автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Обоснование методов и средств адаптации соединяемых деталей на базе принципов автоматического управления и выявленных взаимосвязей при автоматизированной сборке

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ковровская государственная технологическая академия»

Обоснование методов и средств адаптации соединяемых деталей на базе принципов автоматического управления и выявленных взаимосвязей при автоматизированной

сборке

05.13.06 - автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в машиностроении)

СИМАКОВ АЛЕКСАНДР ЛЕОНИДОВИЧ

На правах рукописи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Ковров 2003

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ковровская государственная технологическая академия».

Научный консультант -Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Житников Ю. 3.

доктор технических наук, профессор Гуссв A.A.

доктор технических наук, профессор Новоселов Б.В.

доктор технических наук, профессор КобзевА.А.

Ведущая организация - ОАО «Завод «Автоприбор»,

г. Владимир

Защита состоится « 22 » октября 2003 г. в « 15°°» часов на заседании диссергационного совета Д 212. 090. 01 ГОУ ВПО «Ковровская государственная технологическая академия» по адресу: 601910, г. Ковров Владимирской обл., ул. Маяковского, 19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Ковровская государственная технологическая академия».

Автореферат разослан « Н » сентября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д-р. техн. наук проф.

Рябов Г.К.

2,оозЛ

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Эффективным средством интенсификации производства, повышения качества и конкурентоспособности продукции является автоматизация технологических процессов и производств. Сборочные операции, являясь завершающим этапом производственного цикла изделий, в значительной мере определяют их технико-экономические и качественные показатели.

Предпосылками автоматизации сборочных операций являются:

- высокая трудоемкость сборки, достигающая 18-45% от трудоемкости изготовления изделий приборо- и машиностроения;

- большое количество (до 40%) типовых соединений (по цилиндрическим и коническим поверхностям, резьбовых, по плоскостям), ручная сборка которых не требует высокой квалификации работников и отличается монотонностью и повторяемостью рабочих движений;

- зависимость производительности труда и качества сборки от субъективного человеческого фактора;

- неблагоприятные для человека факторы сборочных производств: шум, вибрации, удары, повышенные температуры и т. д.

- необходимость быстрой переналадки производства на выпуск новых видов продукции.

Несмотря на эти предпосылки, уровень автоматизации сборки существенно отстает от автоматизации других этапов производственного цикла. Так, в мировой промышленности механизировано около четверти сборочных операций, а автоматизировано не более 5 -- 12%, в то время как уровень автоматизации обрабатывающих операций приближается к 90 — 95%.

Причинами такого положения являются:

-наличие нескольких аспектов проблемы автоматизации сборки, основным из которых является автоматическая ориентация (или адаптация) сопрягаемых поверхностей при совмещении соединяемых деталей;

-многообразие конструкций соединяемых деталей и требований к собираемым узлам, что затрудняет анализ взаимосвязей и закономерностей, действующих в процессе адаптации сопрягаемых поверхностей;

-попытки решения проблемы автоматической адаптации деталей в рамках частных технологических задач, в то время как она является одним из вопросов общей задачи управления движением деталей.

В силу этих причин разработка средств автоматизации сборочных операций ограничивается потребностями и возможностями отдельных отраслей и даже промышленных предприятий. Результатом такого подхода является решение частных задач на уровне конструктивной проработки, как правило, без систематизации и обобщения найденных решений. Для обеспечения

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

С.Петерву^г

оэ

концепции проектирования автоматизированных сборочных устройств, базирующейся на принципе «от общего - к частному» весьма актуальной является проблема теоретического обоснования методов автоматического управления процессом адаптации деталей наиболее распространенных в изделиях машино- и приборостроения соединений.

Из изложенного следует, что в настоящее время существует актуальная научно-техническая проблема автоматической адаптации сопрягаемых поверхностей при совмещении соединяемых деталей, от решения которой в значительной мере зависит уровень автоматизации сборочных операций и качество изделий.

Цель работы - теоретическое обоснование методов и разработка эффективных средств адаптации для различных видов сопрягаемых поверхностей соединений при автоматизированной сборке на основе выявленных взаимосвязей, действующих в процессе ориентации соединяемых деталей, на базе принципов автоматического управления.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработка системной модели функционирования автоматизированного сборочного устройства. Анализ взаимосвязей, действующих в процессе целенаправленной ориентации соединяемой детали;

- теоретическое обоснование необходимых и достаточных условий автоматизированной сборки. Формирование требований к структуре средств адаптации на основе необходимых и достаточных условий;

- теоретическое обоснование методов адаптации соединяемых деталей на основе общих методов управления движением по программной траектории;

- формирование требований к элементной базе методов адаптации и теоретическое обоснование границ применения методов адаптации и способов их осуществления;

- разработка эффективных средств адаптации для автоматизированной сборки различных видов соединений на основе предложенных методов адаптации. Разработка методических рекомендации по выбору параметров средств адаптации;

- экспериментальное подтверждение эффективности адаптирующих устройств для автоматизированной сборки различных соединений;

- разработка методологии проектирования адаптирующих устройств для автоматизированной сборки различных соединений.

Методы исследования. Для разработки системной модели функционирования устройств и обоснования необходимых и достаточных условий автоматизированного совмещения, методов и способов адаптации в работе использовались аналитические методы исследования: методы теории мно-

жеств, математического анализа, линейной алгебры, аналитической механики, теории автоматического управления, математического и цифрового моделирования и др.

Для подтверждения эффективности предложенных методов и средств адаптации применялось цифровое и физическое моделирование, экспериментальные исследования в лабораторных и производственных условиях с использованием стандартной измерительной аппаратуры и оборудования.

Научная новизна. На основе принципов автоматического управления и выявленных взаимосвязей, действующих в процессе ориентации соединяемых деталей, разработан общйй подход к решению научно-технической проблемы автоматической адаптации сопрягаемых поверхностей различных видов соединений, включающий:

1. Теоретическое обоснование методов адаптации различных видов сопрягаемых поверхностей соединяемых деталей, учитывающих:

- особенности взаимосвязей, действующих в процессе совмещения сопрягаемых поверхностей различных видов соединяемых деталей при автоматизированной сборке;

- необходимые и достаточные условия автоматизированного совмещения сопрягаемых поверхностей соединяемых деталей, определяющие требования к реализации программных траекторий совмещения и точности перемещения и позиционирования деталей по этим траекториям;

- программные траектории совмещения сопрягаемых поверхностей и их элементов, обеспечивающие эффективную ориентацию деталей по угловым и линейным координатам адаптации при автоматизированной сборке;

- общие методы управления движением соединяемых деталей по заданным программным траекториям;

- принципы автоматизированного совмещения различных видов сопрягаемых поверхностей, на основе которых разработаны методы адаптации:

а) адаптивное позиционирование детали по линейным и угловым координатам из неопределенного начального в требуемое согласованное положение с точностью, отвечающей условиям собираемости при статическом совмещении сопрягаемых поверхностей или их элементов;

б) адаптивная стабилизация движения соединяемой детали относительно семейства программных траекторий, определяемого неопределенным начальным положением детали и условиями собираемости при динамическом совмещении сопрягаемых поверхностей или их элементов;

в) ненаправленный поиск согласованного положения по траекториям, формируемым за счет собственного движения адаптирующего устройства с

учетом условий динамического совмещения сопрягаемых поверхностей или их элементов.

2. Ограничения на области применения предложенных методов и средств адаптации, включающие:

- разработку критериев для оценки работоспособности средств адаптации на основе необходимых и достаточных условий автоматизированного совмещения сопрягаемых поверхностей и их элементов; *

- требования к значениям параметров и режимам работы адаптирующих устройств;

3. Методология проектирования эффективных средств адаптации раз- \ личных видов соединяемых деталей.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. На базе предложенных методов адаптации различных видов деталей с учетом возможных вариантов взаимосвязей устройств разработаны способы их реализации и конструктивные схемы средств адаптации, используемые в конструкциях сборочных автоматов и обеспечивающие:

- адаптивное позиционирование различных деталей;

- адаптивную стабилизацию движения деталей и их элементов;

- ненаправленный поиск согласованного положения соединяемых деталей.

2. Разработана методология проектирования эффективных средств адаптации для автоматизированной сборки различных видов соединений, позволяющая автоматизировать процесс проектирования адаптирующих устройств.

3. Внедрены в производственный и учебный процесс конструкции средств адаптации, обеспечивающие автоматизированную сборку различных соединений. '

Реализация результатов работы. В результате выполнения исследовательских работ были внедрены:

- установка для сборки деталей, соединяемых по цилиндрическим по- 1 верхностям (ОАО «Завод им. В.А. Дегтярева»);

- многошпиндельное адаптивное завинчивающее устройство (ОАО «Завод им. В.А. Дегтярева»);

- передана научно-техническая документация для изготовления шес-тишпиндельного и двухшпиндельного гайковертов нормированного осевого усилия (АО «Ковровский экскаваторный завод»);

- средство адаптации осесимметричных деталей на базе учебного ро-бототехнического комплекса и многошпиндельное завинчивающее устройство, которые используются в лабораторном практикуме по дисциплинам

«Автоматизация сборочных работ» на кафедре приборостроения, ангомагики и управления и «Автоматизация производственных процессов» на кафедре технологии машиностроения Ковровской государственной технологической академии.

Достоверность результатов, представленных в диссертационной работе, рекомендаций и выводов основывается: I - на корректном применении в исследованиях теоретических положе-

ний фундаментальных наук (высшей математики, аналитической механики, теории автоматического управления и др.);

- на непротиворечивости экспериментальных данных, полученных при цифровом и физическом моделировании средств адаптации;

- на успешных испытаниях и эксплуатации устройств в условиях производства ( ОАО «ЗИД», АО «КЭЗ»),

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались

на:

1. IV международном конгрессе «Конструкторско-технологическая информатика - 2000, доклад в г. Москве, МГТУ «Станкин», 2000 г.;

2. Пяти Международных конференциях (девять докладов), в том числе:

- два доклада - «Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий» Москва - Ковров - Сочи, 1999г.; один доклад — «Прогрессивные технологии, машины и механизмы в машиностроении» г. Калининград, 2000 г.; два доклада - «Управление в технических системах - XXI век» г. Ковров, 2000 г.; два доклада - «Современные методы сборки в машиностроении» г. Киев, 2002 г.; два доклада -«Сборка в машиностроении, приборостроении», г. Брянск, 2001 г.;

3. На Всероссийских конференциях, в том" числе:

- два доклада - «Современные технологии в машиностроении» г.Пенза, 2002 г.; два доклада - «Современные проблемы радиоэлектроники» г. Красноярск, 1999,2001г.; девять докладов - «Экстремальная робототехника» г. С Петербург, 1996 - 2003 гг.

4. На научно-технических конференциях (девять докладов).

Всего соискателем сделано по теме диссертации 32 доклада.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 55 печатных работ,

в том числе монография, учебное пособие, 15 статей в центральных журналах, 16 статей в сборниках вузов, 1 патент на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, восьми глав, заключения, списка литературы и приложений.

Общий объем учитываемого текстового материала - 328 страниц, 97 рисунков и 11 таблиц.

На защиту выносится:

1 .Теоретическое обоснование методов адаптации различных видов сопрягаемых поверхностей соединяемых деталей, включающее:

- выявление взаимосвязей, действующих в процессе совмещения сопрягаемых поверхностей при автоматизированной сборке;

- необходимые и достаточные условия автоматизированного совмещения сопрягаемых поверхностей соединяемых деталей, определяющие требования к реализации программных траекторий совмещения и точности перемещения и позиционирования деталей по этим траекториям;

- программные траектории совмещения сопрягаемых поверхностей и их элементов, обеспечивающие эффективную ориентацию деталей по угловым и линейным координатам адаптации;

- общие методы управления движением соединяемых деталей по заданным программным траекториям;

- принципы автоматизированного совмещения сопрягаемых поверхностей, на основе которых разработаны методы адаптации:

а) адаптивное позиционирование детали по линейным и угловым координатам из неопределенного начального в требуемое согласованное положение с точностью, отвечающей условиям статического совмещения сопрягаемых поверхностей или их элементов;

б) адаптивная стабилизация движения соединяемой детали относительно семейства программных траекторий, определяемого неопределенным начальным положением детали и условиями динамического совмещения сопрягаемых поверхностей или их элементов;

в) ненаправленный поиск согласованного положения по траекториям, формируемым за счет собственного движения адаптирующего устройства с учетом условий динамического совмещения сопрягаемых поверхностей или их элементов.

2. Теоретическое обоснование способов реализации предложенных методов адаптации включающие:

- варианты адаптивного позиционирования различных деталей; способы адаптивной стабилизации движения деталей и их элементов; способы ненаправленного поиска согласованного положения соединяемых деталей;

3. Обоснование охраничений на области применения предложенных методов и средств адаптации, включающих требования к значениям параметров и режимам работы адаптирующих устройств;

4. Методология разработки эффективных средств адаптации различных видов соединяемых деталей.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность проблемы автоматического управления процессом адаптации деталей при автоматизированной сборке соединений.

Первая глава содержит анализ состояния проблемы и определение цели и задач работы.

Основной проблемой, возникающей при автоматизации сборочных операций, является ориентация соединяемых деталей. Вопросы автоматизации сборки рассматриваются в работах таких ученых, как Гусев A.A., Замятин В.К., Житников Ю.З., Лебедовский М.С., Федотов А.И., Ямпольский JI.C., Яхимович В.А., зарубежных исследователей Альмгрена Р., Б. Наджи, Кролла, Вандала, де Бойка, Шабайковича и многих других. Основное внимание при этом уделяется вопросам точности относительной ориентации деталей, гарантирующей сборку, исследованию возможностей роботизированной сборки, обеспечению вспомогательных функций сборочного устройства, описанию конструктивных вариантов средств адаптации соединяемых деталей.

Анализ средств адаптации, применяемых в отечественной и зарубежной промышленности, показал, что в них реализуются следующие конструктивные решения: упругое базирование, предварительный наклон детали, центробежная и гироскопическая адаптация, траекторный поиск согласованного положения, применение следящих приводов по координатам адаптации. При этом обеспечивается автоматизированная сборка соединений ограниченной номенклатуры, типоразмеров и точности.

Из публикаций установлено, что методы проектирования средств адаптации сводятся, как правило, к определению условий собираемости деталей, геометрических и кинематических параметров механических устройств и выбору параметров следящих приводов. Общей методологии разработки средств адаптации, основанной на принципах автоматического управления движением деталей в процессе их совмещения, не существует.

Следовательно, необходимо теоретическое обоснование методов адаптации, позволяющих создать эффективные устройства для автоматизированной сборки различных видов соединений и базирующихся на принципах автоматического управления движением деталей и использовании взаимосвязей, действующих в процессе совмещения сопрягаемых поверхностей. На основании вышеприведенного сформулированы цель и задачи работы.

Во второй главе обоснованы необходимые и достаточные условия автоматизированной сборки соединений. Рассматривается модель сборочной

системы, учитывающая только общие для различных вариантов устройств качества, - системная модель функционирования (СМФ).

Создание системной модели функционирования базируется на выявлении наиболее общих взаимосвязей, действующих в сборочном устройстве. Для определения этих взаимосвязей проведен анализ объектов сборочных операций, функциональных элементов и функциональных связей автоматизированной сборочной системы.

Объектами сборочных операций являются детали, образующие элементарные сборочные единицы с различными видами сопрягаемых поверхностей. Параметрами и свойствами деталей, имеющими значение при автоматизации процесса управления их ориентацией (т.е. при автоматической адаптации), являются: контактная способность, определяемая геометрическими характеристиками сопрягаемых поверхностей; число согласованных положений соединяемых деталей; вид и количество характерных элементов сечения детали, определяющих связанную с деталью систему координат; число и вид координат управления ориентацией (адаптации) детали. Так как эти свойства характеризуют взаимосвязи соединяемых деталей между собой и с функциональными элементами сборочной системы, они положены в основу классификации параметров, определяющих процесс совмещения сопрягаемых поверхностей соединений.

Функциональными элементами автоматизированной сборочной системы являются элементы соединяемых деталей (основные и вспомогательные базирующие (1.1 и 1.2) и ориентирующие (1.3. и 1.4) модули поверхностей) и элементы технологического оборудования и средств автоматизации сборки (основной и вспомогательный установочные (2.1 и 2.2) модули поверхностей. устройства перемещения деталей (2.3), определения (2.4) и сравнения (2.5) параметров ориентации, задающее устройство (2.6), устройство корректирующих перемещений (2.7), источник возмущений (2.8)).

Функциональными связями между элементами деталей являются ограничивающие и соединительные связи, реализуемые за счет контактной способности сопрягаемых и ориентирующих поверхностей, т.е. геометрической формы, жесткости конструкции и физико-механических характеристик материалов. Существенными связями между элементами системы следует считать соединительные, преобразующие, ограничивающие и информационные связи, обеспечиваемые физико-механическими и геометрическими свойствами элементов и средствами преобразования и передачи информации.

Функциональные элементы и связи являются структурными компонентами системной модели функционирования сборочного устройства. Процесс изменения связей описывает изменение структуры СМФ и соответствует процессу совмещения сопрягаемых поверхностей.

Автоматизированное совмещение деталей моделируется четырьмя последовательными изменениями структуры СМФ. Получены зависимости, описывающие связи сборочной системы для этих переходов:

3а = аи А;

1.

/ = 0; 3 р = ЬиВ,аслА = АпВ = 0;

о = 0 . О)

а

IIл па = а икглЬ = Ь

2' \Р->Р, Р,п[(иАпа)чМу„пЬ)}*0 \P-bP1,

3я^с/;,^ Ь->4 ДпВ, =С*0 Яр-Ь->4'; =0;

3- /6 Г 35 •-Г'5/1, Э5„ 5п5п = 0, З^б^Я,, =/•",< ^пЯ

4. К"*'* ■ (4)

е^К V л(уе об)] * О, ^

В формулах приняты обозначения: а, ^-множество положений базовой и соединяемой деталей; а, Ъ, А, В, иА, ив, Я Р, 5, О, - множество точек элементов 1.3, 1.4, 1.1, 1.2, 2.1, 2.2, 2.8, 2.3, 2.4, 2.6, 2.7 соответственно; Сг - множество точек контакта сопрягаемых поверхностей, IIр, РА - операторы преобразования множеств.

Установление взаимосвязей между элементами 1.1 и 1.2 СМФ (4 переход) соответствует совмещению сопрягаемых поверхностей соединяемых деталей. Для обеспечения автоматизированного режима совмещения деталей сборочным устройством должны быть выполнены условия взаимной автоматической ориентации сопрягаемых поверхностей. В наиболее общем виде эти условия доказаны при рассмотрении 4 перехода СМФ:

- необходимым условием автоматизированного совмещения сопрягаемых поверхностей является реализация сборочным устройством программной траектории совмещения, определяемой оператором линейного преобразования начальных координат модуля базирующих поверхностей соединяемой детали;

- достаточным условием автоматизированного совмещения сопрягаемых поверхностей является монотонное убывание погрешности ориентации модуля базирующих поверхностей соединяемой детали, обеспечиваемой системой управления при перемещении детали по программной траектории совмещения.

Выполнение найденных условий обеспечивается замкнутой структурой сборочного устройства (рис.1). На нем обозначены Я, [/-возмущающее и управляющее воздействия, ЗУ -задающее устройство, А-инерционная матрица объекта управления, <7, соуправляемая и программная координаты, ¿-коэффициент передачи адаптирующего устройства.

Третья глава посвящена обоснованию методов адаптации для автоматизированной сборки соединений. Исходя из кинематики совмещения координатных трехгранников, связанных с характерными точками сопрягаемых поверхностей, показано, что адаптация включает два этапа: предваритель-ная(относительная) доориентация и окончательная (угловая) доориентация детали. Для каждого этапа сборочное устройство должно формировать программную траекторию совмещения, отвечающую необходимым условиям автоматизированного совмещения и удовлетворяющую требованиям кинематики и динамики совмещения сопрягаемых поверхностей, способа задания, производительности, точности, надежности совмещения и т.д. Исходя из этих требований предложены варианты программных траекторий совмещения, обоснованы признаки и группы их классификации. Получены аналитические выражения для геометрического места позиционных программных траекторий совмещения, проведен анализ поисковых программных траекторий. Для этапа угловой адаптации найдена зависимость допустимых углов поворота детали от ее относительного перемещения .

Обоснование методов управления движением базируется на анализе целей управления на каждом этапе адаптации. Параметрами процесса управления являются вектору, определяющий положение детали, вектор , задающий программную траекторию и время /. Для возможных сочетаний этих парметров определены алгоритмы адаптивного позиционного управления, адаптивной стабилизации движения детали, управления поисковым движением детали. Цель адаптивного позиционного управления выражается неравенством:

Объект управления

Рис 1 Структурная схема адаптирующего устройства

где Г- заданное время позиционирования. Алгоритм имеет вид:

-9,1 >4. о<кт- (6)

1<ч|

где д - управляющее воздействие. Существенное отличие предлагаемого алгоритма от терминального управления робототехническими устройствами | состоит в формировании управляющего воздействия в начальный момент времени. Ввиду неопределенности вектора начального положения детали д~0 в пределах области с[н алгоритмы терминального управления неприме-

I нимы. Поэтому предложено два этапа формирования управляющего воздействия: в начальный момент (^ с ц,,) направление управляющего воздействия 2 выбирается из множества возможных коллинеарно вектору рассогласования дд, а затем оно, не меняясь по направлению, формируется пропорционально величине рассогласования (д у На первом этапе происходит приспособление направления воздействия к заранее неизвестному направлению начального рассогласования, поэтому управление имеет адаптивный характер.

Цель адаптивной стабилизации движения детали имеет вид :

| У*>0. (7)

Деталь перемещается по программной траектории динамического совмещения, расположенной в окрестности базовой сопрягаемой поверхности с отклонениями на величину е без временных ограничений при неопределенности начального положения базовой детали. Управляющее воздействие формируется по алгоритму:

1 0,

В отличие от предыдущего алгоритма в начальный момент происходит выбор одной программной траектории д'^ из множества, учитывающего

' неопределенность начальной ориентации детали, по условию минимума рассогласования начальных координат траектории и детали. Условия динамического совмещения проявляются в 01раничении скорости перемещения детали.

Управление поисковым движением детали предполагает два алгоритма формирования управляющего воздействия. При неизвестном начальном положении базовой детали поисковая траектория , выбираемая из семейства срр по условию минимума рассогласования начальных координат соединяемой детали и траектории, корректируется при получении информации о координатах базовой детали. Целевая функция имеет вид:

Шад) =

< Е-

- /?,(*)> Vier, ,_(Л _1Л = V/ й г,

где r-время движения по поисковой кривой q {{); q'h (()_ скорректированная программная траектория.

Управляющее воздействие формируется по алгоритму:

Й*1

\0{tsq), V|Af| = |g(i)-^(/)(>i,V/er, = |9(i)-> i.Vf * г; (10)

0, V|A^(()| < е.

Полученное управление отличается от адаптивной стабилизации движения, тем что траектория динамического совмещения адаптируется не только к неопределенному начальному положению соединяемой детали, но и к заранее неизвестным координатам базовой детали.

Второй алгоритм формирования поисковой траектории обеспечивает сканирование (перебор координат из заданного множества) некоторой области, для которой вероятность нахождения базовой детали равна 1. Цель управления при этом достигается либо адаптивной стабилизацией движения детали (7), либо формированием траектории в результате собственного движения сборочного устройства. Формирование управляющего воздействия соответствует алгоритму:

\0Ш = с #'(<), (11)

I 0,

где поисковая программная траектория.

При этом задаваемая программная траектория отсутствует, а воспроизводимая траектория должна быть периодической функцией времени. Целевое неравенство при этом принимает вид:

д(& Т)<е, (12)

где АТ- период поисковой траектории.

На основе целевых функций и приведенных алгоритмов разработаны структурные схемы устройств, реализующих методы управления движением детали (рис.2, 3, 4).

Q

Чо

_,Чг ± _Щ

, ,R(t) Ш) | i Q,(t)_,q(t)

Адаптирующее устройство

HxHü

a)0<t<T

Рис 2 Структурная схема устройства, реализующего адаптивное позиционное управление

д?0) ' к

ФУВ

и)

дя

УЛЛ ли.

ОУ

ДО

Рис 3 Структурная схема устройства адаптивной стабилизации движения детали

Рис 4 Структурная схема устройства управления движением детали по адаптируемой поисковой траектории

На структурных схемах приняты обозначения: ЗУ - задающее устройство, ФУВ - формирователь управляющего воздействия, ОУ- объект управления, ФСВ - формирователь стабилизирующего воздействия, ОС - обратная связь, БУ - блок управления, Я - возмущающее воздействие, и - управляющее воздействие.

Рассмотрены также особенности стабилизации формы податливых деталей, особенности методов управления угловой адаптацией соединяемых деталей и предложена классификация методов управления движением деталей при автоматизированном совмещении. Разновидностями управления по постоянному воздействию являются позиционное и адаптивное позиционное управление, управление по нечетким алгоритмам. При переменном управ-

ляющем воздействии реализуются стабилизация движения детали или ее элементов, стабилизация угловой скорости детали (для сборки деталей с распределенными параметрами и групповой сборки), адаптивная стабилизация движения детали. При отсутствии задающего воздействия обеспечивается ненаправленный и направленный поиск, управление собственным движением детали.

Методы управления движением детали имеют наиболее общий характер, так как формулируются для самого общего уровня описания сборочной системы. Выполнение необходимых и достаточных условий автоматизированного совмещения вносит ограничения на области изменения параметров целевых функций или их производных. С учетом этих ограничений могут быть сформулированы методы автоматизированного совмещения сопрягаемых поверхностей или их элементов. И, наконец, сочетание методов автоматизированного совмещения для различных этапов адаптации деталей позволяет определить методы адаптации. Соотношения между компонентами методов управления движением детали, автоматизированного совмещения и адаптации приведены в таблице 1. С учетом этих соотношений определены группы классификации методов автоматизированного совмещения и методов адаптации деталей: позиционное совмещение сопрягаемых поверхностей или их элементов, совмещение элементов и сопрягаемых поверхностей стабилизацией движения на поисковых и позиционных траекториях и собственным движением по поисковым траекториям, сочетание позиционного, поискового совмещения и стабилизации движения элементов и сопрягаемых поверхностей.

Таблица 1

Метод Формализация содержания метода Компоненты метода Ограничения на компоненты

Управления движением детали U = F{gw,qJ,t\ где и-управляющее воздействие, t - время; Значения векторов д и д, алгоритмы сравнения и формирования управляющего воздействия. Характер изменения ~ во време- "пр ни, зависимость алгоритмов от времени.

Автоматизиро ванного совмещения сопрягаемых поверхностей или их элементов Я пр прлии ^ Япругл |> гдед , а - V прлии ■ v пругл множество программных траекторий этапов относительной и угловой адаптации Значения векторов ¡^и д, и их производных, алгоритмы их сравнения и формирования управляющего воздействия. Зависимость^ и алгоритмов от времени, ограничения на программные траектории и скорость движения

Окончание табл. 1

Метод Формализация содержания метода Компоненты метода Ограничения на компоненты

Адаптации детали Ц^.Ьт'ЧгЧгё^Л j = \,2;0<t1 <Г; / = Г £/,=>£/,. [ 9. =>Чг. Компоненты методов автоматизированного совмещения, параметры программных траекторий и управляющих воздействий при переходе между этапами адаптации, параметры векторов координат и их производных для момента времени Т. Ограничения на компоненты методов совмещения, согласование координат адаптации, управляющих воздействий, граничных участков программных траекторий совмещения

В четвертой главе рассмотрены особенности выбора элементной базы при реализации методов адаптации. Физические принципы действия функциональных элементов определяют характер их связей. В зависимости от вида связей, обеспечивающих функционирование элементов (внешних по отношению к средству адаптации), выделены следующие варианты адаптации деталей: активная, квазипассивная и пассивная адаптация. Для активных адаптирующих устройств в качестве чувствительных элементов применяются индуктивные, емкостные и т. п. датчики перемещений, фотоэлектрические преобразователи, в качестве устройств перемещения - электромеханические, электрогидравлические, пневматические и т. п. приводы по координатам адаптации, в качестве задающих устройств - электромеханические преобразователи, измерители, профамматоры. В пассивных устройствах адаптации используются соответственно упругие чувствительные элементы, механизмы передачи движения, пружины, направляющие поверхности. Для квазипассивных средств адаптации применяются активные устройства' перемещения (двигатели) и пассивные чувствительные элементы и задающие устройства.

Реализация структуры средства адаптации предполагает обеспечение функциональных связей между элементами. Так как адаптирующее устройство по существу является устройством обратной связи в сборочной системе, рассмотрены условия реализации замкнутой структуры такой системы. Уравнение движения соединяемой детали в адаптирующем устройстве, включающем замкнутый контур, имеет вид:

* ' А% + Щ+Сч = (2„ + а> (13)

где а, В, С~ соответственно инерционная матрица, матрица затухания и восстанавливающая матрица; £ - вектор управляющих воздействий; ^ -

вектор возмущающих воздействий. Адаптирующее устройство, обеспечивающее замыкание обратных связей сборочной системы, должно обеспечивать ее управляемость и наблюдаемость как системы автоматического регулирования. Поэтому условия управляемости и наблюдаемости сборочной системы являются наиболее общими условиями существования обратных связей, т.е. условиями реализации средств адаптации. Переходя к переменным состояния и учитывая уравнения движения перемещающего устройства и элементов обратной связи, получены выражения для матриц управляемости й и наблюдаемости Я:

Г О А-'С ) СО -Л-'сЛ, (14)

^и-с, -Ичс) *-и -л-в]

где В, = 41 + ^(р)^(рЯс, = с[1+- ^Ср)(с+Вр), Ш„{р\1У„{р) -передаточные функции устройств перемещения и обратной связи. Для полной управляемости и наблюдаемости системы ранг этих матриц должен равняться числу элементов вектора состояния, т.е. двум. Из этого условия следуют неравенства:

' Л-'с[1 + ^(/7)№;с(р)]*0; А]{С + ВрУ„р(р)*Ъ. (15)

Неравенства (15) определяют общие условия замыкания обратных связей системы адаптации. Для активных средств адаптации первое условие (15) эквивалентно системе неравенств:

0 1 (16) ^и^СрШр)* о|

Первое неравенство системы (16) ограничивает параметры механической части устройства и режимы его работы. Второе неравенство имеет значение для систем с знакопеременными обратными связями и ограничивает быстродействие устройства.

Для пассивных средств адаптации второе неравенство системы (16) обращается в тождество. Поскольку левая часть первого неравенства представляет собой квадратичную форму собственных частот устройства по степеням подвижности, определены ограничения на частоты, связанные с действием возмущений (трения, инерционных сил) на соединяемую деталь. Исходя из допустимого времени совмещения минимального времени перемещения ттт диапазон изменения квадрата собственных частот устройства определяется зависимостью:

л 2nF,

ди

О ~

tLG

(17)

mm

где /- коэффициент трения; к - коэффициент, учитывающий конструктивные особенности адаптирующего устройства (А;<1); G- вес детали, g_ _

ч

q- - ускорение перемещения детали; Fde - движущее усилие,

Особенности реализации методов адаптации при групповой сборке рассмотрены для резьбовых соединений. Для обеспечения синхронности движений деталей необходима адаптация крутящих моментов в каждом из каналов управления к параметрам наиболее нагруженного канала. Алгоритм управления имеет вид:

[и. +U(Mb )\v[u„ -U(Mb)\MWV, О VM,>MFVWv,

Г W0-U(MB )]vs<sovwnp, (18)

VMy<Mt и = <

VMj. >M,^U = '

0VS>S ; о

где м - суммарный момент сопротивления; д/ - Суммарный требуемый

I ъ ^

момент затяжки; УУпр - передаточная функция канала управления; и- управляющее воздействие; и— программное управление, Мц, — момент сопротивления движению в каждом канале; Б0 - требуемое перемещение; 5 - действительное перемещение детали.

Реализация алгоритма обеспечивается устройством адаптации с переменной структурой. Определены функциональные схемы основных элементов устройства.

Пятая глава содержит обоснование способов осуществления предложенных методов адаптации.

Исходя из целевой функции позиционного совмещения сопрягаемых поверхностей и выражений для геометрического места программных траекторий, предложен способ позиционного центрирования осесимметричных деталей, получены уравнения движения устройства и разработана его структурная схема. В зависимости от реализации задающего устройства возможны пассивный и квазипассивный вариант устройства. Сформулированы условия, 01раничивающие область применения способа.

В качестве второго способа позиционного совмещения предложено синхронное позиционирование соединяемой и базовой детали. Возможность реализации этого способа обоснована путем синтеза кинематической схемы

устройства по целевой функции. При адаптации положения перемещающего элемента образуют поверхность вида:

) 4г

где хп у„ - координаты точек перемещающего элемента; 2,(1) - координата совмещения; г„0 - начальный радиус устройства; г,0 - начальное значение координаты совмещения; е - допустимая погрешность позиционирования. Уравнение (19) описывает поверхность однополостного гиперболоида, асимптотически приближающуюся при г, —> °о к поверхности геометрического места позиционных траекторий совмещения — конусу. На основе уравнения (19) получена кинематическая схема элементарного трехзвенного механизма, воспроизводящего требуемую поверхность. Проведен кинематический анализ схемы. Предложена конструктивная схема устройства синхронного позиционирования. Рассмотрены вопросы выбора параметров устройства и создания на базе элементарного механизма семейства устройств для адаптации различных видов деталей. Динамика перемещения детали описана обобщенной структурной схемой устройства.

Третьим способом позиционного совмещения является пассивное угловое позиционирование деталей, уравнения движения детали имеют вид:

Щ + Й+Сч = 0 + ду+^{(р)-Мг{<р), д<Чпр; 1 ' (20)

^ + № + Су<р=Мх{ч), \/ср<<рщ{Ч), {'

где б-сила тяжести детали; управляющее воздействие, Яг(<р)- суммарная сила.сопротивления (сухого трения), Л^- (<р ^-суммарная сила реакции, Су -угловая жесткость крепления детали в рабочем органе; М^(я)-суммарный момент управляющих воздействий, зависящий от линейных перемещений детали. Получено условие осуществления угловой адаптации:

с . (21) Фпр Ш8Х

Условие (21) выполняется в устройствах роботизированной сборки (сборка с высвобождением детали), в ступенчатых ловителях.

Кроме пассивных средств адаптации метод позиционного совмещения реализуется активными устройствами. При этом для электромеханических приводов перемещения точность позиционирования детали ограничивается погрешностями, связанными с инерционностью подвижных частей привода,

трением в кинематических парах, погрешностями воспроизведения заданной скорости перемещения. Для оценки уровня этих погрешностей на этапе предварительной адаптации рассмотрена динамика позиционирования детали электромеханическим приводом постоянного тока. Получены зависимости для относительной погрешности перемещения детали в функции времени перемещения детали. Из полученных зависимостей следует , что при малых перемещениях детали с требованиями большого быстродействия (т мало), характерных для этапа адаптации, погрешности могут быть соизмеримы с величиной перемещения.

Для пассивного варианта метода оценена погрешность синхронного позиционирования деталей. Показано, что управляющее воздействие изменяется во времени ступенчато, при этом погрешность позиционирования определяется только реакцией детали на его последнее изменение. Поскольку при контакте детали со всеми перемещающими элементами она теряет подвижность по координатам адаптации, погрешность позиционирования будет определяться только ошибками задающего устройства, неравножест-костью перемещающих элементов и трением. Все эти виды погрешностей не зависят от начального рассогласования деталей и быстродействия устройства.

Для снижения ошибки позиционирования в робототехнических устройствах, применяемых для транспортирования деталей на сборочную позицию, предложены интеллектуальные методы управления движением детали на этапе адаптации. Рассмотрена возможность использования нечеткого управления для позиционирования деталей. Получены функции принадлежности и структура нечеткого регулятора. Цифровое моделирование переходных процессов в контуре управления подтвердило возможность повышения быстродействия устройства при заданной точности.

Метод стабилизации движения детали относительно программной траектории может быть осуществлен несколькими способами. Для осесим-метричных деталей применима стабилизация движения относительно позиционных программных траекторий. Для структурной схемы получена обобщенная математическая модель средств адаптации:

тц + т + щ = я + а. + й-,дш = /• [<^(01 ^(0 = > (22)

Д?(0=?(')-Я^(0 = п(5) \

где т — масса соединяемой детали; ц - коэффициент вязкого трения при движении детали; Я - возмущающее воздействие; д _ стабилизирующее воздействие; [/ - управляющее воздействие; - передаточные функции контура стабилизации и канала управления.

При податливом базировании детали рассмотрена динамическая модель адаптирующего устройства. Для нее получены уравнения движения детали и обоснован оптимальный по быстродействию устройства выбор профилирующей линии направляющей поверхности. Полученные результаты позволяют выбрать параметры устройства, исключающие возникновение колебаний детали при совмещении.

Для податливых деталей предложены два способа: стабилизация движения деталей в деформированном состоянии и стабилизация номинальной формы детали. Уравнение движения /'-го элемента деформированной детали в плоскости адаптации имеет вид:

т, 'г + + С„ — эш г = \р„ соааЛа, у2х 2 *

где т,- масса /-го элемента кольца, ограниченного центральным углом а0; ц, - удельный коэффициент вязкого трения материала /-го элемента; Су - жесткость на растяжение детали; г, - текущее значение радиуса средней линии детали.

Стабилизирующее усилие задается в виде силы сухого трения:

где /0 - коэффициент трения; £> - усилие прижатия.

На основе обобщенной структурной схемы и уравнений (23), (24) предложены структурная и конструктивная схемы устройства адаптации кольцевых уплотнений.

Уравнение движения /-го элемента детали при стабилизации номинальной формы имеет вид:

= к-чЛ

где _ программное перемещение /'-го элемента ;

Спр, - приведенная жесткость направляющих элементов в зоне контакта с /-м элементом.

Исходя из принципа наименьшего принуждения (принципа Гаусса), получены ограничения на вид программных траекторий. На основе уравнений (25) предложена структурная схема устройства, его конструктивное решение для установки плоских уплотнений и рекомендации по выбору параметров устройства.

Поисковая адаптация реализована способами ненаправленного поиска с силовой обратной связью и формирования программной траектории изменением знака обратной связи по координате адаптации. В первом случае обеспечивается прямолинейная поисковая траектория. Условием работы

измерителя рассогласования, в качестве которого используется упругий элемент, является наличие контакта деталей, обеспечиваемого усилием О (например, силой тяжести). Математическая модель устройства представлена в виде структурной схемы. Обоснована кинематическая схема механизма перемещения детали и предложено ее конструктивное решение для устройства установки металлизированных уплотнений.

Формирование поисковой программной траектории обеспечивается собственным движением устройства при изменении знака обратной связи. Исходя из рекомендаций по выбору управляемых координат (гл.2), обоснована кинематическая схема устройства. Для формирования поисковой программной траектории необходимо управление углом наклона детали 0. Движение детали по этой координате в линейном приближении описывается уравнением:

^в + ^в + (Су-01,-М12)в = М, (26)

где ^ - момент инерции подвижной части устройства; ^ - коэффициент вязкого трения; С.у - угловая жесткость упругого подвеса^, N - сила тяжести подвижной части и реакция в точке контакта деталей; / /2 - плечи сил тяжести и реакции относительно центра вращения детали.

Решение уравнения (26) при М=0 характеризует собственное движение и имеет вид:

а) Для > 01х + щ , ^ < в = ви + а)+в0- (27)

<4кг - А2

б) для су < а, + N1,; + в = ви >ке~ы ■Мы (

и, N 4 1 -х • и

Для перехода от решения (27) к решению (28) необходимо изменение угловой жесткости подвеса. Это обеспечивается перемещением устройства по координате Ъ. На основе уравнений движения по двум угловым координатам разработана структурная и конструктивная схемы устройства, защищенные патентом на изобретение.

Таким образом, обоснованы способы реализации предложенных методов адаптации для деталей различных соединений.

В шестой главе обоснованы границы применимости предложенных методов адаптации. Для различных этапов разработки предложены критерии оценки эффективности устройств, а именно: параметры программной траектории, показатели управляемости устройства, характеристики структурных

компонент устройства. Параметрами программной траектории являются: отношение числа координат адаптации к к числу управляемых координат / , отношение" габаритного размера детали гй к длине управляемого перемещения . Показатель управляемости - это наименьшее значение собственной частоты устройства по координатам адаптации, а также производная переменной собственной частоты по входному параметру устройства 8вх. Характеристики структурных компонент определяются по формулам:

"с 5

пр

где су ~ жесткость элементов установочной поверхности; с — приведенная

жесткость перемещающего элемента, г - перемещение детали по координате адаптации, 5 - перемещение рабочего органа сборочной системы.

На основе определения предложенных критериев получены рекомендации по применению методов адаптации:

1. При реализации метода стабилизации движения детали существуют ограничения, связанные с обеспечением требуемой жесткости упругих элементов подвеса для деталей с малой массой и размерами (с1<10 мм) в особенности для больших начальных смещений сопрягаемых поверхностей. Для деталей больших масс и габаритных размеров требуемые значения жестко-стей имеют высокий уровень, что снижает чувствительность адаптирующего устройства и точность позиционирования детали относительно программной траектории.

2. Полученные зависимости позволяют установить нижний предел собственных частот адаптирующего устройства, исходя из максимальных

значений жесткости сг и массогабаритных характеристик соединяемых деталей для больших смещений деталей (до (I). Для найденных границ допустимых значений собственных частот следует, что способ имеет ограничения в применении для больших деталей (¿£> 100мм), а для больших начальных смещений (>с0 - ограничения для деталей с размерами, превышающими 15 мм.

3. Для адаптивного позиционирования (способ синхронного позиционирования) значения собственных частот не зависят от начального рассогласования сопрягаемых поверхностей и значительно (более чем на порядок) превышают значения соответствующих частот устройства с упругим базированием детали.

4. Для метода ненаправленного поиска из зависимостей собственной частоты следует, что при больших массах соединяемой детали происходит снижение начального значения собственной частоты устройства по углу ну-

тации. Крутизна изменения собственной частоты в области положительных обратных связей выше для деталей малой массы. Для деталей с большой массой возможны сочетания параметров, при которых переход к неустойчивому состоянию (начало поискового движения) достигается только при предельных перемещениях, что приводит к увеличению времени поиска в связи с уменьшением шага поисковой траектории или, в худшем случае, к сохранению устойчивого положения системы и воспроизведению круговой траектории движения детали. Поэтому для устройств с переменной угловой жесткостью подвеса предпочтительнее соединяемые детали относительно малой массы.

Седьмая глава содержит результаты опытного подтверждения эффективности предложенных методов и средств адаптации.

Оценка работоспособности и эффективности предложенных методов и средств адаптации основана на результатах эксплуатации и испытаний адаптирующих устройств в условиях производства и результатах экспериментальных исследований образцов средств адаптации.

Адаптирующие устройства для установки плоских металлизированных уплотнений и жестких уплотнительных резиновых прокладок входят в состав шестипозиционного переналаживаемого сборочного комплекса для автоматизированной сборки головок цилиндров двигателей Д-144, Д-21 двигателя трактора Т-25 в моторосборочном цехе АО «Владимирский тракторный завод». Автомат установки металлизированных уплотнений обеспечивает сборку узла с погрешностью адаптации менее 30 за 3,5 с при начальном рассогласовании деталей до 4° в вертикальной и до 2°30 в горизонтальной .плоскостях. Автомат установки резиновых прокладок имеет производительность 30 шт. / мин., погрешность адаптации не более 0,8 мм при начальных рассогласованиях деталей до 5 мм.

Устройства для сборки групповых резьбовых соединений - шести- и двухшпиндельные гайковерты, многошпиндельное адаптивное завинчивающее устройство - испытаны в условиях производства на предприятиях ОАО «КЭЗ», ОАО «Завод им. В. А. Дегтярева». Установлено, что они обеспечивают стабильную работу в течение длительного времени с циклом сборки резьбовых соединений от М2 до М20 не более 56 с, погрешность осевого усилия затяжки не более 2,5%.

Устройство для сборки соединений по цилиндрическим, коническим и резьбовым поверхностям, обеспечивающее ненаправленный поиск при изменении знака обратной связи, испытывалось в лабораторных условиях и в условиях серийного производства ОАО «Завод им. В. А. Дегтярева». Были подтверждены следующие характеристики: цикл одиночной сборки цилинд-

рических деталей 3 - 5 с, допустимое начальное смещение осей деталей до 0,75 диаметра (16 - 18 мм), производительность устройства в 4 -5 раз превышает производительность оператора-сборщика.

Эффективность этих устройств обеспечивается за счет повышения качества сборки, получаемого в результате высокого уровня повторяемости параметров сборочных движений и исключения ошибок оператора, устранения вредного воздействия вибраций и снижения уровня шума не менее чем в два раза, повышения производительности труда.

Работоспособность устройства синхронного позиционирования деталей цилиндрических, конических, профильных соединений и устройства адаптации кольцевых податливых деталей определялась по результатам лабораторных испытаний. Процент совмещения цилиндрических деталей диаметром 14 мм, сопрягаемых по посадкам с зазором 0.05 -0.1455 мм, составляет в среднем 87%. При установке кольцевых уплотнений круглого и квадратного сечения с отношением с!/0>0,02 на наружную цилиндрическую поверхность возрастает время установки до 4 - 6 с, и усилие деформации колец до требуемого размера.

Робототехническое устройство позиционирования деталей различной конфигурации на основе алгоритма нечеткого управления испытано в лабораторных условиях для транспортирования и адаптации цилиндрических деталей диаметром 10 мм, сопрягаемых по посадке с зазором от 0,01 до 0,06 мм. При начальном рассогласовании деталей не менее 100 мм время номинального совмещения сборочной системы на базе ПИД - регулятора - 8,6 секунды, на базе нечеткого контроллера - 2,4 секунды. Средний процент совмещения составил 93%.

На основании экспериментального подтверждения характеристик адаптирующих устройств для различных видов деталей можно утверждать, что предложенные методы адаптации обеспечивают высокую производительность и требуемую точность совмещения соединяемых деталей.

В восьмой главе содержатся основные положения методологии разработки средств адаптации, включающие:

- анализ объектов сборочной операции и сборочного оборудования и формирование требований к адаптирующим устройствам по выполнению необходимых и достаточных условий автоматизированного совмещения;

- обоснование метода управления движением детали путем формирования целевых функций для этапов адаптации, вида обратной связи и алгоритма управления движением детали;

- обоснования метода совмещения соединяемых деталей за счет формирования программных траекторий для этапов адаптации;

- обоснования метода адаптации соединяемых деталей путем согласования параметров устройств обратной связи и задающих устройств для разных этапов адаптации;

- обоснования способа адаптации соединяемых деталей путем выбора функциональных элементов, получения уравнений движения устройства, определения требований к параметрам элементов.

- обоснования конструкции средства адаптации в результате реализации требований к конструктивным параметрам элементов и выбора конструкций элементов.

Методология представлена в виде алгоритма автоматизированного проектирования средств адашации. Примеры конструкций средств адаптации приведены на рис.

Рис 7 Устройство для I рупмовои сборки резьбовых соединений

Рис 8 Устройство синхронного позиционирования деталей

Основные результаты и выводы по работе.

В диссертационной работе на базе принципов автоматического управления и выявленных взаимосвязей, действующих в процессе ориентации соединяемых деталей, теоретически обоснованы методы автоматического управления процессом адаптации деталей и разработаны средства адаптации для различных видов сопрягаемых поверхностей соединений при автоматизированной сборке. Тем самым решена научно-техническая проблема автоматической доориентации деталей для различных видов соединений, являющаяся основным вопросом в автоматизации сборочных операций.

2. Теоретически обоснованы методы адаптации различных видов сопрягаемых поверхностей соединяемых деталей, учитывающие:

а) особенности взаимосвязей, действующих в процессе совмещения сопрягаемых поверхностей различных видов соединяемых деталей при автоматизированной сборке;

б) необходимые и достаточные условия автоматизированного совмещения сопрягаемых поверхностей соединяемых деталей, определяющие требования к реализации программных траекторий совмещения и точности перемещения и позиционирования деталей по этим траекториям;

в) программные траектории совмещения сопрягаемых поверхностей и их элементов, обеспечивающие эффективную ориентацию деталей по угловым и линейным координатам адаптации при автоматизированной сборке;

г) общие методы управления движением соединяемых деталей по заданным программным траекториям;

д) принципы автоматизированного совмещения различных видов сопрягаемых поверхностей, на основе которых разработаны методы адаптации:

- адаптивное позиционирование детали по линейным и угловым координатам из неопределенного начального в требуемое согласованное положение с точностью, отвечающей условиям статического совмещения сопрягаемых поверхностей или их элементов;

- адаптивная стабилизация движения соединяемой детали относительно семейства программных траекторий, определяемого неопределенным начальным положением детали и условиями динамического совмещения сопрягаемых поверхностей или их элементов;

ненаправленный поиск согласованного положения по траекториям, формируемым за счет собственного движения адаптирующего устройст-

ва с учетом условий динамического совмещения сопрягаемых поверхностей или их элементов.

3. На базе предложенных методов автоматического управления процессом адаптации деталей с учетом возможных вариантов взаимосвязей теоретически обоснованы способы их реализации и разработаны конструктивные схемы средств адаптации, включающие:

а) варианты адаптивного позиционирования различных деталей;

б) способы и устройства адаптивной стабилизации движения деталей и их элементов;

в) способы и устройства ненаправленного поиска согласованного положения соединяемых деталей.

4. Сформулированы ограничения на области применения предложенных методов и средств адаптации, включающие:

а) разработку критериев для оценки работоспособности средств адаптации на основе необходимых и достаточных условий автоматизированного совмещения сопрягаемых поверхностей и их элементов;

б) требования к значениям параметров и режимам работа адаптирующих устройств;

5. Обоснована методология проектирования эффективных средств адаптации различных видов соединяемых деталей, на базе которой созданы конструктивные решения адаптирующих устройств, нашедших применение в производстве на ОАО «Завод им. Дегтярева», АО «Ковровский экскаваторный завод», в учебном процессе Ковровской государственной технологической академии.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Житников Б.Ю., Симаков А.Л. Методология разработки универсальных, высокоточных, многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса: Монография / Под общ. ред. Ю.З. Житникова,- Ковров: КГТА, 2002.-216 с.

2. Житников Ю.З., Симаков А.Л. Автоматизация сборки изделий резьбовыми соединениями: Учеб. пособие. 4.2. Обоснование условий и требований к уплотнениям при автоматизированной сборке. Опыт внедрения устройств автоматизированной сборки изделий с резьбовыми соединениями с установкой уплотнений. - Ковров: КГТА, 1997. - 156 с.

3. Симаков А.Л. Метод определения погрешностей устройств для автоматизированной сборки.// Вопросы оборонной техники. Сер.9 Специальные системы управления, следящие приводы и их элементы. - М.: НТЦ «Информтехника», 1996.-Вып.2 (218). - С.33-37.

4. Симаков А.Л. Системный анализ уплотнительных устройств // Вопросы оборонной техники. Сер.9 Специальные системы управления, следящие приводы и их элементы. - М.: НТЦ «Информтехника», 1996.-Вып.2 (218). - С.37-39.

5. Симаков А.Л. Применение теории винтов для описания оптических элементов// Вопросы оборонной техники. Сер.9 Специальные системы управления, следящие приводы и их элементы. - М.: НТЦ «Информтехника», 1996.-Вып.2 (218). -С.39-41.

6. Симаков А.Л. Автоматизация сборки уплотнительных устройств/вопросы оборонной техники. Сер.9 Специальные системы управления, следящие приводы и их элементы. - М.: НТЦ «Информтехника», 1998.-Вып.2 (218). - С.67-69.

7. Симакос А.Л. Условия реализации пассивных методов управления ориентацией деталей при автоматизированной сборке // Радиоэлектроника, Информатика, Управление. Запорожье, Украина: ЗГТУ, 1999, №2 с.120-123.

8. Житников Ю.З., Симаков А.Л., Житников Б.Ю., Крылов В.Ю. Устройство для завинчивания шпилек // Автоматизация и современные технологии. 1999. -№ 12. — С.16-19.

9. Житников Ю.З., Симаков А.Л., Житников Б.Ю. Обоснование эффективных методов и средств адаптации для автоматизации сборочных операций // Конструкторско-технологическая информатика - 2000: Труды конгресса. В 2 т. Т.1 / IV международный конгресс. - М.: Изд-во «Станкин», 2000.-С. 190-192.

10. Житников Б.Ю., Симаков А.Л. Исследование многоканальной адаптивной системы управления технологическим оборудованием для групповой сборки на основе метода автоматического регулирования // Радиоэлектроника, Информатика, Управление. -2000. ~ №2. - С.125-130.

11. Житников Ю.З., Симаков А.Л., Коробова М.В. Устройство для автоматизированной установки кольцевых уплотнений // Автоматизация и современные технологии. - 2000. - № 8. - С.14-17.

12. Симаков А.Л. Обоснование границ применимости методов адаптации для автоматизированной сборки // Сборка в машиностроении, приборостроении. - №3. - 2001. - С. 14-16.

13. Сазыкин Ю.М., Симаков А.Л., Житников Б.Ю. Адаптивная система для групповой сборки резьбовых соединений // Сборка в машиностроении, приборостроении. -№9.- 2001. - С. 22-25.

14. Симаков А.Л. Реализация алгоритма стабилизации траектории в средствах адаптации для автоматизированной сборки // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2002. - №9. - С.14-18.

15. Симаков А.Л. Выполнение условий автоматизированной сборки пассивными адаптирующими устройствами// Автоматизация и современные технологии. - 2002. - №3. - С.18.

16. Житников Ю.З., Житников Б.Ю., Симаков А.Л. Метод пассивной адаптации деталей, сопрягаемых по цилиндрическим и резьбовым поверхностям // Техника машиностроения: Сборник трудов Российской научно-техн. конф. «Информационные технологии в проектировании, производстве и образованию). - 2002. - №3. -

17. Симаков А.Л., Кузнецов М.В. Особенности применения нечеткого управления для адаптации деталей при автоматизированной сборке // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2003. - №2. - С.17-19.

18. Житников Ю.З., Симаков А.Л., Федотов М.В. Способ наживле-ния и сборки деталей, сопрягаемых по цилиндрическим поверхностям с гарантированным зазором и устройство для его осуществления / патент РФ ЕШ 2207944 С2 7В 23Р 19/10 10.07.2003 Бюл. .№ 19.

19. Медведев В.И., Симаков А.Л. Автоматические системы управления движением: Учеб. пособие. 4.1. Движение объекта и стабилизация измерительных устройств. - Ковров: КТИ, 1994.41с.

20. Симаков А.Л. Применение винтового исчисления для анализа погрешностей манипуляторов робототехнических систем II Экстремальная робототехника: Материалы VI1 НТК. - С-Пб.: СпГТУ, ЦНИИРТК, 1996. С.47-52.

21. Симаков А.Л. Система стабилизации поля зрения робототехнических устройств // Робототехника для экстремальных условий. Материалы НТК. - С-Пб.: СПГТУ, ЦНИИРТК, 1996. - С.240-245.

22. Симаков А.Л. Обоснование выбора рациональных параметров средств адаптации сборочных устройств // Сборник научных трудов КГТА.Ковров: КГТА, 1998. - С.259-267.

23. Сазыкин Ю.М., Симаков A.J1. Определение структуры и погрешностей сборочных устройств с пассивными средствами адаптации // Сборник научных трудов КГТА,- Ковров: КГТА, 1998. - С.153-161.

24. Симаков А.Л., Краснов М.В. Оптимизация параметров средств адаптации для сборочных робототехнических устройств // Экстремальная робототехника: Материалы IX НТК. - С-Пб.: СпГТУ, ЦНИИРТК, 1998-С.392-398.

25. Симаков А.Л., Крылов В.Ю., Пантелеев Е.Ю. Определение требований к параметрам пассивных средств адаптации в системах автоматизированной сборки // Экстремальная робототехника: Материалы X НТК. - ' С-Пб.: СпГТУ, ЦНИИРТК, 1999. - С.481-486.

26. Крылов В.Ю., Симаков А.Л., Пантелеев Е.Ю. Обоснование способа пассивной адаптации резьбовых деталей в условиях роботизированного производства // Экстремальная робототехника: Материалы X НТК, С-Пб.: СпГТУ, ЦНИИРТК, 1999. - С.486-489.

27. Сазыкин Ю.М., Симаков А.Л. Обоснование методов пассивной адаптации и их применения при автоматизированной сборке // Сборник научных трудов КГТА.- Ковров: КГТА, 1999. - С.20-26.

28. Симаков А.Л., Кузнецов A.A. Адаптирующие устройства с переменными ' геометрическими параметрами // Экстремальная робототехника: Материалы XI НТК. - С-Пб.: СпГТУ, ЦНИИРТК, 2000. -С.141-145.

29. Симаков А.Л., Тожокин A.B. Сравнительный анализ методов пассивной адаптации для роботизированных сборочных производств// Экстремальная робототехника: Материалы XI НТК. - С-Пб.: СпГТУ, ЦНИИРТК, 2000. -С.136-141. <

30. Симаков А.Л., Сухомлинов В.И. Анализ погрешностей средств адаптации, реализующих позиционный метод совмещения при автоматизированной сборке // Вооружение, автоматика, управление: Сборник научных * трудов. Ч.1.- Ковров: КГТА, 2001. - С. 103-114.

31. Симаков А.Л., Щанов Л.В. Реализация различных методов совмещения деталей в пассивных средствах адаптации сборочных роботов // Экстремальная робототехника: Материалы XI1 НТК, С-Пб.: СпГТУ, ЦНИИРТК, 2001. - С.З 87-3 93.

32. Симаков А.Л., Щанов Л.В. Адаптирующее устройство для автоматизированной сборки // Современные проблемы радиоэлектроники. В 3 ч. 4.1. Радиотехнические системы. Устройства обработки сигналов и навига-

ционные системы. СВЧ технологии, антенны и устройства. Приборостроение: Сб. научн. тр. / Под ред. Ю.В. Коловского. Красноярск: НПЦ КГ'ГУ, 2001. ~ С.145-146 .

33. Симаков А.Л., Кузнецов М.В. Применение методов интеллектуального управления в роботизированных сборочных операциях // Экстремальная робототехника: Материалы XIV НТК. - С-Пб.: СпГТУ, ЦНИИРТК, 2003.

34. Симаков А.Л. Определение условий реализации автоматизированной сборки уплотнительных устройств // Системы управления: конверсия* проблемы: Материалы НТК,- Ковров: КГТА, 1996. - С.106-107.

35. Симаков А.Л., Тараскина H.H. Разработка классификатора систем автоматизированной сборки уплотнительных устройств // Системы управления: конверсия — проблемы: Материалы НТК. - Ковров: КГТА, 1996. -С. 107-108.

36. Симаков А.Л., Федотов М.В. Анализ функциональной модели автоматизированной системы сборки уплотнительных устройств // Системы управления: конверсия- проблемы: Материалы НТК.- Ковров: КГТА, 1996. -С. 105.

37. Симаков А.Л. Анализ структуры автоматизированной сборочной системы с пассивными средствами адаптации // Управление в технических системах: Материалы НТК.- Ковров: КГТА, 1998. - С.138.

38. Симаков А.Л., Коробова М.В. Устройство автоматизированной установки уплотнительных колец на внутреннюю цилиндрическую поверхность // Управление в технических системах: Материалы НТК.- Ковров: КГТА, 1998.-С.134.

39. Симаков А.Л., Тараскина H.H. Классификатор методов адаптации деталей при автоматической сборке // Управление в технических системах: Материалы НТК,- Ковров: КГТА, 1998. - С.139.

40. Симаков А.Л. Приборное обеспечение метода пассивной адаптации для автоматизированной сборки изделий // Современные проблемы радиоэлектроники: Сборник научных трудов Всероссийской НТК. Красноярск: КГТУ, 1999.-С.210-211.

41. Сазыкин Ю.М., Симаков А.Л. Требования к параметрам пассивных средств адаптации для сборочных устройств // Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий:

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ I БИБЛИОТЕКА |

* ОЭ 300 ю \

Материалы МНТК и Российской научной школы. 4.1. Москва - Ковров -Сочи, 1999. - С.37-38.

42. Симаков A.JI. Пассивные средства адаптации в системах автоматизированной сборки // Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий: Материалы МНТК и Российской научной школы. 4.1. Москва - Ковров - Сочи, 1999. - С.22-23.

43. Житников Б.Ю., Симаков A.JI. Многошпиндельный гайковерт с ' дифференциальными механизмами и механизмами свободного хода// Прогрессивные технологии, машины и механизмы в машиностроении: Сборник докладов Международной НТК «БАЛТТЕХМАШ-2000». Т.2: Калининград, ' 2000. - С.45-46.

44. Симаков A.J1. Анализ области применения адаптирующих устройств, реализующих метод упругого базирования соединяемой детали // Управление в технических системах - XXI век: Сборник научных трудов III Международной НТК,- Ковров: КГТА, 2000. - С. 186.

45. Симаков А.Л., Тараскина H.H. Обоснование метода пассивной адаптации со свободным базированием соединяемой детали // Управление в технических системах - XXI век: Сборник научных трудов III Международной НТК,- Ковров: КГТА, 2000. - С. 187.

46. Сазыкин Ю.М., Симаков А.Л., Житников Б.Ю. Реализация методов силового управления в многоканальных устройствах групповой сборки // Вооружение, автоматика, управление: Сборник научных трудов. Ч.1.- Ковров: КГТА, 2001. - С131-141.

47. Житников Ю.З., Житников Б.Ю., Симаков А.Л. Метод пассивной адаптации для автоматизированной сборки резьбовых соединений // Сборка < в машиностроении, приборостроении: Тез. докл. междунар. науч.-техн. семинара/Под ред. O.A. Горленко. - Брянск: БГТУ, 2001. - С.53-55.

48. Симаков А.Л., Житников Б.Ю. Адаптирующие устройства со < свободным базированием соединяемых деталей // Сборка в машиностроении, приборостроении: Тез. докл. междунар. науч.-техн. семинара/Под ред.

O.A. Горленко. - Брянск: БГТУ, 2001. - С.45-47.

49. Житников Ю.З., Симаков А.Л., Житников Б.Ю. Обоснование метода пассивной адаптации деталей, сопрягаемых по резьбовым поверхностям при автоматизированной сборке // Современные технологии в машиностроении: Сборник материалов V Всероссийской научно-практической конференции. 4.2. - Пенза, 2002. - С. 173-176.

50. Житников Ю.З., Симаков А.Л., Житников Б.Ю. Обоснование признаков и групп классификации методов адаптации для автоматизированной сборки // Современные технологии в машиностроении: Сборник материалов V Всероссийской научно-практической конференции. 4.2. - Пенза, 2002.-С. 182-184.

51. Житников Ю.З., Житников Б.Ю., Симаков A.JI. Обоснование * конструкции универсального, высокоточного, многошпиндельного завинчивающего устройства нового класса //Современные методы сборки в машиностроении: Материалы 2-го междунар. науч.-техн. семинара. - Свалява, Киев:

' ATM Украины, 2002.

52. Житников Ю.З., Житников Б.Ю., Симаков A.JI. Разработка и обоснование метода пассивной адаптации деталей, сопрягаемых по резьбовым поверхностям // Современные методы сборки в машиностроении: Материалы 2-го междунар. науч.-техн семинара - Свалява, Киев: ATM Украины, 2002.

1 53. Житников Ю.З., Житников Б.Ю., Симаков A.JI. Разработка кон-

* струкции универсального, высокоточного, многошпиндельного завинчивающего устройства нового класса // Информационные технологии в проек-1 тировании, производстве и образовании: Сборник трудов Российской научно-технической конференции. - Ковров: КГТА, 2002. - С.70-72.

! 54. Житников Ю.З., Житников Б.Ю., Симаков A.JI. Обоснование ме-

i

тода пассивной адаптации деталей, сопрягаемых по резьбовым поверхно-! стям // Информационные технологии в проектировании, производстве и об' разовании: Сборник трудов Российской научно-технической конференции. -f Ковров: КГТА, 2002. - С.72-74.

55. Симаков A.JI., Захарова Е.В. Обоснование конструкции автоматизированной установки уплотнений на основе методов автоматического и управления // Информационные технологии в проектировании, производстве и образовании: Сборник трудов Российской научно-технической конферен-' ции,-Ковров: КГТА, 2002.-С.82-83.

114353

I

«

Изд. Лиц. № 020354 от 05.06.97 г. Подписано в печать 09.09.2003 г. Формат 60x84/16. Бумага писчая № 1. Гарнитура «Тайме». Печать офсетная. Усл.-печ. л. 2,09. Уч.-изд.л. 2,11. Тираж 100 экз. Заказ № 395.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ковровская государственная технологическая академия». 601910, Ковров, ул. Маяковского, 19.

Введение 10 1. Анализ существующих средств адаптации соединяемых деталей для автоматизированной сборки

1.1. Физические принципы формирования управляющих воздействий в адаптирующих устройствах

1.1.1. Формирование управляющих воздействий в средствах адаптации

1.1.2. Определение параметров рассогласования сопрягаемых поверхностей

1.2.Способы адаптации соединяемых деталей для автоматизированной сборки

1.2.1. Адаптация, основанная на силовом взаимодействии соединяемых деталей

1.2.1.1. Использование силы реакции в зоне контакта соединяемой и базовой детали

1.2.1.2. Использование силы реакции в зоне контакта соединяемой или базовой детали с промежуточным элементом устройств

1.2.1.3. Использование моментов сил реакции, возникающих при контакте соединяемой и базовой деталей

1.2.2. Адаптация, основанная на действии инерционных сил

1.2.3.Адаптация с помощью внешних воздействий, не зависящих от параметров рассогласования сопрягаемых поверхностей

1.2.4.Адаптация с помощью внешних воздействий, зависящих от параметров рассогласования сопрягаемых поверхностей

1.3 Конструктивные варианты адаптирующих устройств

1.3.1. Реализация упругого базирования

1.3.2. Адаптация с предварительным наклоном детали

1.3.3. Центробежная адаптация

1.3.4. Адаптация с помощью гироскопических устройств

1.3.5. Конструктивные варианты реализации траекторного (ненаправленного) поиска •

1.3.6. Конструктивные варианты реализации направленного (управляемого) поиска

1 АРезультаты анализа существующих методов адаптации

1.5. Цель и задачи диссертационной работы

2. Обоснование необходимых и достаточных условий автоматизированной сборки соединений

2.1 .Особенности реализации системного подхода в разработке автоматизированных сборочных устройств

2.2. Анализ объектов сборочных операций и их классификация

2.3. Анализ функциональных элементов автоматизированной сборочной системы

2.4. Анализ функциональных связей автоматизированной сборочной системы

2.5. Системная модель функционирования автоматизированного сборочного устройства.

2.6. Обоснование необходимых и достаточных условий автоматизированного совмещения соединяемых деталей.

2.7. Обеспечение необходимых условий автоматизированной сборки средствами адаптации.

2.8. Обеспечение адаптирующими устройствами достаточных условий автоматизированного совмещения сопрягаемых поверхностей.

3.Обоснование методов адаптации для автоматизированной сборки соединений.

3.1.Особенности реализации программных траекторий совмещения соединяемых деталей 92 •

3.1.1. Обоснование признаков и групп классификации ; программных траекторий

3.1.2. Позиционные программные траектории при вынужденном движении соединяемой детали 97 ;:

I.- И

3.1.3. Поисковые программные траектории совмещения ! сопрягаемых поверхностей

3.1.4. Особенности программных траекторий совмещения на этапе угловой адаптации соединяемых деталей

3.2. Методы управления движением соединяемой детали по программной траектории

3.2.1.Адаптивное позиционное управление линейным перемещением соединяемой детали

3.2.2. .Стабилизация движения объекта управления относительно адаптируемой программной траектории

3.2.3. Метод самонаведения (автоматического поиска согласованного положения) на этапе предварительной адаптации соединяемой детали

3.2.4. Особенности методов управления угловой адаптацией соединяемой детали при автоматизированной сборке

3.2.4.1. Адаптивное позиционное управление угловым положением детали

3.2.4.2. Стабилизация углового положения соединяемой детали

3.2.4.3.Самонаведение соединяемой детали по угловому положению 143 3.2.5. Классификация методов управления движением соединяемой детали при автоматизированной сборке

3.3. Методы адаптации деталей при автоматизированной сборке различных соединений

4. Особенности реализации методов адаптации при автоматизированной сборке

4.1.Варианты осуществления методов адаптации элементами с различными видами внешних связей

4.2. Элементная база методов управления движением соединяемой детали 165;

4.3.Условия замыкания обратных связей при обеспечении методов адаптации',. соединяемых деталей 172 • ■

4.3.1. Условия управляемости для активных средств адаптации 176;

4.3.2. Условия управляемости пассивных средств адаптации 179 4.4.0собенности реализации методов адаптации при групповой автоматизированной сборке

4.4.1. Косвенная синхронизация движений деталей при групповой сборке 186,

4.4.2. Синхронизация движений деталей при групповой сборке в устройствах с переменной структурой

4.4.3. Элементная база устройств синхронизации движения деталей при групповой сборке

4.4.3.1. Блоки переключения кинематических цепей в каналах управления

4.4.3.2. Механизм преобразования движения привода 193 5.Обоснование способов осуществления методов адаптации при автоматизированной сборке

5.1. Пассивные способы реализации метода позиционного управления движением детали

5.1.1. Позиционное центрирование осесимметричных деталей

5.1.2. Синхронное позиционирование соединяемой и базовой деталей

5.1.3. Угловое пассивное позиционирование деталей

5.2. Сопоставление возможностей активных и пассивных позиционных систем адаптации

5.2.1 .Оценка уровня быстродействия и точности позиционных приводов 211 5.2.2,Оценка точностных возможностей пассивных способов позиционирования детали

5.3. Обоснование пассивных способов стабилизации движения деталей относительно программной траектории

5.3.1. Стабилизация движения деталей относительно позиционных программных траекторий

5.3.2. Стабилизация движения податливых деталей в деформированном состоянии

5.3.3. Стабилизация номинальной формы податливых деталей

5.4. Обоснование способов автоматического поиска согласованных положений сопрягаемых поверхностей

5.4.1. Ненаправленный поиск с силовой обратной связью

5.4.2.Формирование траекторий ненаправленного поиска изменением знака обратных связей адаптирующего устройства

Обоснование границ применения методов адаптации

6.1 .Определение критериев оценки для сравнительного анализа методов адаптации

6.2,Обоснование границ применения методов адаптации по показателям управляемости

6.2.1. Границы применения способа упругого базирования (метод стабилизации движения детали)

6.2.2. Границы применения метода адаптивного позиционирования (способа синхронного позиционирования базовой и соединяемой : деталей) 263!

6.2.3. Оценка границ применимости метода самонаведения (автоматического поиска)

6.3. Определение границ применения средств адаптации по показателям связей между структурными компонентами

7. Опытное подтверждение эффективности средств автоматизации операций сборки, реализующих предложенные методы адаптации

7.1. Описание конструктивных и кинематических схем средств автоматизации технологических операций сборки

7.1.1. Устройство для установки плоских уплотнений, реализующее ненаправленный поиск с силовой обратной связью

7.1.2. Устройство для сборки соединений по цилиндрическим, коническим и резьбовым поверхностям, обеспечивающее ненаправленный поиск при изменении знака обратной связи

7.1.3. Устройство для установки цилиндрических резиновых уплотнений

7.1.4. Устройство для сборки групповых резьбовых соединений

7.1.5. Устройства синхронного позиционирования деталей

7.1.5.1. Устройство синхронного позиционирования деталей цилиндрических, конических, профильных соединений

7.1.5.2. Устройство адаптации кольцевых податливых деталей

7.1.6. Робототехническое устройство позиционирования деталей различной конфигурации на основе алгоритма нечеткого управления

7.2. Опытное подтверждение эффективности средств автоматизации сборочных операций на базе предложенных способов адаптации

7.2.1. Использование автоматического комплекса сборки в производстве серийной продукции

7.2.2. Результаты лабораторных исследований устройства для сборки соединений по цилиндрическим, коническим и резьбовым поверхностям

7.2.3 Результаты испытаний устройства для сборки групповых резьбовых соединений

7.2.4.Результаты лабораторных испытаний устройства синхронного позиционирования деталей

7.2.5.Результаты лабораторных испытаний сборочного робототехничес кого устройства

8. Основы методологии разработки средств адаптации

8.1.Формирование требований к адаптирующему устройству на этапе анализа сборочной операции

8.1.1. Формирование требований к адаптирующему устройству с позиций обеспечения достаточных условий автоматизированной сборки

8.1.2.Формирование требований к адаптирующему устройству с позиций обеспечения необходимых условий автоматизированной сборки

8.2. Обоснование метода совмещения сопрягаемых поверхностей 300 8.2.1. Основные этапы адаптации соединяемых деталей 302 8.2.2.0боснование вида программной траектории совмещения

8.2.3.Выбор метода управления движением детали по программной траектории

8.3.Обоснование способа адаптации соединяемых деталей

В современных условиях эффективным средством интенсификации производства при повышении качественных показателей продукции и снижении ее себестоимости являются механизация и автоматизация технологических операций. В связи с тем, что сборочные операции, как правило, завершают производственный цикл изделий машиностроения и приборостроения, от качества их выполнения в значительной мере зависят долговечность, надежность, точность продукции. Сборочные операции в современном производстве занимают значительное место. Трудоемкость этих операций в машиностроении и уровень их механизации и автоматизации иллюстрируется данными таблицы [4], [54], [116].

Таблица п/п Отрасль машиностроения Удельный вес сборочных работ в трудоемкости производства изделий, (%) Уровень механизации и автоматизации сборочных работ, (%)

1 Тяжелое машиностроение 35 8-12

2 Станкостроение 25 22-25

3 Автомобилестроение 18-20 50

4 Приборостроение 40-42 10-12

При этом большой удельный вес в общем объеме сборочных операций имеют операции по сборке типовых соединений, характеризующиеся высоким уровнем монотонности труда, повторяемости рабочих движений, а также не требующие высокой квалификации работника. Так, удельный вес в изделиях машиностроения соединений по цилиндрическим и коническим поверхностям достигает 40%, резьбовых соединений - 20.25%, соединений по плоским поверхностям - 10.20 % [2]. Выполнение таких операций в течение продолжительного времени приводит к снижению внимания, повышенной утомляемости, физической усталости сборщика, что является основными причинами ошибок, приводящих к снижению качества выпускаемой продукции. Тенденции развития современного производства, заключающиеся в непрерывном увеличении выпуска изделий как по номенклатуре, так и по объему, приводят к неуклонному росту удельной трудоемкости сборочных операций и, следовательно, к возрастанию потребностей в производственных площадях и в увеличении численности рабочих, занятых в сборочном производстве.

Качество многих видов изделий в значительной мере зависит от правильности выполнения заключительных сборочных операций. Так, качество уплотняемых соединений, определяющих герметичность изделий, во многих случаях связано с обеспечением синхронности в достижении требуемых моментов затяжки резьбовых деталей, что весьма сложно достичь при ручной сборке.

Производительность труда в сборочном производстве также оказывается зависящей от субъективных факторов и ее уровень имеет тенденцию периодического изменения. В соответствии с этим необходима коррекция производственных заданий и разработка организационно — технических мероприятий для обеспечения требуемого ритма выпуска продукции. Немаловажным фактором следует считать также создание оптимальных условий труда, исключение вредных воздействий шума, вибраций, повышенных температур, токсичных веществ на человека.

Указанные объективные обстоятельства, обусловленные возникшим в последнее время и все возрастающим противоречием между возможностями человека - оператора и требованиями производства, подтверждают актуальность проблемы автоматизации сборочных операций и объективную потребность сборочных производств в разработке эффективных средств автоматизации. Решению этой проблемы в различных ее аспектах посвящены работы таких ученых, как Гусев А.А., Житников Ю.З., Замятин В.К.,

Лебедовский М.С., Соломенцев Ю.М., Тимофеев А.В., Федотов А. И., Ямпольский JI.C., Яхимович В.А. и многих других.

Однако на современном этапе развития производства наблюдается существенное отставание уровня механизации и автоматизации сборочных работ по отношению к другим этапам производства изделий, например, механообработке или операциям формообразования. В машиностроении механизировано менее четверти сборочных операций, а автоматизировано не более 5. 15 %, в то время как уровень автоматизации обрабатывающих операций приближается к 90 % . Основными причинами сложившегося в сборочном производстве положения являются следующие факторы.

Во-первых, отсутствует единая научно-техническая политика в решении проблем сборки. Отсутствие ее объясняется, с одной стороны, отраслевым подходом к решению задач сборочного производства, при котором проектирование и разработка средств автоматизации сборочных операций ограничивается потребностями и возможностями отдельных отраслей и даже предприятий машиностроения. Результатом такого подхода является решение частных задач на уровне конструктивной проработки, как правило, без систематизации и обобщения найденных решений. С другой стороны, большое разнообразие конструкций, массо-габаритных характеристик, технических требований, материалов в изделиях машино- и приборостроения затрудняет изучение закономерностей и взаимосвязей, характерных для автоматизированных сборочных операций, и способствует разработке средств автоматизации для данных сборочных операций в рамках отраслевого подхода.

Во-вторых, технические задачи, возникающие при проектировании средств автоматизации сборки характеризуются высоким уровнем сложности. Это, прежде всего, задачи определения параметров ориентации элементов соединяемых деталей, технологического оборудования и инструмента, задачи управления взаимным положением и ориентацией соединяемых деталей в условиях действия возмущающих факторов различной физической природы. Их решение зачастую приводит к возникновению неразрешимых противоречий между возможностями существующей и применяемой в автоматических системах элементной базы и методов управления, а также требованиями к автоматизированным сборочным устройствам, вытекающим из конструктивных и технологических особенностей собираемых деталей.

Концепция проектирования и разработки средств автоматизации сборочных операций, сложившаяся в силу указанных причин и объективных обстоятельств, может быть выражена формулой — от объектов сборочных операций - к автоматизированному сборочному устройству. При этом реализуется, по существу, проектирование по принципу «от частного — к общему», эффективность которого ограничена недостаточным уровнем обобщения существующих методов и средств автоматизированной сборки па новые конструктивные варианты собираемых узлов и недостаточной теоретической базой для обоснования и поиска новых методов автоматического совмещения соединяемых деталей. Для обеспечения концепции проектирования автоматизированных сборочных устройств, базирующейся на принципе «от общего - к частному» весьма актуальной является задача теоретического обоснования методов автоматизированной сборки наиболее распространенных в изделиях машино- и приборостроения соединений.

Таким образом, в современных условиях существует научно-техническая проблема автоматизации сборочных операций, актуальность и практическая значимость которой определяется объективными требованиями повышения качества продукции машино- и приборостроения при расширении номенклатуры выпускаемых изделий и снижении их себестоимости.

Заключение

В диссертационной работе на базе принципов автоматического управления и выявленных взаимосвязей, действующих в процессе ориентации соединяемых деталей, теоретически обоснованы методы автоматического управления процессом адаптации деталей и разработаны средства адаптации для различных видов сопрягаемых поверхностей соединений при автоматизированной сборке. Тем самым решена научно-техническая проблема автоматической доориентации деталей для различных видов соединений, являющаяся основным вопросом в автоматизации сборочных операций. При этом:

1. Теоретически обоснованы методы адаптации различных видов сопрягаемых поверхностей соединяемых деталей, учитывающие: а) особенности взаимосвязей, действующих в процессе совмещения сопрягаемых поверхностей различных видов соединяемых деталей при автоматизированной сборке; б) необходимые и достаточные условия автоматизированного совмещения сопрягаемых поверхностей соединяемых деталей, определяющие требования к реализации программных траекторий совмещения и точности перемещения и позиционирования деталей по этим траекториям; в) программные траектории совмещения сопрягаемых поверхностей и их элементов, обеспечивающие эффективную ориентацию деталей по угловым и линейным координатам адаптации при автоматизированной сборке; г) общие методы управления движением соединяемых деталей по заданным программным траекториям; д) принципы автоматизированного совмещения различных видов сопрягаемых поверхностей, на основе которых разработаны методы адаптации:

- адаптивное позиционирование детали по линейным и угловым координатам из неопределенного начального в требуемое согласованное положение с точностью, отвечающей условиям статического совмещения сопрягаемых поверхностей или их элементов;

- адаптивная стабилизация движения соединяемой детали относительно семейства программных траекторий, определяемого неопределенным начальным положением детали и условиями динамического совмещения сопрягаемых поверхностей или их элементов;

- ненаправленный поиск согласованного положения по траекториям, формируемым за счет собственного движения адаптирующего устройства с учетом условий динамического совмещения сопрягаемых поверхностей или их элементов.

2. На базе предложенных методов автоматического управления процессом адаптации деталей с учетом возможных вариантов взаимосвязей теоретически обоснованы способы их реализации и разработаны конструктивные схемы средств адаптации, включающие: а) варианты адаптивного позиционирования различных деталей; б) способы и устройства адаптивной стабилизации движения деталей и их элементов; в) способы и устройства ненаправленного поиска согласованного положения соединяемых деталей.

3. Сформулированы ограничения на области применения предложенных методов и средств адаптации, включающие: а) разработку критериев для оценки работоспособности средств адаптации на основе необходимых и достаточных условий автоматизированного совмещения сопрягаемых поверхностей и их элементов; б) требования к значениям параметров и режимам работы адаптирующих устройств;

4. Обоснована методология проектирования эффективных средств адаптации различных видов соединяемых деталей, на базе которой созданы конструктивные решения адаптирующих устройств для сборочных автоматов, нашедших применение в производстве на ОАО «Завод им. Дегтярева», АО «Ковровский экскаваторный завод».

1. Андрющенко В.А. Следящие системы автоматизированного сборочного оборудования. - Д.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979, 246 с.

2. Базров Б.М. Модульный принцип в построении сборочного производства. // Вестник машиностроения, 1997. №1, с. 30 33.

3. Бедрин В.М., Бедрина А.В. Обзор методов и устройств автоматического ориентирования деталей при сборке.// Сборка в машиностроении, приборостроении, 2000. №2, с.7-21.

4. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. -М.: Наука, 1975.768 с.

5. Брайсон А., Хо Ю-Ши. Прикладная теория оптимального управления.- М.: Мир, 1972.544 с.

6. Вукобратович М., Стокш Д. Управление манипуляционными роботами. М.: Наука, 1985.

7. Гильберт Д., Бернайс П. Основания математики. Логические исчисления и формализация арифметики. — М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1982. 556 с.

8. Голдстейн Г. Классическая механика, пер. с англ. М.: Мир, 1975.

9. Горбатов В.А. Схемы управления ЦВМ и графы. М.: Энергия, 1971. 152 с.

10. Гусев А. А. Адаптивные устройства сборочных машин. М.: Машиностроение, 1979. 208 с.

11. Гусева И.А. Условия автоматической сборки зубчатых передач с применением адаптивной направляющей оснастки //Сборка в машиностроении, приборостроении. 2001. №9, с. 10-17.

12. Гусева И.А. Методика расчета точности высокоэффективных средств для автоматизированной серийной сборки изделий с применением упругих деталей // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2000. №5, с. 13-22.

13. Динамика машин и управление машинами: Справочник / В.К. Асташев, В.И. Бабицкий, И.И. Вульфсон и др.; Под ред. Г.В. Крейнина. М.: Машиностроение, 1988. 240 с.

14. Динамика управления роботами / Под ред. Е.И. Юревича. М.: Наука, 1984.

15. Дистанционно управляемые роботы и манипуляторы / Под ред. B.C. Кулешова и Н.А. Лакоты. М.: Машиностроение, 1986. 328 с.

16. Егоров И.Н. Системы позиционно силового управления технологическими роботами // Вооружение, автоматика, управление: Сборник научных трудов. Ч.1.- Ковров: КГТА, 200I.e. 68-78.

17. Житников Б.Ю., Симаков A.JI. Методология разработки универсальных, высокоточных, многошпиндельных завинчивающих устройств нового класса: Монография / Под общ. ред. Ю.З. Житникова.- Ковров: ГОУ ВПО «КГТА», 2002.-216 с.

18. Житников Ю.З. Автоматизация сборки резьбовых соединений: Учеб. пособие. 4.1. Теоретические основы автоматизированной сборки изделий с резьбовыми соединениями. Ковров: КГТА, 1996. 132с.

19. Житников Ю.З., Житников Б.Ю., Симаков А.Л. Обоснование метода пассивной адаптации деталей, сопрягаемых по резьбовым поверхностям // Информационные технологии в проектировании, производстве и образовании:

20. Сборник трудов Российской научно-технической конференции. — Ковров: КГТА, 2002, с.72-74.

21. Житников Ю.З., Симаков A.JL, Житников Б.Ю., Крылов В.Ю. Устройство для завинчивания шпилек // Автоматизация и современные технологии. М. 1999 № 12,, с.16-19.

22. Житников Ю.З., Симаков A.JI., Коробова М.В. Устройство для автоматизированной установки кольцевых уплотнений // Автоматизация и современные технологии. М. 2000 № 8,, с. 14-17.

23. Житников Ю.З., Симаков A.JI., Федотов М.В. Способ наживления и сборки деталей, сопрягаемых по цилиндрическим поверхностям с гарантированным зазором и устройство для его осуществления / патент РФ RU 2207944 С2 7В 23Р 19/10 10.07.2003 Бюл. .№ 19.

24. Замятин В.К. Технология и автоматизация сборки. М.: Машиностроение, 1993.464с.

25. Замятин В.К. и др. Технология и оснащение сборочного производства машино- приборостроения: Справочник. — М.: Машиностроение, 1995.

26. Иванов А.А. Автоматизация сборки миниатюрных и микроминиатюрных изделий. М.: Машиностроение, 1977. 248 с.

27. Интеллектуальные системы автоматического управления. / Под ред. И.М.Макарова, В.М. Лохина. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001.-576с.- ISBN 5-92210162-5 (УДК 519.711).

28. Казмиренко В.Ф., Лесков А.Г., Введенский В.А. Системы следящих приводов.

29. М.: Энергоатомиздат, 1993. 304 с.

30. Карташев В.А. и др., Автоматическая многооперационная сборка с помощью промышленных роботов, В кн.: Роботизация сборочных процессов, М.: Наука. 1985.

31. Карташев В.А. Управление сборочными движениями манипуляционных систем./ Автореферат дисс. на соиск. уч. ст. д. ф-м. н. М., ИПМ и. М.В. Келдыша РАН, 2000 г.

32. Крылов В.Ю., Симаков А.Л., Пантелеев Е.Ю. Обоснование способа пассивной адаптации резьбовых деталей в условиях роботизированного производства // Экстремальная робототехника: Материалы X НТК, С-Пб.: СпГТУ, ЦНИИРТК, 1999, с.486-489.

33. Комплексная автоматизация производства / Л.И. Волчкевич, М.П. Ковалев, М.М. Кузнецов. М.: Машиностроение, 1983. 269 с.

34. Костюк В.И., Ямпольский Л.С., Иваненко И.Б. Промышленные роботы в сборочном производстве. К.: Тэхника, 1983.

35. Кожевников C.II., Есипенко Я.И., Раскин Я.М. Механизмы. Справочник / Под ред. С.Н. Кожевникова. -М.: Машиностроение, 1976. 784 с.

36. Лебедовский М.С., Вейц В.Л., Федотов А.И. Научные основы автоматической сборки. Л.: Машиностроение, 1985. 316 с.

37. Мантуров О.В., Матвеев Н.Н. Курс высшей математики. М.: Высшая школа, 1986. 480 с.

38. Математический энциклопедический словарь / Гл. редактор Ю.В. Прохоров М.: Советская энциклопедия, 1988. 847 с.

39. Медведев В.И., Симаков А.Л. Автоматические системы управления движением. Учеб. пособие. 4.1. Движение объекта и стабилизация измерительных устройств. Ковров: КТИ, 1994. 41с.

40. Механизация и автоматизация сборки в машиностроении / А.В. Воронин, А.И. Гречухин, А.С. Калашников и др.- М.: Машиностроение, 1985. 272с.

41. Мишкинд С.И., Фомин А.В. Применение промышленных роботов в сборочном производстве. Итоги науки и техники. Серия «Технология и оборудование механосборочного производства». Т.5. М.:ВИНИТИ, 1982.184с.

42. Накано Э. Введение в робототехнику. М.: Мир, 1985.

43. Николаев В.И. Информационная теория контроля и управления. J1.: Судостроение, 1973. 254 с.

44. Николаев В.И., Брук В.М. Системотехника: методы и приложения. — Л.: Машиностроение, 1985. 199 с.

45. Новоселов Б.В. Некоторые пути совершенствования систем наведения и стабилизации // Вопросы оборонной техники. Сер. 9. Специальные системы управления, следящие приводы и их элементы. — М.: НТЦ «Информтехника».1998. Вып. 2 (222). С.5-8.

46. Основы автоматизации машиностроительного производства./ Е.Р. Ковальчук, М.Г. Косов, В.Г. Митрофанов. Под ред. Ю.М. Соломенцева. — М.: Высшая школа, 1999.

47. Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. Кн. 2. Под. ред. П.Н. Учаева. М.: Машиностроение, 1988. 544с.

48. Переналаживаемые сборочные автоматы / Под ред. С.А. Яхимовича. К.: Тэхника, 1979. 176 с.

49. Первицкий Ю.Д. Расчет и конструирование точных механизмов. Учебное пособие для вузов. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1976. 456 с.

50. Проектирование технологий // Под ред. Ю.М. Соломенцева.- М.: Машиностроение, 1990.

51. Попов Е.П., Верещагин А.Ф., Зенкевич С.Л. Манипуляционные роботы: динамика и алгоритмы. М.: Наука, 1978. 400 с.

52. Проектирование взаимосвязанных систем управления / Б.И. Кузнецов, Б.В. Новоселов, И.Н. Богаенко, А.А. Чаусов — Киев: Техника, 1994.

53. Промышленные роботы для малогабаритных изделий / Под ред. В.Ф. Шаньгина. М.: Машиностроение, 1985.

54. Промышленные роботы для миниатюрных изделий / Р.Ю. Бансявичус, А.А. Иванов, Н.И. Камышный и др. М.: Машиностроение, 1985. 264 с.

55. Промышленная робототехника и гибкие автоматизированные производства; Опыт разработки и внедрения / Под ред. проф. Е.И. Юревича. Л.: Лениздат, 1984.223 с.

56. Рабинович В .Я. Динамика следящих приводов. М.: Машиностроение, 1983. 324 с.

57. Решетов Д.Н. Детали машин. М.: Машгиз, 1963. 723 с.

58. Сазыкин Ю.М., Симаков А.Л. Определение структуры и погрешностей сборочных устройств с пассивными средствами адаптации // Сборник научных трудов КГТА.- Ковров: КГТА, 1998, с.153-161.

59. Сазыкин Ю.М., Симаков А.Л., Житников Б.Ю. Адаптивная система для групповой сборки резьбовых соединений // Сборка в машиностроении, приборостроении. М.: «Машиностроение». №9, 2001, с. 22-25.

60. Сазыкин Ю.М., Симаков A.JI., Житников Б.Ю. Реализация методов силового управления в многоканальных устройствах групповой сборки // Вооружение, автоматика, управление: Сборник научных трудов. Ч.1.- Ковров: КГТА, 2001. с.131-141.

61. Сазыкин Ю.М., Симаков A.JI. Обоснование методов пассивной адаптации и их применения при автоматизированной сборке // Сборник научных трудов КГТА.- Ковров: КГТА, 1999, с.20-26.

62. Симаков A.JI., Житников Б.Ю., Кабаева О.Н., Воркуев Д.С. Автоматизированный комплекс сборки бортовой передачи трактора Т-25//Сборка в машиностроении, приборостроении, М.: Машиностроение, № 8, 2003, с. 18-21.

63. Симаков A.JI. Метод определения погрешностей устройств для автоматизированной сборки// Вопросы оборонной техники. Сер.9 Специальные системы управления, следящие приводы и их элементы. — М.: НТЦ «Информтехника»,-1996.-Вып.2 (218), с.33-37.

64. Симаков A.JI. Применение теории винтов для описания оптических элементов// Вопросы оборонной техники. Сер.9 Специальные системы управления, следящие приводы и их элементы. — М.: НТЦ «Информтехника».-1996.-Вып.2 (218),с.39-41.

65. Симаков А.Л. Применение винтового исчисления для анализа погрешностей манипуляторов робототехнических систем // Экстремальная робототехника. Материалы VI1 НТК, С-Пб.: СпГТУ, ЦНИИРТК, 1996, с.47-52.

66. Симаков A.JI. Системный анализ уплотнительных устройств // Вопросы оборонной техники. Сер.9 Специальные системы управления, следящие приводы и их элементы. М.: НТЦ «Информтехника».-1996.-Вып.2 (218), с.37-39.

67. Симаков A.J1. Определение условий реализации автоматизированной сборки уплотнительных устройств // Системы управления: конверсия- проблемы. Материалы НТК.- Ковров: КГТА, 1996, с.106-107.

68. Симаков A.JI. Система стабилизации поля зрения робототехнических устройств // Робототехника для экстремальных условий. Материалы НТК, СПб.: СПГТУ, ЦНИИРТК, 1996.-С.240-245.

69. Симаков А.Л. Обоснование выбора рациональных параметров средств адаптации сборочных устройств // Сборник научных трудов КГТА.- Ковров: КГТА, 1998, с.259-267.

70. Симаков А.Л. Анализ структуры автоматизированной сборочной системы с пассивными средствами адаптации // Управление в технических системах: Материалы НТК.- Ковров: КГТА, 1998. с.138.

71. Симаков А.Л. Автоматизация сборки уплотнительных устройств // Вопросы оборонной техники. Сер.9 Специальные системы управления, следящие приводы и их элементы. М.: НТЦ «Информтехника».-1998.-Вып.2 (218),с.67-69.

72. Симаков А.Л. Приборное обеспечение метода пассивной адаптации для автоматизированной сборки изделий // Современные проблемы радиоэлектроники: Сборник научных трудов Всероссийской НТК. Красноярск: КГТУ, 1999. с.210-211.

73. Симаков А.Л. Условия реализации пассивных методов управления ориентацией деталей при автоматизированной сборке // Радиоэлектроника, Информатика, Управление. Запорожье, Украина: ЗГТУ, 1999, №2 с. 120-123.

74. Симаков А.Л. Анализ области применения адаптирующих устройств, реализующих метод упругого базирования соединяемой детали // Управление в технических системах — XXI век: сборник научных трудов III Международной НТК.- Ковров: КГТА, 2000. с.186.

75. Симаков A.JI. Обоснование границ применимости методов адаптации для автоматизированной сборки // Сборка в машиностроении, приборостроении. М.: «Машиностроение». №3, 2001, с.14-16.

76. Симаков A.JI. Реализация алгоритма стабилизации траектории в средствах адаптации для автоматизированной сборки // Сборка в машиностроении, приборостроении, М.: «Машиностроение». 2002, №9, с.14-18.

77. Симаков А.Л., Коробова М.В. Устройство автоматизированной установки уплотнительных колец на внутреннюю цилиндрическую поверхность // Управление в технических системах: Материалы НТК,- Ковров: КГТА, 1998. с.134.

78. Симаков А.Л., Краснов М.В. Оптимизация параметров средств адаптации для сборочных робототехнических устройств // Экстремальная робототехника: Материалы IX НТК, С-Пб.: СпГТУ, ЦНИИРТК, 1998, с.392-398.

79. Симаков А.Л., Крылов В.Ю., Пантелеев Е.Ю. Определение требований к параметрам пассивных средств адаптации в системах автоматизированной сборки // Экстремальная робототехника: Материалы X НТК, С-Пб.: СпГТУ, ЦНИИРТК, 1999, с.481-486.

80. Симаков A.JT., Кузнецов А.А. Адаптирующие устройства с переменными геометрическими параметрами // Экстремальная робототехника: Материалы XI НТК, С-Пб.: СпГТУ, ЦНИИРТК, 2000, с.141-145.

81. Симаков А.Л., Кузнецов М.В. Особенности применения нечеткого управления для адаптации деталей при автоматизированной сборке // Сборка в машиностроении, приборостроении. М.: «Машиностроение». 2003, №2.с.17-19.

82. Симаков А.Л., Сухомлинов В.И. Анализ погрешностей средств адаптации, реализующих позиционный метод совмещения при автоматизированной сборке // Вооружение, автоматика, управление: Сборник научных трудов. Ч.1.-Ковров: КГТА, 2001. с.103-114.

83. Симаков А.Л., Тараскина Н.Н. Разработка классификатора систем автоматизированной сборки уплотнительных устройств // Системы управления: конверсия проблемы. Материалы НТК. - Ковров: КГТА, 1996, с.107-108.

84. Симаков А.Л., Тараскина Н.Н. Классификатор методов адаптации деталей при автоматической сборке // Управление в технических системах: Материалы НТК.- Ковров: КГТА, 1998. с. 139.

85. Симаков А.Л., Тараскина Н.Н. Обоснование метода пассивной адаптации со свободным базированием соединяемой детали // Управление в технических системах XXI век: сборник научных трудов 111 Международной НТК.-Ковров: КГТА, 2000. с. 187.

86. Симаков А.Л., Тожокин А.В. Сравнительный анализ методов пассивной адаптации для роботизированных сборочных производств// Экстремальная робототехника: Материалы XI НТК, С-Пб.: СпГТУ, ЦНИИРТК, 2000, с. 136141.

87. Симаков А.Л., Федотов М.В. Анализ функциональной модели автоматизированной системы сборки уплотнительных устройств // Системыуправления: конверсия- проблемы. Материалы НТК.- Ковров: КГТА, 1996.С.105.

88. Симаков A.JL, Щанов JI.B. Реализация различных методов совмещения деталей в пассивных средствах адаптации сборочных роботов // Экстремальная робототехника: Материалы XII НТК, С-Пб.: СпГТУ, ЦНИИРТК, 2001, с.З87-393.

89. Симаков АЛ. Выполнение условий автоматизированной сборки пассивными адаптирующими устройствами // Автоматизация и современные технологии. М.: «Машиностроение». 2002. №3.

90. Симаков А.Л., Кузнецов М.В. Применение методов интеллектуального управления в роботизированных сборочных операциях // Экстремальная робототехника: Материалы XIV НТК, С-Пб.: СпГТУ, ЦНИИРТК, 2003.

91. Солодовников В.В., Плотников В.А., Яковлев А.В. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования. М.: Машиностроение, 1985.

92. Справочник конструктора точного приборостроения / Г.А. Веркович, Е.Н. Головенкин, В.А. Голубков и др.; Под общ. ред. К.Н. Явленского, Б.П. Тимофеева, Е.Е. Чаадаевой. — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1989. 792 с.

93. Тимофеев А.В. Адаптивные робототехнические комплексы. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988.322с.

94. ИЗ. Управление дискретными процессами в ГПС / JI.C. Ямпольский, 3. Банашак, К. Хасегава, Б. Крог, К.Такахаши, А.В. Борусан.- К.: Тэхника; Вроцлав: Изд-во Вроцлав, политехи, ин-та; Токио: Токосё, 1992. 251с.

95. Хубка В. Теория технических систем./ Пер. с нем. М.: Мир, 1987,208 с.

96. Шабайкович В.А. Методика формирования механосборочных инновационных решений// Конструкторско-технологическая информатика -2000: Труды конгресса. В 2-х т.т. Т.2 / IV международный конгресс. М.: Изд-во «Станкин», 2000. с. 260 - 262.

97. Юзепчук С.А. Технико-экономические основы сборочных процессов в машиностроении. М.: Машиностроение, 1977. 230 с.

98. Юревич Е.И. Основы робототехники. JL: Машиностроение, 1985.

99. Ямпольский JI.C., Полищук М.Н. Оптимизация технологических процессов в гибких производственных системах. — К.: Тэхника. 1988. 175с.

100. Яхимович В.А. Ориентирующие механизмы сборочных автоматов. М.: Машиностроение, 1975.

101. Яхимович В.А., Головащенко В.Е., Кулинич И.Я. Автоматизация сборки резьбовых соединений. — Львов: Вища школа, 1982. 160 с.

102. Almgren R. Topological Modeling of Assembly Systems. Linkoping Studies in Science and Technology. Dissertation no 335, ISBN 91-7871-228-9, Dcpt of Mechanical Engineering, Linkoping University, 1994.

103. Almgren R. Comparative Topological Modeling and Analysis of Assemblies and Assembly Systems. — An Aid in Computerized Assembly Planning, IEEE International Conference Robotics & Automation, 1994, p.p. 1468 1475.

104. Bhatia P. Automatic Robotic Assembly from Disassembly. An Approach Using Robot Path Planning, Ph.D. Thesis, Indian Institute of Technology, Kanpur, India, Center for Robotics, Mechanical Engineering, Oct. 1992.

105. De Boeck L., Vandaele N., Modeling and generic Assembly System. Antwerp. 2001.- 42 p. (Research paper/ Faculty of Applied Economics UFSIA - RUCA; 2001:09).

106. De Boeck L., Vandaele N., Modeling and generic Assembly System 2. -Antwerp.: UA, 2001.- 60 p. (Research paper/ Faculty of Applied Economics UFSIA -RUCA; 2001:036).

107. De Fario Т., Whitney D. Part and Assembly Technique Classification. CS Draper Lab Rep. R 1643, Apr. 1983.

108. Hardy N. W. Experts cooperate for flexible Assembly. Assembly Automation, 12(4): 28-31, 1992.

109. Kroll E. Intelligent Assembly Planning of Triaxial Products. Concurrent Engineering: Research and Applications, vol. 2, 1994, p.p. 311 319.

110. Nnaji B. Theory of Automatic Robot Assembly and Programming. Chapman & Hill, 1993.

111. Park J.H., Chung M.J. Automatic Generation of Assembly Sequences for Multirobot Workcell. Robotics & Computer Integrated Manufacturing vol. 10, no 2, 1993, p.p. 355-363.

112. Seow K.T., Rajagopalan Devanathan. A Temporal Framework for Assembly Sequence Representation and Analysis. IEEE Transactions Robotics & Automation, vol.10, no 2, April 1994, p.p. 220-229.

113. Sugato Chakrabarty, Jan Wolter, A Structure Oriented Method for Generating Good Assembly Sequence Plans. - IEEE International Symposium on Assembly and Task Planning, Pittsburgh, Aug. 1995, p.p. 48-55.

114. Swaminathan A., Barber K.S., APE: An Experience based Assembly Sequence Planner for Mechanical Assemblies. IEEE International Conference Robotics & Automation vol. 2, May 1995, p.p. 1278 - 1283.

115. Szabajkowicz. Oprcowanie innowacyjnych technologii montazowych.-Kwartalnik "Technologia i automatizacia montazu" , no 1(23), Warszawa, 1999.

116. Thomas J.P., Nissanke P.N. A Graph based Framework for Assembly Tasks. IEEE International Conference Robotics & Automation, vol. 2, May 1995, pp 1296 -1301.

117. Tonshoff H.K., Menzel E., Park H.S. A Knowledge-based System for Automated Assembly Planning. Annals of CIRP, vol. 41, part 1, p.p. 19-24, 1992.

118. Xia X., Bekey G. SROMA: An Adaptive Scheduler for Robotic Assembly Systems. — IEEE International Conference Robotics & Automation, Apr. 1988, p.p. 1282- 1287.

119. Многошпиндельный гайковерт для завинчивания шпилек: А.с. 1620261 СССР, МКИ3 В23 Р19/06. / Житников Ю.З., Проньков В.А. Б.И.№2, 15.01.1991г.

120. Сборочный автомат: А.с. 1549714 СССР, МКИ3 В23 Р21/00 / Житников Ю.З. и др.-Б.И.№ 10, 1990.

121. Устройство для установки уплотнителей в ступенчатые отверстия: А.с. 1801724 СССР, МКИ3 В23 Р19/02. / Житников Ю.З. и др. Б.И.№ 10, 1990.

122. Устройство для установки упругих колец на базовые детали: А.с. 1745494, МКИ3 В23 Р19/08/ Пугина Н.И., Елец О.А., Зуева В.Ф. Б.И.№25, 1993.

123. Способ сборки уплотнительных соединений: А.с. 1759595, МКИ3 В23 Р19/08/ Новоселов Ю.К., Шерешевский А.Н., Медведева В.В.- Б.И. №33, 1993.

124. Способ сборки уплотнительных соединений: А.с. 1604593 В23 Р19/08/ Шерешевский А.Н., Сомкин В.В.- Б.И. № 41, 1990.

125. Устройство для установки эластичных колец во внутренние канавки деталей: А.с. 1764927 В23 Р19/08/ Машин С.П., Шерешевский А.Н., Жакин Н.А. Б.И. № 36, 1993.