UNIVERSITATEA TEHNIC din CLUJ-NAPOCAFacultatea Construcii de Maini Catedra T.C.M

TEHNOLOGII I ECHIPAMENTE DE ASAMBLARECapitolul 5MIJLOACE DE AUTOMATIZARE I MECANIZARE A ASAMBLRILOR

5.1. Concepia modular a mijloacelor de asamblareConceptul construcie modular reprezint una din principalele ci de realizare a flexibilitii sistemelor de asamblare. Modul un ansamblu tehnologic (main, dispozitiv, scul) realizat ca parte component a unei familii sau grupe de ansamble destinate s ndeplineasc o funcie tehnologic comun i conceput n aa fel nct s poat funciona interconectat cu module de alt funcionalitate n cadrul sistemelor de fabricaie. Mulimea de module care ndeplinete aceeai funciune poart denumirea de sistem modular (Baukastesystem, building block).Sisteme modulare: elementele tipizate pentru construcia mainilor agregat, a centrelor de prelucrare ( capete de for, sisteme de indexare, magazii de scule etc.), diferitele echipamente de asamblare, realizate din diferite elemente tipizate.

5.1. Concepia modular a mijloacelor de asamblareIn cazul sistemele de fabricaie - funcia sistemului const n executarea unei anumite tehnologii.La sistemele modulare - funcia sistemului este aceea de a furniza sistemelor de fabricaie module de lucru necesare executrii unor anumite operaii. Funcia sistemului modular este mai ngust dect aceea a unui sistem de fabricaie, deoarece nu ndeplinete numai o parte din funciile acestuia. Pe de alt parte n multe cazuri elementele sistemului modular sunt destinate echiprii unei mulimi de sisteme de fabricaie. Fig.5.1.Relaia sistem de fabricaie - sistem modularSpre deosebire de sistemul de fabricaie , care este dinamic- n timpul funcionrii permite trecerea de la o stare la alta, sistemul modular este o construcie static-fix.

5.1. Concepia modular a mijloacelor de asamblareMetoda logic de concepie a sistemelor modulare este prezentat schematic n figura 5.2.ManipulareDepozitareSchimbare de loc si directieSchimbare de pozitieApucare si eliberareVerificare a pozitieiTransfer

Alimentare

Adunare

Evacuare

Mecanic

Electric

Pneumatic

Hidraulic

Cilindric

Paralelipipe-dic

Sferic

Plat

5.1. Concepia modular a mijloacelor de asamblarePrima faz const n descompunerea funciunii generale a sistemului n funciuni elementare i asocierea fiecrei funciuni elementare cu un subsistem modular. S-a descompus funciunea general manipulate n 5 funciuni elementare : depozitare, schimbare loc i direcie, schimbri de poziie, apucare i eliberare, verificarea poziiei.Desigur pot fi adoptate i alte descompuneri, mergndu-se la o diviziune mai adncit a funciilor.Urmeaz definirea elementelor fiecrui sistem n parte. n acest scop se folosete metoda cutiei morfologice, care reprezint de fapt o clasificare a tuturor elementelor componente ale sistemului n funcie de mai multe criterii, fiecare etaj al cutiei reprezentnd clasificarea dup un anumit criteriu. n cazul ales este util ca n primul etaj al cutiei morfologice s se fac clasificarea n funcie de caracteristicile interne ale funciunii elementare, cu alte cuvinte n funcie de natura operaiei respective.Pentru funciunea schimbare de loc i direcie-de exemplu, se ajung la clasele: transfer, alimentare, evacuare, adunare i sortare.n al doilea etaj se ine seama de caracteristicile externe ale funciunii, n principal de agentul energetic folosit, de exemplu clasele : mecanic, electric, pneumatic.Etajele 3 i 4 reprezint clasificri de form, respectiv dimensiune a piesei.

5.1. Concepia modular a mijloacelor de asamblareUn anumit modul va fi definit printr-un cod de attea cifre cte etaje are cutia morfologic, respectiv printr-o traiectorie care leag ntre ele cte o clas din fiecare etaj. Parcurgerea acestei scheme reprezint prin ea nsi aplicarea tipizrii i unificrii n concepia sistemului modular. Unificarea urmrete ns n continuare i acoperirea integral a cerinelor printr-un sortiment minim de elemente Dac se noteaz cu : n1,n2,...ni - numrul de clase din fiecare etaj al cutiei morfologice, numrul total de elemente diferite care acoper necesitile va fi :Prin tipizare constructiv se tine s se reduc aceast varietate, aducnd-o la un numr de Nt module, astfel nct gradul de tipizare :

5.1. Concepia modular a mijloacelor de asamblareParticularitile concepiei modulare a utilajelor, dispozitivelor i sculelor de asamblare, n raport cu modul convenional de proiectare a acestora, sunt urmtoarele: Stabilirea funciunii fiecrui modul pe baza unei analize morfologice n aa fel nct s acopere un numr ct mai mare de funciuni cu un numr ct mai mic de module diferite; Stabilirea caracteristicilor funcionale ale modulelor ntr-o strict corelaie reciproc, asigurnd astfel interconectabilitatea ansamblelor modulare n cadrul sistemelor complexe.Aplicarea conceptului de tehnologie vzut ca sistem asociat cu concepia modular, ca baz teoretic pentru proiectarea tehnologic reprezint o condiie important pentru tipizarea i unificarea produselor i tehnologiilor i pentru flexibilizarea sistemelor de fabricaie n construcia de maini.

5.2. Procedee de asamblare mecanizate i automatizate

Asamblrile prin presare sunt de asemenea foarte frecvente (fig.5.3,B). Execuia automat a asamblrilor prin presare necesit o foarte precis poziionare relativ.Asamblrile prin deformare plastic sunt nedemontabile (Fig.5.3,C). Ele se preteaz deosebit de bine la execuia automat .Nituirea (fig.5.3,Cb) procedeu complect abandonat n construciile metalice grele ca urmare a generalizrii structurilor sudate, a devenit foarte frecvent n mecanica fin, datorit posibilitilor numeroase de execuie cu mare productivitate.Sertizarea ( fig.5.3,C1 i C2) const n deformarea frontal a unor elemente special formate n acest scop.

n cadrul sistemelor de asamblare este marcat din ce n ce mai mult tendina de a include operaii de lipire i sudare. Din cadrul operaiilor de sudare, cel mai mult se preteaz la asamblare sudarea n puncte, care se poate automatiza i robotiza

5.2. Procedee de asamblare mecanizate i automatizate

a n gaur filetatb n gaurnefiletatc - fr pregurire (n plin) nurubarea (fig.5.3,A) este principalul procedeu de realizare a asamblrilor demontabile, pretndu-se bine la execuia automat. In tabel se arat necesarul redus de timp n cazul asamblrii a 100 uruburi autofiletate ntr-o carcas de frigider. A.nurubareTabelul 5.1.

5.2. Procedee de asamblare mecanizate i automatizate

a ndoireb nituirec sertizared bordurare e evazare

a ajustaj presat b fixare cu bolB. PresareC. Deformare plastica

5.2. Procedee de asamblare mecanizate i automatizate

a prin rezisten; b cu material de adaos; c cu laser; d prin frecare.a - exterioar b - interioar D. Deformare elastica E. Lipirea cu aliaj uor fuzibilb cu adezivF. Sudare

5.3. Orientarea relativ a pieselor ce se mbin ntr-un sistem automatTabelul 5.2. Faze de orientare ntlnite la asamblare 5.3.1. Condiii generalePentru a se putea realiza uor mbinarea a dou piese, este necesar mai nti efectuarea unei analize a posibilitilor de orientare relativ, folsindu-se scheme de orientare individual a acestora.

5.3. Orientarea relativ a pieselor ce se mbin ntr-un sistem automatTabelul 5.3. Posibiliti de orientare a unor piese cu diferite forme

5.3. Orientarea relativ a pieselor ce se mbin ntr-un sistem automatTabelul 5.3.continuare Posibiliti de orientare a unor piese cu diferite forme

5.3. Orientarea relativ a pieselor ce se mbin ntr-un sistem automatn scopul prezentrii modului de efectuare a unei analize a posibilitilor de orientare se prezint n continuare dou exemple din practica uzinal:Inseria unui arbore ntr-o buc. n primul rnd se observ c ambele piese sunt cilindrice . n scopul mbinrii, orientarea se va realiza pe suprafeele exterioare i pe una din suprafeele frontale ( de obicei cea aezat inferior, dac piesele sunt deplasate cu axa vertical) . Din analiza situaiei 1 din tabelul 5.3., observm c dintre cele trei posibiliti de orientare , cea mai favorabil este orientarea dup un plan al lotului de cilindri cu tolerana care creeaz o eroare :

fa de orientarea pe prism car ecreeaz o eroare:

unde este unghiul prismeiAstfel pentru orientare se prefer prima variant. Diferitele soluii posibile sunt prezentate n figura 5.4

5.3. Orientarea relativ a pieselor ce se mbin ntr-un sistem automatFig.5.4. Posibiliti de orientare dup un plan a pieselor arbore-buc pentru mbinare Cele dou variante ale orientrii sunt :a)buca este adus pe partea inferioar pn la opritorul din partea stng iar arborele pe partea superioar pn la opritorul aezat n partea opus dreapta;b)-opritorul arborelui se poziioneaz de aceeai parte cu buca.Analiza erorilor de poziionare trebuie efectuat pentru ambele variante, innd seama i de unele date iniiale cum ar fi :- cmpul detoleran al arborelui Td ;-cmpul de toleran al bucei TD ;-excentricitatea posibil dintre cele dou suprafee cilindrice e.

5.3. Orientarea relativ a pieselor ce se mbin ntr-un sistem automatb) Realizarea unei mbinri filetate n cazul realizrii asamblrilor filetate, un element este fix ( de obicei piulia) i unul este mobil i execut micarea de rotaie.

Fig.5.5. Orientarea greit la asamblarea pieselor filetate nurubarea urubului se poate realiza n trei variante: ntr-o gaur filetat anterior; ntr-o gaur cilindric nefiletat; ntr-un material plin ( cu scula combinat burghiu + tarod). Dac urubul are tendina de a-i apropia axa de cea a piuliei, este OK. Dac are tendina de a-i mri unghiul de nclinare, se produce nepenire

5.3. Orientarea relativ a pieselor ce se mbin ntr-un sistem automat

La automatele de nurubat, ghidarea urubului este realizat de obicei prin intermediul a dou semibuce. Dup nurubarea pe o distan egal cu doi, trei pai, semibucile se retrag, fapt ce permite trecerea capului urubului i efectuarea strngerii complecte.Buca de ghidare ( n stare nchis) va dispune de un diametru al suprafeelor de ghidare corespunztor unei orientri bune. Lungimea acesteia va fi astfel adoptat nct n momentul n care urubul a ptruns cu doi, trei pai capul acestuia s nu ating buca. Aceast condiie impune ca lungimea maxim a bucei s satisfac expresia :L- repezint lungimea corpului urubului;p- pasul urubului;b nlimea teiturii urubului

5.3. Orientarea relativ a pieselor ce se mbin ntr-un sistem automat

5.3.2. Orientarea pieselor n sisteme de asamblare dotate cu roboi Folosirea roboilor industriali n cadrul operaiilor de asamblare a nceput dup anii 1970. ntrziera este datorat , n special complexitii micrilor necesare operaiilor de orientare i mbinare.Pentru a evita efectele nedorite ale erorilor de orientare in timpul asamblrii cu ajutorul roboilor industriali, acetia sunt dotai cu dispozitive de corectare a erorii de orientare. Dispozitivele de corectare a erorii de orientare dispun de aa zisele elemente de complian, adic elemente care particip direct la crearea condiiilor de mbinare. Dispozitivele de corectare pot fi pasive i active.Dispozitivele de corectare pasiv a erorilor pot fi dotate cu elemente de complian controlat sau necontrolat (fig. 5.6), mese x-y pasive sau cu vibrator.

5.3. Orientarea relativ a pieselor ce se mbin ntr-un sistem automat

Fig. 5.6. Dispozitiv de livrare cu complian necontrolatObiectul 1 fixat n dispozitivul de prehensiune 2 este introdus ntre ghearele mandrinei 3, prin intermediul elementelor elastice 4, care permit o deplasare spaial ( necontrolat) n funcie de aciunea forelor de contact. Obiectul va ocupa poziia corect prin deplasarea n direcia unde mandrina 3 opune o rezisten redus

Fig.5.7. Fazele operaiei de mbinare a unui arbore cu o buc folosind roboiLegtura dintre dispozitivul de orientare i cel de prehensiune se realizeaz prin elementul de complian dotat cu senzori de for, ce pot sesiza deplasrile relative pe trei direcii. Comanda de introducere este divizat pe trei secvene : contact, cutare, introducere. n prima faz arborele este adus n contact cu buca. n aceast poziie, arborele este deplasat ctre axa gurii, cu micare perpendicular pe ax. Datorit flexibilitii dispozitivului de complian, arborele se nclin sub aciunea efectului unei reduceri a rezistenei mecanice opuse de ctre alezaj. Cnd axa arborelui coincide cu cea a gurii, dispozitivul de complian l centreaz definitiv, senzorii confirmnd sfritul operaiei de centrare. Senzorii folosii frecvent n construciile dispozitivelor de corectare a erorilor de orientare sunt electrorezistivi ( mrci tensometrice montate pe elemente elastice), pneumatice sau chiar camere video.5.3. Orientarea relativ a pieselor ce se mbin ntr-un sistem automat

5.4. Utilaje de mecanizare i automatizare utilizate la operaiile de asamblare

5.4.1. Mijloace folosite la asamblarea prin nurubare

Echipamentul de nurubare trebuie s asigure o mbinare strns i sigur a pieselor asamblate. Cuplul de strngere trebuie astfel ales nct s nu produc deformri ale filetului. Exist trei soluii :- prin nurubare cu un numr dat de rotaii, corespunztor numrului de spire aflat pe tija urubului; - prin oprirea procesului de nurubare pe o anumit lungime a tijei filetate;- prin limitarea cuplului de nurubare, folosind dispozitive adecvate, chei dinamometrice ( fig.5.8), mandrine care se decupleaz automat la atingerea valorii reglate a momentului ( fig.5.9).

5.4. Utilaje de mecanizare i automatizare utilizate la operaiile de asamblare

n cazul cheilor dinamometrice, momentul de patinare se regleaz cu ajutorul unui arc, care poate fi plat sau spiral Fig.5.9. Mandrin cu decuplare la suprasarcinMomentul de patinare se regleaz prin tensionarea arcului

5.4. Utilaje de mecanizare i automatizare utilizate la operaiile de asamblare Fig. 5.8. Cheie dinamometricAceste tipuri de chei msoar deformaia unei piese format ca arc

Fig.5.10. Schema de principiu a unui dispozitiv de nurubat Dispozitivul este format din motorul de antrenare (electric sau pneumatic), reductorul de turaii, cuplajul elastic i arborele principalMotor 5.4. Utilaje de mecanizare i automatizare utilizate la operaiile de asamblare

Fig.5.11. Main pneumatic de nurubat Prile componente principale sunt :1 motorul pneumatic;2 - reductor planetar;3 cuplaj cu gheare;4- cap de lucru legat de arborele principal;5 ghearele cuplajului. 5.4. Utilaje de mecanizare i automatizare utilizate la operaiile de asamblare

Una din metodele cele mai frecvente de mbinare prin deformare plastic este nituirea. Dezavantajele acestei metode, n principal zgomotul i deformarea necontrolat a materialului, au condus la apariia unor metode noi, bazate pe deformarea progresiv prin rulare a capului de nit.Fig.5.12. Schema de principiu a mainii de nituit prin rulare tangenial 5.4.2. Mijloace folosite la mbinarea prin deformare plastic

5.4. Utilaje de mecanizare i automatizare utilizate la operaiile de asamblare Broa de nituit b se rotete n capul vertical c. n alezajul nclinat din broa de nituit se afl buterola r. ntregul ansamblu al broei de nituit se deplaseaz vertical pe coloana k, sub aciunea cilindrului pneumatic p. Axa buterolei descrie mantaua unui con. Partea frontal a buterolei atinge iniial nitul pe un punct de pe periferie, acest punct devine apoi o linie Dac reglajul mainii este corect, buterola nu se rotete n suportul ei, astfel c nu apare nici o alunecare ntre buterol i capul nitului. a crei lungime este egal cu semidiametrul tijei nitului.

5.4. Utilaje de mecanizare i automatizare utilizate la operaiile de asamblare Tabelul 5.4. Legtura ntre forma capului de nit i capul buteroleiForma buteroleiForma capului de nitPlan

Concav

Conic

Conic

Sferic

Plan

Fig.5.13. Cinematica nituirii prin rulare radial Fig.5.14. Nituirea prin rulare radial 5.4. Utilaje de mecanizare i automatizare utilizate la operaiile de asamblare n cazul nituirii prin rulare radial , buterola execut o micare complex n rozet ( fig.5.13), astfel nct principala aciune de deformare a capului se exercit n sens radial, ceea ce diminueaz gradul de ecruisare al materialului i permite folosirea i a niturilor din oeluri cu duriti i rezistene superioare. Buterola se deplaseaz n sensul razei seciunii nitului alunecnd pe suprafaa sferic.

Asamblarea prin deformare n cmp electromagnetic constituie un procedeu neconvenional de asamblare care prezint interes din cauza avantajelor pe care le prezint n raport cu procedeele convenionale cu acelai efect, n special n cazul unor sisteme de asamblare cu mare productivitate.Fig.5.15. Schema instalaiei de deformare electromagnetic : 5.4.3. Echipamente pentru asamblarea prin deformare n cmp electromagnetic 5.4. Utilaje de mecanizare i automatizare utilizate la operaiile de asamblare Energia electric acumulat n timp de cteva secunde, n condensatorul C este descrcat prin oc ( n cteva zeci de microsecunde), prin redresorul de nalt tensiune R, n bobina 1, de unde prin intermediul concentratorului 2 este adus la nivelul pieselor p transformndu-se n energie cinetic de deformare. Concentratorul este un inel despicat din material conductor, neferomagnetic, concentrarea energiei fcndu-se n zona pragului c, zon n care inducia magnetic este maxim.

. Timpul transformrii este aprox.10-5 , iar puterea dezvoltat instantaneu circa 300 MW. Procedeul prezentat n figur reprezint varianta n care se obine comprimarea piesei din exterior spre interior. Iniial deformarea electromagnetic a fost aplicat n industria aerospaial. n continuare aplicaiile s-au extins pentru urmtoarele domenii prefereniale :- asamblri tubulare metal pe metal;- asamblri de inele metalice sau de capace de form neregulat pe ceramic sau sticl;asamblri metal-cauciuc pe corpuri de revoluie.Exemple de aplicaie industrial a asamblrii prin deformare electromagnetic:- nchiderea capacelor sticlelor de medicamente sterilizate;- strngerea pachetelor de tole la miezurile de micromotoare electrice;- montarea capacelor de sigurane fuzibile;- mbinarea elementului elastic de cauciuc pe corpul articulaiei prin intermediul unui inel metalic elastic la bara de direcie a automobilului;sertizarea armturilor metalice pe conducte de cauciuc de nalt presiune. 5.4. Utilaje de mecanizare i automatizare utilizate la operaiile de asamblare

5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulare

5.5.1. Importanta automatizrii operaiilor de manipulare Importana problemei automatizrii operaiilor de manipulare rezult n primul rnd din volumul considerabil de munc, care le revine n fabricaia de maini i aparate. Dac ponderea operaiilor de asamblare, din manopera total de fabricaie este ntre 2070 %, statisticile evideniaz c peste o treime din aceast manoper de asamblare revine operaiilor de manipulare.Un alt argument care accentueaz importana automatizrii operaiilor de manipulare, l constituie complexitatea acestor operaii ( la manipularea manual aceste operaii se realizeaz prin coordonarea biologic ochi-mn, pe care o realizeaz creierul uman).n cadrul manipulrii automate, aceste operaii se execut cu ajutorul unor dispozitive i echipamente speciale.

O soluie avantajoas o constituie sistemele modulare de automatizare a manipulrii (fig. 5.16 A, B).

Fig.5.16. Schema concepiei sistemelor modulare de elemente de automatizare a manipulrii :A- module de automatizare specifice pe funcii; 5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulare

Fig.5.16. Schema concepiei sistemelor modulare de elemente de automatizare a manipulrii :B module de micri elementare. 5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulare

Dac se analizeaz structura fiecrei funciuni de manipulare n parte ( fig.5.16,B) se constat c ele se compun dintr-o succesiune de micri elementare : rotaii, translaii, i apuc- d drumul. Parametrii geometrici ai acestor micri ( poziia de ncepere i poziia de ncheiere a micrii, succesiunea n timp, etc.) depind de la un caz la altul. Astfel se poate defini un mod de concepie a sistemului modular de elemente de automatizare a manipulrilor, prin asocierea cte unei familii de module, cu fiecare micare elementar.Va rezulta deci o familie de module de translaie, una de module de rotaie i alta de dispozitive apuc - d drumul. Combinnd n diferite tipuri aceste trei tipuri de elemente i prevznd un sistem de comand adecvat , care s asigure succesiunea n timp i parametrii geometrici ai micrilor, se poate rezolva orice problem de manipulare. Aceasta este geneza logic a roboilor industriali. Prin crearea roboilor industriali se realizeaz elemente de automatizare a manipulrilor prezentnd n primul rnd o mare flexibilitate, respectiv o mare adaptabilitate la sarcini tehnologice diferite. 5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulare

5.5.2. Clasificarea pieselor din punct de vedere al condiiilor de manipulare automat

Aplicarea practic a schemei de concepie a modulelor pentru automatizarea manipulrii din figura 5.16, A, presupune elaborarea unor clasificri suficient de detailate a pieselor i a modurilor de manipulare posibile .

In tabelul urmtor (tab.5.5.) se prezint o clasificare i codificare elaborat la Universitatea din Massachusets ( SUA). Clasificarea i codificarea folosete un cod de 3 cifre pentru piesele de dimensiuni mici specifice aparatelor electrice i ansamblelor mecanice pentru automobile. 5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulare

Tabelul 5.5. Clasificarea pieselor din punct de vedere al condiiilor de manipulare 5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulare

CRITERIUL ICRITERIUL IICRITERIUL III0RotitorL/D1,52Piesele nu pot fi inute de cap;au centrul de greutate prea nalt2Profilul exterior nu esteBETA-simetricNumai pe suprafaa cilindric33Profile prea mici pt .a putea fi orientate3Numai pe suprafaa de capt44Fr trepte BETA-simetrice sau teituri pe suprafaa exterioarNumai pe suprafaa cilindric4Pe suprafaa cilindric i de capt55Numai pe suprafaa de capt5Profile prea mici pentru a putea fi orientate66Pe supraf. cilindric i de capt6Nu are proeminene exterioareCanale, caneluri, guri sau faete77Profilele interioare fr coresponden exterioar7Fante, canale, guri sau faete numai pe suprafaa exterioar de capt88Profil BETA-asimetric sau profil geometric prea mic pt orientare8Profile prea mici sau alte profile geometrice99Altfel de profile dect geometrice9Altfel de profile dect geometrice

La Universitatea din Stuttgart s-a elaborat o codificare care ine seama de comportarea pieselor la manipulare ( fig. 5.16 i 5.17).Fig.5.17. Clasificarea pieselor n funcie de comportarea la manipulare 5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulare

Fig.5.18. Clasificarea pieselor n funcie de modul de aezare la manipulare 5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulareSrme Plate Cilindrice Paraleli Conice Piramidale Ciuperci Cave Compuse Neregulate Sferice Lungi pipedice-

Poziii de repaosOrdonateDezordonate

Tabelul 5.6. Clasificarea modurilor de manipulare a pieselor (pe baza lucrrilor Universitii din Stuttgart)Un mod de micare este determinat printr-un cod format din trei semne : o cifr roman, o liter arab i o cifr arab Exemplu:codul I C 2 indic o micare liber de alunecare (pe plan nclinat) ntr-un ghidaj pe mai multe laturi. 5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulare5.5.3. Alegerea modului de manipulareAvndu-se la dispoziie o clasificare a modurilor de manipulare se poate determina pentru fiecare tip de pies, cel mai potrivit mod de manipulare, putndu-se alege astfel i dispozitivul de manipulare corespunztor.

5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipularePentru manipularea unei piese cilindrice drepte trebuie aleas micarea liber ( I ) prin rostogolire cu alunecare ( D ), cu ghidare pe o singur parte ( 1 ). Se poate lua n considerare i rostogolirea (B) sau alunecarea simpl (C) precum i ghidarea complet (3), care corespund unor probabiliti, apropiate de cea maxim.Pe baz de analiz logic i cercetri experimentale s-au ntocmit tabele care arat procentual probabilitatea de soluionri corecte a manipulrii automate a unui tip de pies printr-un anumit mod de manipulare (tab.5.7)

Tabelul 5.7. Probabilitatea de manipulare automat corect a diferitelor tipuri de piese prin diferite moduri de manipulare Pentru manipularea unei piese cilindrice drepte trebuie aleas micarea liber ( I ) prin rostogolire cu alunecare ( D ), cu ghidare pe o singur parte ( 1 ). Se poate lua n considerare i rostogolirea (B) sau alunecarea simpl (C) precum i ghidarea complet (3), care corespund unor probabiliti, apropiate de cea maxim. 5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulare

Pentru alegerea modului optim de manipulare se ntocmesc fie tehnice cu toate datele necesare ( Fig. 5.18 ).Fig.5.18. Fia tehnic a unui dispozitiv de alimentare i orientare pentru piese cilindriceAlimentatorul din figur este potrivit pentru orice pies cilindric avnd raportul L/D n limitele 1,54,5.

Proiectarea dispozitivelor de manipulare si reglarea acestora necesit ndelungate i costisitoare experimentri. 5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulare

5.5.4. Analiza comporrii pieselor n micarea) Probabilitatea de orientare a pieselor cilindrice. O pies cilindric, n cdere liber, se poate aeza pe un plan orizontal n dou moduri : pe suprafaa frontal sau pe generatoare. Se pune problema determinrii probabilitii de aezare n fiecare din aceste poziii.ntr-o sfer cu raza R = 1 se pot nscrie o mulime de cilindri cu raportul L/D oarecare . Probabilitatea teoretic de aezare pe suprafaa frontal este dat de raportul dintre suma ariilor calotelor sferice limitate de cercurile de intersecie ale cilindrului cu sfera i aria sferei. Considernd notaiile din figura 5.19 se poate scrie .Fig.5.19. Aezarea unei piese cilindrice 5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulare

b) Probabilitatea de aezare a unei piese de revoluie oarecare.Fig.5.20. Aezarea unei piese cilindrice cu mai multe trepteExist trei posibiliti de aezare : pe suprafaa d1 , pe suprafaa d2 i oblic pe mantaua conului exnscris.Probabilitatea de cdere pe suprafaa d1, dedus ca n cazul a este:

SS 5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulare

Probabilitatea de cdere pe suprafaa d2 este dat de raportul dintre aria calotei sferice care rezult din intersecie sferei cu conul format de prelungirile generatoarelor conului cu vrful n S i avnd ca directoare cercul d2 i aria sferei :

(5.6)

iar probabilitatea de cdere pe manta este : 5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulare

c) Probabilitatea de aezare a pieselor prismatice 5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulare

d). Comportarea pieselor la rostogolire.Pentru transferul pieselor cilindrice, foarte des se folosete planul nclinat. Piesele cilindrice cu raport L/D>0,5 se rostogolesc n direcie perpendicular pe ax, fr ghidaje. n funcie de coeficientul de frecare i unghiul planului nclinat se realizeaz rostogolire simpl sau rostogolire cu alunecare.Astfel : pentru - are loc rostogolire pur;

pentru - rostogolire cu alunecare. 5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulare

La dimensionarea limii canalului de ghidare trebuie s se in seama de pericolul nepenirii pieselor n canal prin aezare oblic . Limea critic a canalului , adic limea a crei depire permite blocarea, este ceva mai mic dect diagonala seciunii axiale a cilindrului ( fig.5.22) :Fig.5.22. Pies cilindric n ghidaj 5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulare

5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulareFig.5.23. Diagram pentru determinarea limii critice a canalului de rostogolire ( oel/oel )

5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulareTabelul 5.8. Unghiuri de pant minime pentru alunecaree). Comportarea pieselor la alunecareAlunecarea corect a pieselor pe un plan nclinat este condiionat de stabilitatea piesei ( s nu existe tendine de rsturnare) i de nvingerea forei de frecare

5.5. Mecanizarea si automatizarea operaiilor de manipulareFig.5.24. Nomogram pentru coeficieni de frecare n canale de ghidare

5.6. Dispozitive de manipulare5.6.1. Dispozitive de depozitaren dispozitivele de depozitare ncepe i se termin procesul de manipulare. Ele se divid n dou mari categorii, dup cum sunt destinate depozitrii n vrac sau ordonate.Pentru depozitarea n vrac elementul de baz l constituie containerul, care se execut ntr-o mare varietate de forme i dimensiuni. Condiiile care se impun containerelor n principal, sunt urmtoarele :posibilitate de stivuire stabil;posibilitate de ncrcare i descrcare uoar;modulare dimensional, corelat cu dimensiunile rafturilor, cu mijloacele de transport i cu spaiile dintre maini;manipulare uoar.

5.6. Dispozitive de manipulareFig.5.25. Bra magnetic pentru ncrcarea containerelor i a benzilor de transport

5.6. Dispozitive de manipulareFig.5.26. Magazine cu cdere:verticale ; b) n zigzag; c) cu plan nclinat; d ) n spiral

5.6. Dispozitive de manipularePentru piese plane de form oarecare, care nu pot fi ordonate automat cu mijloace uzuale, se folosesc magazine cu ncrctor, n care orientarea se face manual, piesele fiind ghidate pe contur. Magazinul este aezat de obicei n poziie vertical, ncrcarea lui se face de sus, iar extragerea prin partea de jos cu ajutorul unui alimentator tip sertar ( fig. 5.27).Fig.5.27. Magazin cu ncrctora piesa; b ncrctor; c directia de alimentare

5.6. Dispozitive de manipularen cazul sistemelor de manipulare cu roboi industriali programul acestora se simplific dac preluarea piesei se face mereu din acelai loc. Aceast condiie este ndeplinit de magazinele cu punct de alimentare fix Fig.5.28. Magazin cu punct de alimentare fix : 1-piesa; 2- tije de ghidare a piesei; 3-platou de aezare4- mecanism de ridicare a platoului.

5.6. Dispozitive de manipulareDepozitarea pe conveior aerian este utilizat mai ales n fabricaia de autovehicule, tractoare, maini agricole, frigidere, maini de splat rufe, deci n cazul produciei de serie mare cu gabarit relativ mediu, cu mas medie. n general se adopt conveiorul de tip power and free ( antrenat i liber) care permite diferite manevre, ca de exemplu scoaterea cruciorului de pe circuitul principal i trecerea lui printr-un macaz pe o linie de ateptare n dreptul postului de asamblare Fig.5.29. Conveior cu lan de tip power and free:a- crucior automat; b - crucior liber; c cuplaj

5.6. Dispozitive de manipulare