2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2, 3  След.
 
 Автоматический сборочный механизм для мелких деталей
Сообщение04.02.2021, 22:03 


12/07/15
3348
г. Чехов
Вопрос одновременно абстрактный и одновременно конкретный, то есть хотелось бы разработать конкретный механизм автоматической сборки и в то же время понять общий принцип разработки подобных устройств. Нужно разработать механизм, который позволит соединять две простые пластиковые детали размером порядка 6х6х8 мм и 2х8х16 мм. Позже я выложу фотографии деталей.

Соответственно под мелкими деталями понимаются детали, которые сами по себе стоят недорого, операция сборки "копеечная", детали легковесные и изначально находятся в двух отдельных мешках в беспорядочном положении и могут даже цепляться друг за друга.

Принцип соединения деталей заключается в перемещении, направлении, сортировке, улавливании, позиционировании, захвате и осуществлении сборочной операции и выдаче готового изделия.

Образцовый пример, когда одна деталь управляется вручную, а вторая автоматически: https://www.youtube.com/watch?v=SL6StrpggDM

Требуется разработать подобный механизм с разумной технологической оптимизацией. Умеем работать с металлом на уровне болгарки, сварочника, лазерной резки, гибочного станка, пневматическая механика, шаговые двигатели, датчики, сложная электроавтоматика...

Конструкторских вопросов очень много, но основной - как от характеристик деталей следовать к концепции сборочного механизма.

-- 05.02.2021, 00:24 --

На примере тех же гильзовых кабельных наконечников:
Изображение
Наконечники состоят из тонкого металлического цилиндра и пластиковой юбки.
Подводный камень: наконечники склонны цилиндрической частью вставляться в юбку другого наконечника.
Центр тяжести смещен в сторону металлической части, естественно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Автоматический сборочный механизм для мелких деталей
Сообщение05.02.2021, 10:02 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
5287
ФТИ им. Иоффе СПб
Детальки нарисуйте, можно будет дальше думать. Пока вспоминается роторно-конвеерная схема - два не соосных барабана, в гнездах которых лежат соединяемые детали. При совмещении гнезд двух барабанов происходит соединение. Криво лежащие в гнездах детали сметаются назад в приемный контейнер. А вообще, я бы сто раз подумал прежде чем это затевать. Если не гвозди или патроны производите, и объем продукции не сотни тысяч в неделю, а штук сто, то может проще, быстрее и дешевле сборщиков нанять. Все, что на коленке болгаркой делается по моему, правда, не очень богатому опыту, толком не работает, а разработать и сделать хорошо дорого и долго.

 Профиль  
                  
 
 Re: Автоматический сборочный механизм для мелких деталей
Сообщение05.02.2021, 19:21 


12/07/15
3348
г. Чехов
Детали:
Изображение
Изображение
Детали в сборе:
Изображение
Изображение

 Профиль  
                  
 
 Re: Автоматический сборочный механизм для мелких деталей
Сообщение05.02.2021, 21:43 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
5287
ФТИ им. Иоффе СПб
Mihaylo в сообщении #1504192 писал(а):
Детали:
В принципе - ничего сложного, но дьявол, как всегда, притаится в деталях. Два конвейера, подающие сориентированные деталюшки. Ориентация, вроде, дело не хитрое - делается формой лотков, подводящих детали. Единственная засада - зацепившиеся скрепки. Тут либо вручную их разделять, либо городить что-то дергающее их в разные стороны пока не расцепятся. Отсортировать сцепившиеся и не сцепившиеся может тот же подводящий лоток. В точке встречи конвейеров детальки зацепляются. Вроде не турбореактивный двигатель получается, а что-то попроще.

 Профиль  
                  
 
 Re: Автоматический сборочный механизм для мелких деталей
Сообщение05.02.2021, 22:09 
Аватара пользователя


11/12/16
14034
уездный город Н
Скрепки же сразу после литья не зацеплены друг с другом.
Нельзя ли их сразу после литья как-то упаковывать "в пачки", удобные для подачи на конвейер?

 Профиль  
                  
 
 Re: Автоматический сборочный механизм для мелких деталей
Сообщение06.02.2021, 10:16 


12/07/15
3348
г. Чехов
Отвечаю:
1. Сцепившиеся головастики должны всегда оставаться в чаше. Когда механизм отключат, на дне чаши должны остаться эти головастики. Расцеплять вручную. P.S. Вроде не склонны цепляться.
2. Упаковывать детали в ленты может и можно, но представьте, что продукция пришла с китайского завода...

 Профиль  
                  
 
 Re: Автоматический сборочный механизм для мелких деталей
Сообщение06.02.2021, 10:37 


27/08/16
10449
Это внутри скрепки облой остался? С такой точностью литья нужно быть готовым к некоторой доле грубого брака, мне кажется. Скрепки двумерны, сортировка с применением машинного зрения должна помочь, наверное.

 Профиль  
                  
 
 Re: Автоматический сборочный механизм для мелких деталей
Сообщение06.02.2021, 10:38 


12/07/15
3348
г. Чехов
При общих размышлениях о сборочном автомате на ум приходят такие понятия как "механическая фильтрация" (или "механическая сепарация"), "гравитационная сепарация", "механическая ориентация", "гравитационный позиционер" и т.п.

Механическая сепарация - это разделение деталей на группы путем механического воздействия за счет различных динамических и конструктивных свойств групп деталей. (Одинаковые детали могут относиться к разным группам, если они по-разному с ориентированы в пространстве.)
Механическое воздействие - приложение сил, включая реакции опоры, взаимодействия деталей друг с другом, сопротивления воздуха, воды и др. Так как по условию задачи мелкие детали лежат неподвижно в чаше, то придется приложить как минимум одну активную силу.
Задача разработки механического сепаратора сводится к выявлению разницы свойств деталей и разработки системы сил, которые в заданный промежуток времени обеспечат необходимое изменение координат деталей, соответствующее цели сепарации.
:facepalm:

Может ли постоянно действующая сила, например, сила тяжести решить задачу сепарации???

 Профиль  
                  
 
 Re: Автоматический сборочный механизм для мелких деталей
Сообщение06.02.2021, 11:42 


12/07/15
3348
г. Чехов
По теме:

Что такое сепаратор. Теоретические основы центробежной сепарации жидкостей
https://www.youtube.com/watch?v=r0IYI8mkvVw

Еще один частный случай:
Википедия писал(а):
Грохоче́ние — процесс разделения различных по размерам кусков материала на классы крупности путем просеивания через одно или несколько сит или решёт[1].

Остающийся на сите материал называется надрешётным (верхним), а прошедший через отверстия сита — подрешётным (нижним) продуктами. Продукты грохочения могут выделяться от крупного класса к мелкому, от мелкого класса к крупному или по комбинированной схеме. Грохочение в промышленности производится при помощи грохотов.


-- 06.02.2021, 14:39 --

Нашел литературу по теории механической сепарации:

О.Н. Тихонов. Теория сепарационных процессов. 2003
https://www.geokniga.org/bookfiles/geok ... sovch1.pdf

В ней говорится, что, действительно, принцип сепарации частиц основан на различии ускорения частиц под действием поля сил. Выделяются следующие силы применительно к обогатительным процессам руд: гравитационная/центробежная сила, сила Архимеда, сила Стокса, магнитная сила, флотационная сила, электростатическая сила Кулона, сила инерции, сила трения, выделяется также градиентная (ударная, диффузионная) сила взаимодействия частиц друг с другом, имеющая статистический характер.
Автор также рассматривает технологические схемы сепарации, из которых следуют такие вещи, что механическая сепарация допускает "ложноположительное" или "ложноотрицательное" разделение, тогда ложноразделенные частицы необходимо вернуть в исходную точку сепарации.

Я от себя добавлю в список силу реакции опоры, она очень важная для моей частной задачи, а из свойств частиц (деталей) выделю центр тяжести и форму.

Теперь все сводится к определению сепарационных свойств деталей, оптимальному выбору сепарирующих сил, схемы сепарации. Оптимальной (экономичной) будет такая сепарация, которая использует гравитационную силу и силу реакции опоры в качестве сеперационных сил, а для возврата ложноразделенных в зону сепарации будет использоваться простое вращательное движение от электродвигателя.
Однако почему-то на практике часто используют вибробункеры, в которых создается периодическо-импульсное воздействие электромагнитом на чашу бункера (скручивающе-антигравитационный импульс), благодаря которому мелкие детали скачут (ползут) по спирали чаши вибробункера вверх, а возврат в сепарационную зону производится за счет силы тяжести. На мой взгляд, это сложное техническое решение, которое требует поиска антивибрационных и шумопоглощающих решений. Между тем способ сепарации активно применяется... Почему?

 Профиль  
                  
 
 Re: Автоматический сборочный механизм для мелких деталей
Сообщение06.02.2021, 12:55 
Аватара пользователя


07/03/16

3167
Рассмотрите для начала сепарацию на триере
Это самый примитивный вариант сортировки.
Про более сложные вам уже говорили выше - в плите/ленте из подходящего материала фрезеруются углубления по форме детали. В рабочем цикле на вибрирующий сепаратор падают детали для сортировки. Те которые укладываются в паз, выходят из цикла ориентированными, остальные ссыпаются.

 Профиль  
                  
 
 Re: Автоматический сборочный механизм для мелких деталей
Сообщение06.02.2021, 13:44 


12/07/15
3348
г. Чехов
Триер: сепарационное свойство частиц - размер/форма, сепарационная сила - сила реакции опоры, возвращающая сила - гравитационная. Ага, интересно, ведь я предполагал, что всегда должны двигаться частицы через неподвижный сепаратор, а здесь двигается сепаратор.

-- 06.02.2021, 15:55 --

Надо уже переходить к ориентационной сепарации, то есть детали все одинаковы, отличаются ориентацией. Особенностью ориентационной сепарации является требование бережного передвижения деталей, иначе весь смысл теряется. Надо построить теорию бережного перемещения. :facepalm:
Небережное перемещение - это когда деталь испытывает непредсказуемое воздействие. Особенно непредсказуема сила воздействия со стороны другой детали. Значит следует ориентировать детали более точно и/или регулировать расстояние между деталями, вплоть до того, чтобы не допускать столкновений вообще. Производительность такого сепаратора упадет, но это допустимо. Однако многие схемы сепарации отпадают.

 Профиль  
                  
 
 Re: Автоматический сборочный механизм для мелких деталей
Сообщение06.02.2021, 20:33 
Аватара пользователя


07/03/16

3167
Тот же принцип использовался для изготовления памяти из ферритовых колечек диаметром 0,4 мм. Их надо было собрать в блоки $17 \cdot 33$ с шагом 1 мм и прошить тремя проволочками - вдоль рядов, поперек и по диагонали. А колечки такие хрупкие, что если их встряхнуть в пробирке, то многие расколются.
Поэтому их собирали в матрицах на 8 таких блоков. Матрицами служила тонкая пластинка из стеклянного фоторезиста с протравленными прямоугольными отверстиями $0,2 \cdot 0,4$ vv$/ На матрицу с одной стороны наклеивали липкую ленту, клали на на полюс магнита, насыпали сверху колечки и слегка постукивая пальцем совершали короткие движения по магниту в разные стороны пока все отверстия не заполнялись колечками, которые стояли на ребре в нужном порядке. дальше дело техники - перенос на жесткое клейкое основание и ручная прошивка рядов проволочками под микроскопом.
Ваш случай гораздо проще - сделать матрицу и выдвигать ее из бункера с крючками под нужным углом, чтобы все лишние осыпались, а попавшие в матрицу передавались уже ориентированными либо дальше, либо сразу в ролик. Все можно оформить в виде конвейера в один или несколько рядов.

 Профиль  
                  
 
 Re: Автоматический сборочный механизм для мелких деталей
Сообщение07.02.2021, 01:00 


12/07/15
3348
г. Чехов
Emergency в сообщении #1504299 писал(а):
А колечки такие хрупкие, что если их встряхнуть в пробирке, то многие расколются.

Теория бережного перемещения - не для хрупких деталек, а для деталек, которые требуют соблюдения четкой ориентации.

 Профиль  
                  
 
 Re: Автоматический сборочный механизм для мелких деталей
Сообщение07.02.2021, 09:35 
Аватара пользователя


07/03/16

3167
Mihaylo в сообщении #1504326 писал(а):
Теория бережного перемещения - не для хрупких деталек, а для деталек, которые требуют соблюдения четкой ориентации.

Либо я вас не понимаю, либо вы меня.

 Профиль  
                  
 
 Re: Автоматический сборочный механизм для мелких деталей
Сообщение07.02.2021, 12:57 


24/01/09
1296
Украина, Днепр
https://www.youtube.com/watch?v=E57RYx90kFE

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 36 ]  На страницу 1, 2, 3  След.

Модераторы: photon, profrotter, Парджеттер, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group