Un nuevo accesorio de ensamblaje reconfigurable para frenos de prensa

Resumen Un accesorio de ensamblaje reconfigurable es un componente importante e importante de un sistema de ensamblaje reconfigurable. Se requiere para el ensamblaje de una variedad de modelos de frenos de prensa para reducir el tiempo de ensamblaje y en generaltiempo de producción. Las etapas y requisitos para el diseño de un accesorio de ensamblaje y la comprensión del proceso de ensamblaje para modelos de freno de prensa se utilizaron para diseñar un accesorio de ensamblaje reconfigurable. Un análisis de diseño detallado deLas partes del accesorio y el sistema hidráulico se consideran y se presentan en este artículo. El análisis de estrés y desplazamiento de las piezas se ejecuta utilizando la simulación SolidWorks Express. Los parámetros de los componentes hidráulicos fueronDeterminado a partir de los requisitos de la fuerza, y el sistema hidráulico se modeló físicamente utilizando Matlab Simscape Hydraulics. Se obtuvo la respuesta del sistema hidráulico para cada actuador en el sistema para representar la salida delActuadores del desplazamiento del carrete de las válvulas. El análisis de estrés realizado en partes del accesorio mostró que puede soportar tensiones máximas que son menores que la resistencia de rendimiento del material utilizado para la pieza. También fueestablecido que la sincronización de los actuadores hidráulicos se puede lograr mejor mediante el uso de una entrada sinusoidal a 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 Automation Studio. Se prevé que el diseño proporcione elIndustrias con información relevante sobre la ubicación precisa y el agarre de los marcos de frenos de prensa en lugar de girar y reposicionar el marco para adaptarse a otras piezas durante el ensamblaje. El artículo proporciona información relevante sobre elAnálisis de diseño de un accesorio de ensamblaje reconfigurable para frenos de prensa que son novedosos porque los artículos sobre los accesorios de ensamblaje reconfigurables no han considerado su aplicación para el ensamblaje de frenos de prensa.

Introducción

Los fabricantes de frenos de prensa enfrentan el problema de la demanda inconsistente en términos de variedades modelo que necesitan el cliente y, como tal, surge la pregunta sobre qué sistema se necesita para reducir los costos no recurrentes, reducir el tiempopara comercializar y mejorar la capacidad y la flexibilidad del equipo de fabricación [1–3]. El diseño de un accesorio de ensamblaje 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 paraReduzca el tiempo del ciclo de producción, mejore la calidad del producto y, a su vez, reduzca el costo de producción. Tradicionalmente, las operaciones de ensamblaje en las industrias se logran con la ayuda de accesorios que son estructuras grandes y permanentes que soncostoso diseñar y fabricar [4–6]. La función principal de los accesorios en la fabricación es facilitar las operaciones de producción y ensamblaje reduciendo el tiempo de configuración de diseño repetitivo para el ensamblaje de los productos, que son tiempo.Consumir actividades y requiere habilidades considerables [7-10]. A veces, los accesorios de ensamblaje también se proporcionan con herramientas de ensamblaje para las operaciones de fijación y soldadura. Facilitan el empleo de mano de obra no calificada en la asambleaOperaciones, principalmente cuando hay ayudas visuales o planificación de procesos asistidos por computadora para los procedimientos de ensamblaje [11-13]. En la fabricación de frenos de prensa, los accesorios de ensamblaparte más pesada del freno de prensa (que es el marco). El soporte generalmente está en la orientación y posición correctos, mientras que otros componentes se agregan a la pieza para hacer todo el producto [14, 15]. Se utilizan para asegurarse de que cada partese ensambla correctamente dentro de los límites especificados y se mantiene la relación y la alineación correcta entre las partes. En esencia, están diseñadas para ser herramientas de precisión, generalmente grandes y con materiales que proporcionan buenosresistencia al desgaste. Más aún, su uso se limita a los requisitos de trabajo y a la imaginación del diseñador [12, 16]. Están diseñados y colocados con precisión en el piso de montaje para evitar daños accidentales. Están diseñados paraExplicar 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 libres de chips y componentes de arena, para que no sean forzados a laPartes móviles del accesorio [8, 17]. Los accesorios de ensamblaje reconfigurables están diseñados en torno a una familia de productos específicos para permitir cambios rápidos en las configuraciones o estructuras 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 accesorio, las características que generalmente se consideran son

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

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 frenos de prensa se puede descomponer en dos pasos. En primer lugar, las piezas de componentes se fabrican utilizando diferentes métodos como mecanizado, fundición, moldeo por inyección o formación de metales. En segundo lugar, estos componentes se ensamblan oSe unieron utilizando 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 del freno de prensa es el marco; otros componentes como la RAM, los actuadores yLa placa de los refuerzos se ajusta al marco. Para evitar la vibración del freno de prensa durante la operación, el marco debe asegurarse de manera firme y segura durante el proceso de ensamblaje, mientras que otros componentes se ajustan por soldadura, fijación y otrosprocesos de unión. Como se presenta en la Fig. 1, durante el ensamblaje de los frenos de prensa, otros componentes del freno de prensa se ajustan al marco en el piso. Esto causa el desafío de la accesibilidad a la asamblea en progreso, asíaumentando el tiempo de ensamblaje 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). La RAF cambiará en escala para acomodar diferentes cuadrosTamaños, longitud de trabajo, peso total y tonelaje de los diversos frenos de prensa durante el ensamblaje [24]. En este artículo, se realizó un diseño mecánico detallado de las partes críticas de un accesorio de ensamblaje reconfigurable. Analisis de ESTRESde las piezas se realizó y se desarrolló un sistema hidráulico que se modeló utilizando Simscape para determinar la respuesta del sistema a la entrada de paso, la entrada de rampa y la entrada sinusoidal. El sistema hidráulico y eléctrico se simuló utilizandoEstudio de automatización. Se estableció un experimento para investigar la extensión de los actuadores. Los resultados obtenidos se discuten en el resto del manuscrito. Una revisión de la literatura del trabajo anterior realizado en esta área se presentará en elSiguiente sección, luego se dará una descripción de la RAF, luego se presentarán los detalles de diseño mecánico y de control antes de una discusión y se realizan conclusiones sobre el trabajo de investigación realizado.

Revisión de literatura

Los factores considerados en el desarrollo de accesorios para el trabajo y las operaciones de ensamblaje son la geometría, el material, las propiedades mecánicas y las tolerancias de la pieza de trabajo o el producto [25]. Otro factor importante es el mecanizado yproceso de ensamblaje involucrado en el entorno de fabricación; Este proceso incluye rutas de herramientas, fuerzas de mecanizado/ ensamblaje y preocupaciones ambientales, por ejemplo, líquidos de refrigerante [26]. Factores avanzados que deben incorporarse a laEl diseño es el costo de configuración objetivo, que dicta la complejidad y la alta precisión necesaria en el equipo [27]. La mayoría de los accesorios están diseñados para sostener o ensamblar una pieza de trabajo o producto durante mucho tiempo de uso, para recuperar el costode desarrollo y obtener ganancias [17, 28-30].