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Diseño, simulación e investigación experimental de un novedoso accesorio de ensamblaje reconfigurable para prensas plegadoras

Número Navegar:20     Autor:Editor del Sitio     publicar Tiempo: 2018-09-19      Origen:motorizado Su mensaje

Resumen Un accesorio de ensamblaje reconfigurable es un componente principal e importante de un sistema de ensamblaje reconfigurable. Es necesario para el montaje de una variedad de modelos de plegadoras a fin de reducir el tiempo de ensamblaje y, en general,tiempo de producción. Las etapas y los requisitos para el diseño de un accesorio de ensamblaje y la comprensión del proceso de ensamblaje para los modelos de plegadora se utilizaron para diseñar un accesorio de ensamblaje reconfigurable. Un análisis de diseño detallado departes del accesorio y el sistema hidráulico se consideran y se presentan en este artículo. El análisis de tensión y desplazamiento de las piezas se ejecuta con la simulación expresa de Solidworks. Los parámetros de los componentes hidráulicos erandeterminado a partir de los requisitos de fuerza, y el sistema hidráulico se modeló físicamente utilizando el sistema hidráulico Matlab Simscape. La respuesta del sistema hidráulico se obtuvo para cada actuador en el sistema con el fin de representar la salida de laactuadores del desplazamiento de la bobina de las válvulas. El análisis de estrés realizado en partes del accesorio mostró que puede soportar tensiones máximas que son menores que el límite elástico del material utilizado para la pieza. También fueestableció que la sincronización de los actuadores hidráulicos se puede lograr mejor mediante el uso de una entrada sinusoidal para la válvula electrohidráulica. Se realizó una investigación experimental utilizando el banco de pruebas hidráulicas de FESTO para observar elextensión sincronizada y retracción de los actuadores hidráulicos. La simulación del sistema hidráulico, el sistema eléctrico y el controlador lógico programable se preparó utilizando un estudio de automatización. El diseño está previsto para proporcionar elindustrias con información relevante sobre la ubicación precisa y el agarre de los bastidores de la prensa plegadora en lugar de girar y reposicionar el bastidor para colocar otras piezas durante el montaje. El artículo proporciona información relevante sobreEl análisis de diseño de un accesorio de ensamblaje reconfigurable para los frenos de prensa es novedoso porque los artículos en accesorios de ensamblaje reconfigurables no han considerado su aplicación al ensamblaje de la prensa plegadora.

  1. Introducción

  Los fabricantes de plegadoras enfrentan el problema de la demanda inconsistente en términos de variedades modelo que necesita el cliente, y como tal, surge la pregunta sobre qué sistema se necesita para reducir los costos no recurrentes, reducir el tiempocomercializar y mejorar la capacidad y la flexibilidad del equipo de fabricación [1-3]. El diseño de un accesorio de montaje es una parte integral de la planificación del proceso para la configuración de la pieza de trabajo en una planta de fabricación. Los accesorios de ensamblaje se utilizan parareducir el tiempo del ciclo de producción, mejorar la calidad del producto y, a su vez, reducir el costo de producción. Tradicionalmente, las operaciones de ensamblaje en industrias se logran con la ayuda de accesorios que son estructuras grandes y permanentes que soncostoso de diseñar y fabricar [4-6]. La función principal de los accesorios en la fabricación es facilitar las operaciones de producción y ensamblaje al reducir el tiempo de configuración de disposición repetitiva para el ensamblaje de los productos, que sonconsumir actividades y requerir habilidades considerables [7-10]. A veces, los accesorios de montaje también se proporcionan con herramientas de montaje para operaciones de fijación y soldadura. Facilitan el empleo de mano de obra no calificada en el ensamblajeoperaciones, principalmente cuando hay ayudas visuales o planificación de procesos asistida por computadora para los procedimientos de ensamblaje [11-13]. En la fabricación de los prensas plegadoras, los accesorios de montaje se utilizan para ubicar, sostener y asegurar de manera única la tubería principal oparte más pesada de la prensa plegadora (que es el marco). El soporte suele estar en la posición y orientación correcta, mientras que otros componentes se agregan a la pieza para hacer todo el producto [14, 15]. Se usan para asegurar que cada partese ensambla correctamente dentro de los límites especificados y se mantiene la relación y la alineación correctas entre las partes. En esencia, están diseñados para ser herramientas de precisión, generalmente grandes y con materiales que proporcionan buenosresistencia al desgaste Más aún, su uso se limita a los requisitos del trabajo y la imaginación del diseñador [12, 16]. Están diseñados y posicionados con precisión en el piso de montaje para evitar daños accidentales. Están diseñados parasoportar las fuerzas operativas y de ensamblaje experimentadas durante los procesos de unión y el peso del producto. Por lo general, se mantienen limpios, sin daños y sin chips ni componentes de arena, por lo que no serán forzados a entrar en elpartes móviles del dispositivo [8, 17]. Los accesorios de montaje reconfigurables están diseñados en torno a una familia de productos de piezas específicas para permitir cambios rápidos en la configuración o estructura de la máquina. El cambio puede ser en términos de funcionalidad oescalabilidad, de acuerdo con los cambios en los requisitos del producto [18-20]. En general, cuando se requiere diseñar un dispositivo, las características generalmente consideradas son

  1. El tipo de accesorio (mecanizado o accesorio de montaje)

  2. La forma de la pieza de trabajo (rectangular, cuadrada, cilíndrica o esférica)

  3. El tamaño y el peso de la pieza de trabajo (dimensiones de la carcasa)

  4. El material de la pieza de trabajo

  La fabricación de prensas plegadoras puede descomponerse en dos pasos. En primer lugar, las piezas componentes se fabrican utilizando diferentes métodos como el mecanizado, fundición, moldeo por inyección o conformado de metales. En segundo lugar, estos componentes están ensamblados ounidos mediante soldadura, remachado, fijación u otros métodos de unión [21]. Por lo general, es un sistema de producción por lotes [22]. La parte principal o más pesada de la prensa plegadora es el marco; otros componentes como el ariete, los actuadores yplaca de soporte están instalados en el marco. Para evitar la vibración de la prensa plegadora durante el funcionamiento, el armazón debe asegurarse firmemente y de forma segura durante el proceso de montaje, mientras que los otros componentes se ajustan mediante soldadura, fijación y otrosprocesos de unión. Como se muestra en la Fig. 1, durante el montaje de los prensas plegadoras, otros componentes de la prensa plegadora se montan en el bastidor del suelo. Esto provoca el desafío de accesibilidad al ensamblado en progreso, por lo tantoaumentando el tiempo de montaje y, a su vez, aumentando el tiempo de producción [23]. En esencia, los cambios en los modelos de freno de prensa requieren un accesorio de ensamblaje reconfigurable (RAF). El RAF cambiará de escala para acomodar diferentes marcostamaños, longitud de trabajo, peso general y tonelaje de los diversos prensas plegadoras durante el montaje [24]. En este artículo, se realizó un diseño mecánico detallado de las partes críticas de un dispositivo de ensamblaje reconfigurable. Analisis de ESTRESde las piezas se hizo, y se desarrolló un sistema hidráulico que se modeló utilizando Simscape para determinar la respuesta del sistema a la entrada de paso, entrada de rampa y entrada de seno. El sistema hidráulico y eléctrico fue simulado usandoestudio de automatización. Se estableció un experimento para investigar la extensión de los actuadores. Los resultados obtenidos se discuten en el resto del manuscrito. Se presentará una revisión bibliográfica del trabajo previo realizado en esta área en elEn la siguiente sección, se dará una descripción del RAF, luego se presentarán los detalles del diseño mecánico y de control antes de una discusión y se sacarán conclusiones sobre el trabajo de investigación llevado a cabo.

Diseño, simulación

  2. Revisión de la literatura

  Los factores que se consideran en el desarrollo de los dispositivos de sujeción y montaje son la geometría, el material, las propiedades mecánicas y las tolerancias de la pieza o producto [25]. Otro factor importante es el mecanizado yproceso de ensamblaje involucrado en el entorno de fabricación; este proceso incluye trayectorias de herramientas, fuerzas de mecanizado / montaje y problemas medioambientales, por ejemplo, líquidos refrigerantes [26]. Factores avanzados que deben incorporarse en elel diseño es el costo de configuración objetivo, que dicta la complejidad y la alta precisión que se necesita en el equipo [27]. La mayoría de los accesorios están diseñados para sostener o ensamblar una pieza de trabajo o producto durante un largo tiempo de uso, con el fin de recuperar el costodel desarrollo y para obtener un beneficio [17, 28-30].

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