Un nouveau luminaire d'assemblage reconfigurable pour les freins de presse

Résumé Un luminaire d'assemblage reconfigurable est un composant majeur et important d'un système d'assemblage reconfigurable. Il est nécessaire pour l'assemblage d'une variété de modèles de frein de presse afin de réduire le temps d'assemblage et globalementtemps de production. Les étapes et les exigences pour la conception d'un luminaire d'assemblage et la compréhension du processus d'assemblage pour les modèles de frein de presse ont été utilisées pour concevoir un luminaire d'assemblage reconfigurable. Une analyse de conception détaillée deDes parties du luminaire et du système hydraulique sont considérées et présentées dans cet article. L'analyse de contrainte et de déplacement des pièces est exécutée à l'aide de la simulation SolidWorks Express. Les paramètres des composants hydrauliques étaientDéterminé à partir des exigences de force et le système hydraulique a été modélisé physiquement à l'aide d'hydraulique SIMSCAPE MATLAB. La réponse du système hydraulique a été obtenue pour chaque actionneur du système afin de représenter la sortie duactionneurs du déplacement de la bobine des vannes. L'analyse des contraintes effectuée sur des parties du luminaire a montré qu'il peut résister aux contraintes maximales qui sont inférieures à la limite d'élasticité du matériau utilisé pour la pièce. C'était aussiétabli que la synchronisation des actionneurs hydrauliques peut être mieux réalisée en utilisant une entrée sinusoïdale dans la valve électrohydraulique. Une enquête expérimentale a été réalisée en utilisant le banc de test hydraulique de festo afin d'observer leExtension synchronisée et rétraction des actionneurs hydrauliques. La simulation du système hydraulique, du système électrique et du contrôleur logique programmable a été préparé à l'aide d'automatisation Studio. La conception est envisagée pour fournir leLes industries ayant des informations pertinentes sur l'emplacement précis et la saisie des trames de frein de presse plutôt que de tourner et de repositionner le cadre afin d'adapter d'autres pièces pendant l'assemblage. L'article fournit des informations pertinentes sur leAnalyse de conception d'un luminaire d'assemblage reconfigurable pour les freins de presse qui est nouveau car les articles sur les appareils d'assemblage reconfigurables n'ont pas considéré son application pour appuyer sur l'assemblage de frein.

Introduction

Les fabricants de freins de presse sont confrontés au problème de la demande incohérente en termes de variétés de modèles nécessaires au client, et en tant que tel, la question se pose de quel système est nécessaire afin de réduire les coûts non récurrents, de réduire le tempspour commercialiser et améliorer la capacité et la flexibilité des équipements de fabrication [1–3]. La conception d'un luminaire d'assemblage fait partie intégrante de la planification des processus pour la configuration de la pièce dans une usine de fabrication. Les appareils d'assemblage sont utilisés pourRéduisez le temps du cycle de production, améliorez la qualité du produit et réduisez à son tour les coûts de production. Traditionnellement, les opérations d'assemblage dans les industries sont obtenues à l'aide de luminaires qui sont de grandes structures permanentes qui sontcoûteux à concevoir et à fabriquer [4–6]. La fonction principale des appareils dans la fabrication est de faciliter les opérations de production et d'assemblage en réduisant le temps de configuration répétitif pour assemblage des produits, qui sont du tempsconsommer des activités et nécessiter des compétences considérables [7–10]. Parfois, les appareils d'assemblage sont également fournis avec des outils d'assemblage pour les opérations de fixation et de soudage. Ils facilitent l'emploi d'une main-d'œuvre non qualifiée à l'assembléeOpérations, principalement lorsqu'il y a des aides visuelles ou une planification de processus assistée par ordinateur pour les procédures d'assemblage [11–13]. Dans la fabrication de freins de presse, les appareils d'assemblage sont utilisés pour localiser, prendre en charge et sécuriser le principal oupartie plus lourde du frein de presse (qui est le cadre). Le support est généralement dans l'orientation et la position correctes tandis que d'autres composants sont ajoutés à la pièce pour rendre l'ensemble du produit [14, 15]. Ils sont utilisés pour s'assurer que chaque partieest assemblé correctement dans les limites spécifiées et la relation et l'alignement corrects entre les pièces sont maintenus. Essentiellement, ils sont conçus pour être des outils de précision, généralement grands et avec des matériaux qui fournissent un bonrésistance à l'usure. Plus encore, leur utilisation est limitée aux exigences du travail et à l'imagination du concepteur [12, 16]. Ils sont conçus avec précision et positionnés dans le plancher de l'assemblage pour éviter des dommages accidentels. Ils sont conçus pourrésister aux forces opérationnelles et d'assemblage ressenties lors des processus d'adhésion et du poids du produit. Ils sont généralement maintenus propres, non endommagés et exempts de copeaux et de composants de grain, afin qu'ils ne soient pas forcés dans leparties mobiles du luminaire [8, 17]. Les appareils d'assemblage reconfigurables sont conçus autour d'une partie de produits spécifiques pour permettre un changement rapide des configurations ou de la structure de la machine. Le changement peut être en termes de fonctionnalité ouÉvolutivité, selon les modifications des exigences du produit [18–20]. Généralement, lorsqu'il est nécessaire pour concevoir un luminaire, les fonctionnalités généralement considérées sont

1. Le type de luminaire (luminaire d'usinage ou d'assemblage)

2. La forme de la pièce (rectangulaire, carrée, cylindrique ou sphérique)

3. La taille et le poids de la pièce (dimensions de logement)

4. Le matériau de la pièce

La fabrication de freins de presse peut être décomposée en deux étapes. Premièrement, les pièces composantes sont fabriquées à l'aide de différentes méthodes telles que l'usinage, la coulée, le moulage par injection ou la formation de métaux. Deuxièmement, ces composants sont assemblés ouRéunis en utilisant le soudage, le rivetage, la fixation ou d'autres méthodes de jonction [21]. Il s'agit généralement d'un système de production par lots [22]. La partie principale ou la plus lourde du frein de presse est le cadre; D'autres composants tels que le RAM, les actionneurs etLa plaque de renforcement est montée sur le cadre. Pour éviter les vibrations du frein de presse pendant le fonctionnement, le cadre doit être fermement et en toute sécurité pendant le processus d'assemblage, tandis que d'autres composants sont équipés par le soudage, la fixation et d'autresjoindre des processus. Comme présenté sur la figure 1, lors de l'assemblage des freins de presse, d'autres composants du frein de presse sont montés sur le cadre du sol. Cela cause le défi de l'accessibilité à l'assemblée en cours,augmenter le temps d'assemblage et augmenter le temps de production [23]. Essentiellement, les changements dans les modèles de frein de presse nécessitent un luminaire d'assemblage reconfigurable (RAF). La RAF changera d'échelle afin de s'adapter à un cadre différenttailles, longueur de travail, poids global et tonnage des différents freins de presse pendant l'assemblage [24]. Dans cet article, une conception mécanique détaillée des parties critiques d'un luminaire d'assemblage reconfigurable a été réalisée. Analyse du stressDes pièces ont été effectuées et un système hydraulique a été développé qui a été modélisé à l'aide de Simscape pour déterminer la réponse du système à l'entrée de pas, à l'entrée de la rampe et à l'entrée sinusoïdale. Le système hydraulique et électrique a été simulé en utilisantAutomation Studio. Une expérience a été créée pour étudier l'extension des actionneurs. Les résultats obtenus sont discutés dans le reste du manuscrit. Une revue de la littérature des travaux antérieurs effectués dans ce domaine sera présenté dans leLa section suivante, alors une description de la RAF sera donnée, puis les détails de la conception mécanique et du contrôle seront présentés avant qu'une discussion et des conclusions ne soient faites sur les travaux de recherche effectués.

Revue de littérature

Les facteurs considérés dans le développement de luminaires pour les opérations de travail et d'assemblage sont la géométrie, le matériau, les propriétés mécaniques et les tolérances de la pièce ou du produit [25]. Un autre facteur important est l'usinage etprocessus d'assemblage impliqué dans l'environnement de fabrication; Ce processus comprend des chemins d'outils, des forces d'usinage / assemblage et des préoccupations environnementales, par exemple, les liquides de liquide de refroidissement [26]. Des facteurs avancés qui doivent être incorporés dans leLa conception est le coût de configuration cible, qui dicte la complexité et la haute précision nécessaires dans l'équipement [27]. La plupart des luminaires sont conçus pour contenir ou assembler une pièce ou un produit pour une longue période de temps, afin de récupérer le coûtdu développement et pour réaliser un profit [17, 28–30].