Особенности сборки при массовом производстве

В массовом производстве характерной является сборка на конвейерах, которые перемещаются непрерывно или периодически. Но главным является наличие потока, когда продолжительность сборки на различных рабочих местах оказывается практически одинаковой и соответствует такту. Именно для этого случая сборки особенно важна отработка конструкции на технологичность, что обеспечивает высокое качество соединений в условиях жесткого такта. Уже накоплен значительный опыт организации профилактического контроля комплектующих изделий и деталей, поступающих на сборку. Сборочное оборудование, различные инструменты и оснастку систематически проверяют. Но главным источником возникновения погрешностей непосредственно на сборке являются отклонения от правильного регламентированного хода процесса сопряжения деталей. При этом возникают перекосы деталей, образующих прессовые соединения, нарушаются положения в пространстве деталей, закрепляемых винтами, крепежные детали устанавливаются с моментом меньшим, чем это требуется по техническим условиям, и пр. Известны случаи некачественной сборки изделия на потоке в конце заданного календарного периода времени.

Многие вопросы сборки в условиях массового производства успешно ре­шены с помощью средств автоматизации. Последняя не только освобождает оператора-сборщика от монотонного труда, но и обеспечивает постоянство условий сборки, что повышает качество машины. Очевидно, что автоматизация и в дальнейшем будет оставаться основным направлением развития методов сборки. Вместе с тем нельзя не заметить, что сам оператор-сборщик как звено системы человек-машина в ряде случаев не может обеспечить заданного качества соединений деталей и сборки машин. Его возможности могут быть ограничены, органы чувств не могут оценить качество сборки, а действия оказываются достаточно грубыми и могут привести к появлению брака. Так, например, оператор может при сборке смять кромки сопрягаемых деталей, установить детали с перекосом вследствие неравномерной затяжки высокоточных соединений, вызвать задиры контактирующих поверхностей, особенно в первый момент сопряжений. Во всех этих случаях средства автоматизации (в том числе контроля) существенно дополняют возможности человека, который в новых условиях берет на себя функции управления. Поэтому средства автоматизации должны быть поставлены не только на службу повышения производительности, но и повышения качества сборки машин.

Следует считать прогрессивными такие технические решения, когда один узел на сборке устанавливается относительно другого узла с помощью луча света, а оператор, получив сигнал о правильности расположения узлов, дает команду на их закрепление на базовой детали. Сборка узлов ротационного движения может проводиться на основе оценки траектории движения, например вала в подшипниках, степень затяжки резьбовых соединений может определяться по показателям герметичности и др. Такие решения лишь на первый взгляд кажутся сложными для условий массового производства. Однако в связи с общим повышением точности практически всех параметров современных машин автоматизация на сборке должна отвести сборщику новую роль в обеспечении качества.

В ряде случаев уже нельзя игнорировать на сборке лежащие в пределах допусков производственные погрешности собираемых деталей. Поскольку последние изготовлены в реальных условиях, они являются носителями многих особенностей и главное - погрешностей производства. Поэтому сопряжение деталей происходит по поверхностям, имеющим отклонения от идеальных геометрических образов. И в этом случае автоматизация сборки позволяет сопрягать детали наиболее рациональным образом с учетом имеющихся погрешностей на обеих поверхностях. Требовать же для сборки сверхточных деталей означает впасть в ошибку экономического характера.

В развитие высказанного технического решения можно привести пример сборочной системы, построенной в МВТУ им. Баумана. Она предназначена для сборки деталей типа втулок с корпусными деталями методом охлаждения. Любая втулка имеет на наружной (установочной) поверхности отклонение от цилиндричности (гранность), что объясняется особенностями ее изготовления. Аналогичные отклонения имеет и отверстие корпуса. Сборка с натягом в этих условиях повлечет за собой передачу отклонений от цилиндричности сопрягаемых поверхностей на отверстие втулки. Втулка, особенно тонкостенная, получит дополнительные погрешности.

Сборочная система состоит из трех участков: измерительного, вычислительного и сборочного. На измерительном участке проводят 100%-ную аттестацию всех поступающих на сборку деталей по параметру отклонения формы. Полученную информацию передают на вычислительный участок, где с помощью микропроцессора проводится гармонический анализ обеих сопрягаемых цилиндрических поверхностей. Результаты анализа позволяют провести ориентирование собираемых деталей. Оно состоит во взаимном повороте по разработанной программе одной из деталей вокруг своей оси так, чтобы имеющиеся погрешности формы сочетались на обеих поверхностях оптимальным образом. При этом перенос отклонений формы сопрягаемых поверхностей на отверстие втулки произойдет в наименьшей степени. Далее рука робота переносит уже ориентированную втулку в охлаждающую среду и по истечении определенного времени подает ее в отверстие корпуса для сборки поперечно-прессовым методом. В итоге каждая пара сопрягаемых деталей сочетается характерным только для нее образом, однако все действия системы не на­рушают такта поточной сборки. Такой подход может представлять принци­пиальный интерес для массового производства.