of assembly.

Виды сборки классифицируют по следующим основным признакам [1, 2]: целостности соединений, подвижности составных частей, форме сопрягаемых поверхностей, методу образования соединений. На рис. 1 приведена классификация сборочных соединений [1, 2] в развернутом виде.

Для нахождения зависимости между сборочными соединениями и кинематикой технологических сборочных движений воспользуемся морфологическим анализом [3].

Морфологический анализ проведем в два этапа.

Первый этап - морфологический анализ для получения возможных вариантов сборочных соединений.

Морфологическими признаками является классификация по форме сопрягаемых поверхностей, целостности соединений, по условию подвижности.

Составляем матрицу признаков сборочных соединений, но так как метод образования сборочных соединений есть детализация формы сопрягаемых поверхностей, то этот метод в матрицу признаков не выносим.

 - разъемное, неразъемное соединение.

 - подвижное, неподвижное соединение.

 - плоское, цилиндрическое, коническое, сферическое, винтовое, профильное, комбинированное, ... .

Последняя совокупность морфологических признаков открыта для дальнейшего развития, так как возможно будут использоваться другие формы сопрягаемых поверхностей.

Число возможных вариантов сборочных соединений получается простым перебором морфологических признаков матрицы. Например:  - соединение разъемное, цилиндрическое, подвижное.

Число возможных вариантов сборочных соединений определяется по формуле:

,                                                 (1)

где - N₁ - число возможных вариантов сборочных соединений;

n - количество морфологических признаков;

k_i  - количество вариантов в i-ом морфологических признаке.

          Если построить n-мерное пространство (в данном случае  3-х мерное) и на каждой оси, принадлежащей одному из признаков, отложить его возможные  варианты, то получаем «морфологический ящик». В каждой точке его, характеризуемой n конкретными координатами, находится одно возможное движение (рис. 2).

Так как третий морфологический признак может в дальнейшем развиваться, то «морфологический ящик» не имеет границы по одной грани.

Вектора, исходящие из точки O, указывают на одно конкретное сочетание морфологических признаков, т.е. получаем конкретное сборочное соединение.

Второй этап - получение возможных вариантов кинематики технологических (сборочных) движений. Морфологическими признаками, при получении морфологической матрицы, являются: вид движения, количество движений для получения сборочного соединения, и элементарная кинематика движений относительно осей базовой системы координат. Наиболее простой вариант, когда базовая система координат неподвижна и связана с базовой компонентой [4, 5] (т.е. с деталью к которой происходит присоединение остальных компонент, входящих в данное сборочное соединение).

Такой вариант возможен, когда нет в процессе сборки совмещения транспортных и технологических функций.

1.    - нестационарное, стационарное движение.

2.   - от одного до 6 элементарных движений.

3.    - прямолинейное и вращательное движение относительно оси OX.

4.    - прямолинейное и вращательное движение относительно оси OY.

5.    - прямолинейное и вращательное движение относительно оси OZ.

Данной совокупностью морфологических признаков можно описать любое технологическое движение. Морфологические признаки 3, 4, 5 - не все могут быть использованы при описании технологического движения.

На рис. 3 приведен «морфологический ящик» вариантов технологических движений. Число возможных вариантов кинематики технологических (сборочных) движений определяется по формуле, аналогичной формуле (1):

,                                               (2)

где N₂ - число возможных вариантов кинематики технологических движений.

Остальные составляющие, входящие в формулу (2), имеют те же смысловые значения, что и в формуле (1).

Определим число возможных вариантов кинематики технологических движений:

.

Вектора, исходящие из точки O (рис. 3), каждый в отдельности, указывают на одно конкретное решение.

Все, вышеописанные морфологические признаки, для каждого этапа представим в матричном виде.

Для первого этапа:

,                (3)

где A₁ - матрица морфологических признаков сборочных соединений.

,                         (4)

где A₂  - матрица морфологических признаков технологических движений.

Для получения конкретного сборочного соединения число матриц A₂ должно быть равным числу элементов, входящих в данное сборочное изделие, в условиях совмещения транспортных и технологических функций. В противном случае, когда совмещение транспортных и технологических функций не возможно (или возможно для сборки нескольких элементов, входящих в сборочное соединение), то число матриц A₂ не равно числу элементов сборочного соединения.

Таким образом, предложенный морфологический поиск позволяет определить любое сочетание кинематики технологического движения и вида соединения сборочных компонент. Это позволяет определить все возможные  комбинации  кинематики  технологических движений и видов соединения сборочных компонент, а также произвести их анализ и выбрать наиболее рациональную комбинацию.

 

          Список литературы: 1. Муценек К. Я. Автоматизация сборки изделий: Издательство АН Латвийской ССР, Рига, 1964.- 164 с. 2. Муценек К. Я. Автоматизация сборочных процессов. - Л.: Машиностроение, 1969. - 108 с. 3. Настасєнко В. О. Морфологічний аналіз - методу синтезу тисяч винаходів. - К.: Техніка, 1994. - 44 стор. 4. Косилов В. В. Технологические основы проектирования автоматического сборочного оборудования. М., «Машиностроение», 1976. - 248 с. 5. Лебедовский М. С., Вейц В. Л., Федотов А. И. Научные основы автоматической сборки. - Л.: Машиностроение, 1985. - 316 с.