Um novo acessório de montagem reconfigurável para freios de imprensa

Resumo Um acessório de montagem reconfigurável é um componente importante e importante de um sistema de montagem reconfigurável. É necessário para a montagem de uma variedade de modelos de freio de imprensa para reduzir o tempo de montagem e o geraltempo de produção. Os estágios e requisitos para o design de um acessório de montagem e compreensão do processo de montagem para modelos de freio de imprensa foram usados ​​para projetar um acessório de montagem reconfigurável. Uma análise detalhada do design dePartes do equipamento e do sistema hidráulico são consideradas e apresentadas neste artigo. A análise de tensão e deslocamento das peças é executada usando a simulação SolidWorks Express. Os parâmetros dos componentes hidráulicos foramdeterminado a partir dos requisitos de força e o sistema hidráulico foi modelado fisicamente usando o Matlab Simscape Hydraulics. A resposta do sistema hidráulico foi obtida para cada atuador do sistema para representar a saída doAtuadores do deslocamento do carretel das válvulas. A análise de estresse realizada em partes do acessório mostrou que ela pode suportar tensões máximas menores que a força de escoamento do material usado para a peça. Isso foi tambémestabeleceu que a sincronização dos atuadores hidráulicos pode ser melhor alcançada pelo uso de uma entrada seno na válvula eletro -hidráulica. Uma investigação experimental foi feita usando o banco de teste hidráulico festo para observar oExtensão e retração sincronizadas dos atuadores hidráulicos. A simulação do sistema hidráulico, o sistema elétrico e o controlador lógico programável foi preparado usando o estúdio de automação. O design está previsto para fornecer oIndústrias com informações relevantes sobre localização precisa e preensão dos quadros de freio da imprensa, em vez de girar e reposicionar o quadro, a fim de ajustar outras peças durante a montagem. O artigo fornece informações relevantes sobre oAnálise de projeto de um acessório de montagem reconfigurável para freios de imprensa, que é novo porque os artigos em acessórios de montagem reconfiguráveis ​​não consideraram sua aplicação para pressionar o conjunto do freio.

Introdução

Os fabricantes de freios da imprensa enfrentam o problema da demanda inconsistente em termos de variedades de modelos necessárias para o cliente e, como tal, surge a pergunta sobre qual sistema é necessário para reduzir custos não recorrentes, reduzir o tempocomercializar e melhorar a capacidade e a flexibilidade do equipamento de fabricação [1–3]. O design de um acessório de montagem é parte integrante do planejamento de processos para a configuração da peça de trabalho em uma fábrica. Acessórios de montagem são usados ​​paraReduza o tempo do ciclo de produção, melhore a qualidade do produto e, por sua vez, reduza o custo de produção. Tradicionalmente, as operações de montagem nas indústrias são alcançadas com a ajuda de equipamentos que são estruturas grandes e permanentes que sãoCaro para projetar e fabricar [4–6]. A principal função dos equipamentos na fabricação é facilitar as operações de produção e montagem, reduzindo o tempo de configuração do layout repetitivo para a montagem dos produtos, que são tempo-consumir atividades e exigir habilidades consideráveis ​​[7-10]. Às vezes, os acessórios de montagem também são fornecidos com ferramentas de montagem para operações de fixação e soldagem. Eles facilitam o emprego de mão -de -obra não qualificada na AssembléiaOperações, principalmente quando há auxílios visuais ou planejamento de processos auxiliados por computador para os procedimentos de montagem [11–13]. Na fabricação de freios da imprensa, os equipamentos de montagem são usados ​​para localizar, apoiar e proteger de maneira únicaparte mais pesada do freio de prensa (que é a estrutura). O suporte geralmente está na orientação e posição corretas, enquanto outros componentes são adicionados à peça para tornar todo o produto [14, 15]. Eles são usados ​​para garantir que cada parteé montado corretamente dentro dos limites especificados e o relacionamento e o alinhamento corretos entre as peças são mantidos. Em essência, eles são projetados para serem ferramentas de precisão, geralmente grandes e com materiais que fornecem bomresistência ao desgaste. Mais ainda, seu uso é limitado aos requisitos de trabalho e à imaginação do designer [12, 16]. Eles são projetados e posicionados com precisão no piso da montagem para evitar danos acidentais. Eles foram projetados paraSuportar as forças operacionais e de montagem experimentadas durante os processos de união e o peso do produto. Eles geralmente são mantidos limpos, não danificados e livres de chips e componentes de areia, para que não sejam forçados aopartes móveis do acessório [8, 17]. Os acessórios de montagem reconfiguráveis ​​são projetados em torno de uma parte específica da família de produtos para permitir uma rápida mudança nas configurações ou estrutura da máquina. A mudança pode ser em termos de funcionalidade ouEscalabilidade, de acordo com as mudanças nos requisitos do produto [18–20]. Geralmente, quando é necessário projetar um acessório, os recursos geralmente considerados são

1. O tipo de equipamento (usinagem ou acessório de montagem)

2. A forma da peça de trabalho (retangular, quadrada, cilíndrica ou esférica)

3. O tamanho e o peso da peça de trabalho (dimensões da moradia)

4. O material da peça de trabalho

A fabricação de freios da imprensa pode ser decomposta em duas etapas. Em primeiro lugar, as partes dos componentes são fabricadas usando métodos diferentes, como usinagem, fundição, moldagem por injeção ou formação de metal. Segundo, esses componentes são montados ouunidos com soldagem, rebitagem, fixação ou outros métodos de união [21]. Geralmente é um sistema de produção em lote [22]. A parte principal ou mais pesada do freio de prensa é a estrutura; outros componentes como o RAM, atuadores eA placa de reforço é montada no quadro. Para evitar a vibração do freio de prensa durante a operação, a estrutura precisa ser garantida de forma firme e segura durante o processo de montagem, enquanto outros componentes são montados por soldagem, fixação e outrosprocessos de união. Conforme apresentado na Fig. 1, durante a montagem dos freios da prensa, outros componentes do freio de prensa são montados na estrutura no chão. Isso causa o desafio da acessibilidade à assembléia em andamento, assimaumentando o tempo de montagem e, por sua vez, aumentando o tempo de produção [23]. Em essência, as alterações nos modelos de freio da imprensa requerem um acessório de montagem reconfigurável (RAF). A RAF mudará de escala para acomodar diferentes quadrosTamanhos, comprimento de trabalho, peso geral e tonelagem dos vários freios da imprensa durante a montagem [24]. Neste artigo, foi realizado um projeto mecânico detalhado das partes críticas de um acessório de montagem reconfigurável. Análise de estresseDas peças foram feitas e um sistema hidráulico foi desenvolvido, que foi modelado usando o Simscape para determinar a resposta do sistema para passo a entrada, a entrada de rampa e a entrada senoidal. O sistema hidráulico e elétrico foi simulado usandoStudio de automação. Foi criado um experimento para investigar a extensão dos atuadores. Os resultados obtidos são discutidos no restante do manuscrito. Uma revisão da literatura de trabalhos anteriores realizados nesta área será apresentada noPróxima seção, então uma descrição da RAF será fornecida, então os detalhes do projeto mecânico e de controle serão apresentados antes que uma discussão e conclusões sejam feitas no trabalho de pesquisa realizado.

Revisão da literatura

Os fatores considerados no desenvolvimento de equipamentos para as operações de trabalho e montagem de trabalho são geometria, material, propriedades mecânicas e tolerâncias da peça ou produto [25]. Outro fator importante é a usinagem eprocesso de montagem envolvido no ambiente de fabricação; Esse processo inclui caminhos de ferramentas, forças de usinagem/ montagem e preocupações ambientais, por exemplo, líquidos de refrigerante [26]. Fatores avançados que precisam ser incorporados aoO design é o custo de configuração do alvo, que determina a complexidade e alta precisão necessárias no equipamento [27]. A maioria dos acessórios é projetada para manter ou montar uma peça ou produto por um longo tempo de uso, a fim de recuperar o custode desenvolvimento e obter lucro [17, 28-30].