Вибротранспортирующее устройство в составе автоматизированного сборочного комплекса

Цель исследования. Повышение эффективности проектирования вибротранспортирующих устройств в составе автоматизированного комплекса, за счет использования математической модели движения деталей под действием вибрации, настройка и верификация которой произведена в ходе натурных испытаний на лабораторном оборудовании.

Задачи. Разработка математической модели виброперемещения детали и постановка вычислительных экспериментов. Подготовка лабораторного стенда, постановка и проведения комплекса натурных экспериментов. Сравнительный анализ результатов экспериментов и оценка адекватности и применимости математической модели при проектировании вибротранспортирующих устройств.

Методы. Исследование выполнено в соответствии с общепринятыми методами проведения и планирования экспериментальных исследований. При моделировании движения деталей под действием вибрации использовалась нелинейная модель трения и оригинальный алгоритм интегрирования, позволяющий получить решение для разрабатываемой системы.

Результаты. В ходе работы была разработана математическая модель движения деталей по направляющим чаши вибробункера, отличающаяся возможностью задания горизонтальной и вертикальной составляющей вибрации и использующая нелинейную модель трения, позволяющая моделировать процессы при нулевой относительной скорости движения детали и чаши вибробункера. Выполнен комплекс натурных испытаний, доказавший адекватность разработанной модели.

Заключение. Предлагаемая в работе математическая модель перемещения деталей под действием двухкомпонентной вибрации, позволяет значительно повысить эффективность проектирования и настройки вибротранспортирующего устройства в составе сборочной автоматизированной линии, что может найти применения в широком диапазоне производственных задач.

1. Автоматизация технологической подготовки производства профильных валов / С. Г. Емельянов, А. О. Гладышкин, М. С. Разумов, С. Ф. Яцун // Известия ЮгоЗападного государственного университета. 2012. №. 1-1. С. 164-168.

2. Преображенский Ю. П. Некоторые проблемы автоматизации процессов //Техника и технологии: пути инновационного развития. Курск, 2019. С. 62-64.

3. Modeling of human-machine interaction in an industrial exoskeleton control system / S. Jatsun, A. Malchikov, O. Loktionova, A. Yatsun // Interactive Collaborative Robotics: 5th International Conference, ICR 2020, St Petersburg, Russia, October 7-9, 2020, Proceedings 5. Springer International Publishing, 2020. Р. 116-125.

4. Jatsun S., Malchikov A., Yatsun A. Automatization of manual labor by using an industrial exoskeleton // 2020 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). IEEE, 2020. Р. 470-475.

5. Яцун С.Ф., Мальчиков А.В., Кочергин О.Б. Метод определения ориентации контакт-детали при автоматизации технологического процесса пайки // Известия Юго-Западного государственного университета. 2022; 26(3): 8-20. https://doi.org/10.21869/2223-1560-2022-26-3-8-20.

6. Локтионова О. Г. Синтез оптимальных параметров вибрацонного транспортирующего устройства сыпучих материалов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2006. №. 9. С. 46-50.

7. Афанасьев А. и др. Определение рациональных параметров линейного электромагнитного двигателя для вибропитателя-грохота //Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2015. №. 8. С. 81-89.

8. Общие положения по работе ВБЗУ. URL: https://studfile.net/preview/6219169/page:5/

9. Сельвинский В. В. Вибрационное перемещение в процессах транспортирования // Вестник Амурского государственного университета. Серия: Естественные и экономические науки. 2016. №. 75. С. 10-15.

10. Лушников Б. В. Компьютерное моделирование динамики элемента сухого некулонова трения // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12. №. 1-2. С. 439-444.

11. Лушников Б. В. Испытательный стенд для идентификации динамических параметров сухого некулонова трения // Фундаментальные исследования. 2012. №. 3-3. С. 638-641.

12. А.с. 1527559, МКИ G01N 19/02, A1. Способ определения силы сухого трения и коэффициента вязкого трения в колебательной системе / С. Л. Цыфанский, Б. В. Лушников, М. А. Магоне. (СССР). №4406068/25-28 ; заявлено 07.04.88 ; опубл. 07.12.89, Бюл. № 45. 3 с.

13. Патент на полезную модель RU 44014 U1, Электромагнитный двигатель / Рукавицын А.Н.,. № 2004128139/22 ; заявлено 21.09.2004 ; опубл. 10.02.2005, Бюл. № 4. 4 с.

14. Jatsun S., Malchikov A., Yatsun A. Investigation of the mechatronic system oscillatory motion with discrete feedback PD-control //Vibroengineering Procedia. 2016. Vol. 8. P. 225-230.

15. Богуславский Э. И., Усыпко А. С. Оптимизация области применения и организации работы доставочного оборудования в условиях Расвумчоррского рудника ОАО «Апатит» // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2004. №. 12. С. 188-191.

16. Jatsun S., Malchikov A., Yatsun A. Adaptive Control System for DC Electric Drive under Uncertainty // 2020 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). IEEE, 2020. P. 1-5.

17. Control features of the electromechanical system with end-effector considering the regulated torque / A. Malchikov, A. Yatsun, P. Bezmen, O. Tarasov // MATEC Web of Conferences. EDP Sciences, 2017. Vol. 113. P. 02001.

18. Лупехина И. В., Безмен П. А., Яцун С. Ф. Плоскопараллельное движение вибрационного робота по горизонтальной шероховатой поверхности // Естественные и технические науки. 2012. №. 4. С. 41-44.

19. Безмен П. А., Яцун С. Ф. Исследование движения вибрационного мобильного робота с электромеханическим приводом внутренней подвижной массы // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2009. №. 2. С. 49-61.

20. Дырда В. И. и др. Динамика вибропитателей с нелинейной упругой характеристикой // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. 2017. №. 2 (68). С. 131-139.