PROIECTAREA UNUI SISTEM PREHENSOR PENTRU UN ROBOT INDUSTRIAL [307002]

UNIVERSITATEA TEHNICĂ "GHEORGHE ASACHI" DIN IAȘI

FACULTATEA CONSTRUCȚII DE MAȘINI ȘI MANAGEMENT INDUSTRIAL

DEPARTAMENT TEHNOLOGIA CONSTRUCȚIILOR DE MAȘINI

PROIECTAREA UNUI SISTEM PREHENSOR PENTRU UN ROBOT INDUSTRIAL

Autor: [anonimizat]: Boca Mihai

Capitolul I

Introducere in lumea robotilor industriali

1.1.Introducere

Cuvantul robot a fost folosit pentru prima data de catre dramaturgul de origine ceha Karel Copek in piesa R.U.R (Rossum’s Universal Robots) in anul 1923. Cuvantul robot vine din limba rusa “robota” [anonimizat].

In stiinda “Robotica” a aparut in cea de a doua jumatate a sec. XX-lea. Aparitia fiind in ton cu evolutia spectaculoasa pe care omenirea a cunoscut-o [anonimizat]-lea razboi mondial.

[anonimizat], folosing brevetul lui Devol contruieste in anul 1959 la firma “Unimation Inc” primul robot cu actionarea hidraulica numit “Unimate”. In scurt timp cucereste piata industriala iar compania este cumparata de “Condec Corporation” si se incepe dezvoltatea “Unimate Robot System”

Cu toate ca termenul de robot este asociat cu droizi din “Razboiul stelelor”, primele si cele mai significative aplicatii ale robotilor sunt in domeniul industrial. [anonimizat].

Ca si aspect un robot de tip brat uman este alcatuit din: baza care este o [anonimizat], [anonimizat], in fig. 1 este prezenta o astfel de structura:

Fig.1.1 Robot industrial [1]

1.2.Scurt istoric

În 1574 [anonimizat] a anunța amiaza de către o [anonimizat], deschide ciocul și cântă de 3 ori.

[anonimizat] 17 ani, a construit prima mașină de calculat aritmetică în anul 1640, care mai târziu matematicianul Leibnitz o va perfecționa.

Mecanicul rus I. I. Polzunov a [anonimizat]. Regulatorul era destinat reglării automatea alimentării cu apă a cazanului de abur de la „mașina de foc” construită de același inventator.

Fig.1.2 Regulatorul automat de nivel al lui I. I. Polzunov 2 [7]

În 1784 invetatorul englez James Watt a [anonimizat], [anonimizat] a

turației mașinilor cu abur.

Fig. 1.3 Regulatorul automat de viteză centrifugal al lui James Watt [8]

B. T. Odhner din Petersburg inventează un mecanism de fixare și aunume roțile cei poartă numele. Roata Odhner este utilizat la o mașină de calcul denumită aritmometru.

Savantul rus A. S. [anonimizat] a diferitelor instalații cu ajutorul undelor radio.

[anonimizat] o dezvoltare din ce în ce mai rapidă a dispozitivelor automate și telemecanice. [anonimizat] a izotopilor radioactivi au făcut posibil un progres uriaș în domeniul automatizării și telemecanizării.

În anul 1943 [anonimizat]. Mecanismele cu roți și pârghii sunt înlocuite de relee electromecanice sau electronice, numerele fiind reprezentate cu ajutorul unor impulsuri electrice, fapt care duce la mărirea vitezei cu care se execută operatiile.

G. Devol depune cererea de brevet a unui manipulator programabil, în anul 1956, an în care este înființată si prima companie ce construiesc roboți industriali. În anul 1961 firma General Motors aplică robotul UNIMATE la operații de tunătorii, 7 ani mai tarziu comandă 50 de exemplare de roboți și inițiază studiul unui robot cu șase grade de libertate denumit Six Axis Manipulator.

La uzina Chevrolet este concepută prima linie automată „robotizată” în anul 1970, unde 26 de roboți UNIMATE execută sudările caroseriei automobilului Vega. Un an mai târziu se infiițează în Japonia asociația JIRA (Japan Industrial Robot Association).

Stanford University realizează limbajul de programare WAVE în 1973. Cincinati Milacron realizează comanda unui robot cu un calculator în 1974. În anul 1975 ia nastere Institutul de robotică din America RIA (Robot Institute ofAmerica).

Cinci ani mai târziu Japonia realizează robotul android cu mâini, picioare, vedere,voce.

S. Nof formulează în 1985 legile codului robotic, care precizează că roboții executămuncile periculoase și în medii nocive

În prioada 1992-1994 câțiva producători de roboți introduc interfațe grafice bazate pe platforma Windows, spații virtuale pentru programarea roboților off-line.

În jurul anului 1998 producătorii de roboți introduc sisteme de evitare a coliziunii cu alți roboți și alte caracteristici cum ar fi optimizarea limbajului de programare, folosirea de ladistanță a roboților cu ajutorul conexiunilor RPC si TCP/IP

Fig.1.4 Robotii industriali de astazi [9]

1.3.Piața roboților industriali

Fig.1.5.Grafic cheltuieli la nivel mondial in indutria robotilor [15]

Un studiu de piață „Boston Consulting Grup” ne arată că există peste 1,6 milioane de roboți industriali care valorează aproximativ 9,5 miliarde dolari și se estimează că aceste numere vor crește în continuare în mod considerabil.

Rata de creștere anuală, a vânzărilor de roboți industriali este estimată a fi a doua ce-a mai bună din toate domeniile roboticii. Aceasta evidențiază tendința de a introduce mai mulți roboți în diverse industrii prin a înlocui operatorii umani și alte procese ca de exemplu: frezarea tradițională și mașinile unelte cu comandă numerică.

Fig. 1.6. Repartizarea robotilor pe sectoare industrial [15]

Două segmente din domeniul roboticii au arătat creșteri impresionante în anii anteriori și anume:

Primul domeniu: manipulare/încărcare-descărcare în și din mașini cu comandă numerică, 24%, care a devenit ceva comun în multe industrii;

Și cel de al doilea domeniu: fabricația (cu rata de creștere anuală compusă de 32%  (operații specific CNC/operatori umani).

Fabricația include aplicații robotizate precum: tăierea, șlefuirea, debavurarea, frezarea și lustruirea. Iar estimările arată că această tendință va deveni și mai dominantă în anii ce urmează.

1.4.Aplicații robotizate

Fig1.7. Aplicatii ale robotilor industriali [15]

Printre aplicațiile comune se numără: gravura, debavurarea, frezarea, lustruirea, rectificarea și sculptura. Toate aceste aplicații au un numitor comun – suprafețe complexe de prelucrat, care implică traiectorii complexe pentru robot.

Fig.1.8. Segmentarea costului mediul al sistemelor de roboti industriali [15]

Pentru a deține un sistem robotizat avem nevoie de: echipamente roboți, software și programare, alimentatoare și efectori. Așadar, costurile pentru implementare sunt împărțite. După cum puteți vedea, ponderea cea mai mare o are software-ul și programarea, 40% din costul total, care de cele mai multe ori este realizată manual. Cu o soluție de programare offline, calitatea programelor crește și acestea sunt generate mult mai rapid.

În plus, pe lângă reducerea timpilor de programare, software-ul ajută utilizatorii să analizeze echipamentele necesare și efectorii în mediul virtual, înainte de achiziționare. Comandarea corectă a echipamentelor necesare fiind critică. Practic este posibilă validarea digitală completă a aplicației.

1.5.Avantajele pe care le au roboții industriali față de mașinile cu comandă numerică:

Principalele avantaje sunt:

Flexibilitatea:

Roboții de tip braț articulat oferă o flexibilitate de mișcare mult mai mare decât un centru cu comandă numerică. Un robot poate produce un reper complex din unghiuri multiple din aceeași poziție, fără a fi necesară repoziționarea sau prinderea de mai multe ori a reperului, cum este în cazul mașinilor cu comandă numerică.

Spre deosebire de mașinile de frezare, roboții pot fi redistribuiți pentru a realiza alte procese în fabrică: sudură cu arc electric, paletizare, etc.

Roboții sunt mai ieftini: de la 2 până la 5 ori mai ieftini decât mașinile de frezare.

Revizia pentru roboți este mai ieftină: spre deosebire de reviziile scumpe pentru mașinile de prelucrat prin așchiere, mentenanța roboților este de obicei cu mult mai ieftină.

Schimbările de amplasare în hale: mărimea unei mașini cu comanda numerică necesită mult spațiu și odată plasată în hală este dificil de deplasat sau de schimbat poziționarea altor echipamente în jurul acesteia. În timp ce robotul necesită mult mai puțin spațiu și poate fi supus mai multor schimbări de amplasare cu o ușurință mai mare.

Repere de dimensiuni mari: configurațiile de tip roboți industriali pe echipamente de mărire a spațiului de lucru, permit procesarea reperelor de dimensiuni mari care nu pot fi prelucrate de către mașinile cu comandă numerică. De exemplu, procesele de producție ale elicelor de turbine eoliene și carenele bărcilor.

Productivitatea totală este mai mare: un robot poate realiza operații complete de frezare/ fabricație fără a fi necesară intervenția factorului uman.

Suportă materiale pentru prototipare: multe dintre materialele utilizate pentru prototipuri și matrițe sunt moi: clei, spumă, lemn, polimeri și metale moi. Un braț robotic este cel mai bun candidat pentru a-și deservi sarcinile în aceste medii de lucru.

1.6.Aplicabilitatea în industrie

Procesele care necesită o precizie înaltă (>0.01 mm) cu siguranță nu se află în domeniul de aplicații robotizate. Avem în continuare un tabel cu industrii, tipuri de prelucrări și opțiunile de utilizare a roboților industriali:

Fig. 1.9. Distributia proceselor pe segmente de piata [15]

Prelucrarea materialelor moi;

Aplicații care folosesc senzori, cum ar fi Force Feedback Controll (pentru: șlefuirea palelor de la elicele avioanelor; șlefuirea elicelor navelor marine sau procesarea cutiilor de electronice).

Aplicații pentru înlăturarea de material unde nu este obligatorie o precizie înaltă, precum debavurarea semifabricatelor turnate, prelucrarea reperelor metalice de dimensiuni mari, fabricație, construcții grele și sectoarele din industria echipamentelor agricole.

Celulele galbene cu semne de întrebare  indică faptul că ar fi necesară o analiză mai în detaliu, întrucât trebuie să fie cunoscute clar specificațiile.

Care sunt provocările întâmpinate de roboții industriali în industrie?

Precizia traiectoriilor: întâlnim des modele sau repere care să necesite traiectorii tridimensionale complexe. Iar generarea manuală a acestor traiectorii tridimensionale de înaltă precizie este o adevărată provocare.

Schimbări constante: în multe cazuri există o mare varietate de produse care pot să necesite ajustări locale.

Restricții ale fluxului de lucru: restricții ale echipamentelor fizice trebuie luate în considerare când planificăm procesul de producție. De exemplu, modalitatea de optimizare a traiectoriei robotului pentru satisfacerea cerințelor sarcinii portante în operații de mare viteză.

Rezultate de înaltă calitate: calitatea este de cele mai multe ori crucială – calitatea înaltă necesită o expertiză care este dobândită de-a lungul anilor, iar personalul experimentat este greu de găsit.

Calitatea produselor este determinată de proces: traiectoriile robotului trebuie să urmărească parametri preciși, cum ar fi vitezele și adâncimile de avans, forțele, parametrio de mișcare, ș.a.m.d. Acestea sunt elementele cheie pentru satisfacerea calității necesare, conform standardelor de producție ale companiei și resursele utilizate.

Productivitate: cum optimizăm performanța roboților, benzilor de transport și sistemelor de inspecție și control video într-un mediu rapid și automatizat.

Sincronizarea cu dispozitivele externe: roboții pot fi implementați în diverse configurații, de exemplu: pe un sistem de mărire a spațiului de lucru cu un grad de libertate de translație la baza robotului, montare pe tavan, sisteme peri-robotice sau alte sisteme de poziționare cu multiple axe externe. Este posibil ca acestea să se dovedească a fi o provocare pentru planificarea procesului de producție care să considere și să controleze dispozitivele externe.

Schema de amplasare: cum optimizăm poziționarea robotului, dispozitivele externe, gardurile și celelalte resurse, luând în considerare spațiul de lucru al robotului și evitarea coliziunilor.

Provocarea devine mai mare în măsura în care celula devine mai aglomerată. Un alt factor important îl reprezintă cerințele de siguranță și sănătate care trebuiesc respectate.

Protecția echipamentelor și personalului: cum exploatăm corect echipamentele și punem pe primul loc siguranța și sănătatea operatorului.

Capitolul II

Consideratii generale

2.1.Definitii:

Robotica este un ansamblu de discipline care se ocupă cu sistemele capabile săînlocuiască omul si funcțiile sale motrice, senzoriale și intelectuale.

Roboții industriali reprezintă un sistem fizic, programabil care este folosit în procesul de producție și care este capabil să execute diferite operații și secvențe de operații de manipulare a unor scule, piese sau subansamble asemănătoare cu cele realizate de mâna omului. Robotul industrial poate fi definit ca un manipulator universal cu program flexibil.

Datorită faptului că roboții industriali au capătat o utilizare cât mai amplă în cele mai diverse domenii ale tehnicii, acestora li s-au atribuit diferite modalități de definire. Să enumeră câteva din definițiile propuse de unele publicații și instituții:

– În volumul „Roboți în Acțiune”, editată la Timișoara (1), autorii definesc robotul drept „ o IOH (instalație pentru automatizarea operațiilor humanoide) având un sistem mecanic elaborat (cu un număr mai mare de grade de mobilitate) și care lucrează după un program flexibil”;

– Institutul American de Robotică (Robot Institute of America) – RIA definește robotul industrial ca „manipulator multifuncțional, reprogramabil, conceput pentru a deplasa materiale, echipament, piese, unelte sau dispozitive specializate, prin miscări variate și programate, cu scopul de a indeplini diferite sarcini”;

– Asociația de Robotică din Marea Britanie (British Robot Association) – BRA consideră robotulul industrial, asemănător Institutului de Roboți din America, un dispozitiv reprogramabil realizat pentru manipularea și transportul pieselor, sculelor sau a altor mijloace de producție, prin mișcări variabile, programate pentru a îndeplini sarcini specifice de fabricație;

– Normativul german VID 2801 definește robotul industrial ca „un automat mobil universal cu mai multe axe comandate, ale cărui mișcări sunt liber programate pe traiectorii sau unghiuri într-o anumită succesiune a mișcărilor și în anumite cazuri, comandate prin senzori ce poate fi echipat cu dispozitiv de prehensiune, scule sau alte mijloace de fabricație și care poate îndeplini activități de manipulare sautehnologice”;

– Asociația Japoneză de Roboți Industriali (Japan Industrial Robot Association) – JIRA definește robotul industrial ca „dispozitiv flexatil și flexibil care oferă funcții de deplasare similare celor ale membrelor umane sau ale cărui funcții de deplasare sunt comandate de senzori și de mijloace proprii de recunoaștere”;

– Conform ISO, prin Raportul Tehnic TR8373, robotul industrial este definit ca „o mașină de manipulare comandată automat, reprogramabilă, multiscop, cu puține grade de libertate, de tip fix sau mobil, pentru aplicații industriale automatizate”. Trebuie să precizăm că sintagma „cu puține grade de libertate” are în vedere comparația cu brațul uman care are 27 de grade de libertate;

– În normativul francez NF61-100 robotul industrial este definit ca „un mecanism de manipulare automată, reprogramabil, polivalent, capabil să poziționeze și să orienteze materiale, unelte sau dispozitive specializate, în timpul unor mișcări variabile și programate, destinate executării unor sarcini variate”.

Dupa o privire de ansamblu peste definițiile de mai sus, putem spune că diferențele dintre acestea consta în forma de exprimare, discutia problemei făcând referire la același aspect și anume la inlocuirea forței de muncă umane.

În concluzie, roboții industriail reprezintă sisteme automate mobile cu aplicații universale, cu mai multe axe, ale căror mișcări sunt liber programate într-o anumită succesiune și, în anumite cazuri, comandate de senzori, în cazul roboților inteligenți

2.2. Sisteme de prehensiune

2.2.1. Clasificarea sistemelor de prehensiune

Sistemele de prehensiune se pot clasifica dupa natural or in:

-sisteme de prehensiune natural

-sisteme de prehensiune artificile

Sistemele de prehensiune naturale sunt intalnite in lumea vietuitoarelor la pasari, mamifere, reptile, crustacee etc. Cel mai complex sistem prehensor este membrul superior uman. In imaginiile de mai jos sunt prezentate cateva sisteme de prehensiune din lumea vietuitoarelor:

Fig.2.1. Sisteme de prehensiune naturale [2]

Sistemele de prehensiune artificiale sunt derivate din cele natural si sunt folosite la diferite aplicatii industriale, medicale, in domeniul apararii etc.

Clasificarea acestor sisteme se poate realiza dupa urmatoarele criterii:

In functie de metoda de prehensiune:

Sisteme cu contact: forta de prehensiune este aplicata in doua sau mai multe locuri asupra obiectului:

cu contact

tentaculat

Intruzive: prehensiunea este realizata prin patrunderea suprafetei obiectului

Intruziv

Astringente: forta de prehensiune este aplicata intr-o singura directive

Vacuumatic

Magnetoadezive

Electroadezive

Contigue: prehensarea se face fara contact, la care este necesara generarea unei forte de atragere intr-o singura directie

Termic

Chimic

Cu tensiune artificiala

In functie de miscarea pe care o executa bacul de prindere:

Prehensoare unghiulare: miscarea de prehensare se executa radial

Prehensoare paralele: miscarea se executa liniar si in acelasi plan

Dupa numarul de “degete” sau zone de prindere:

Cu doua degete

Cu trei sau mai multe degete

Dupa tipul elementului de prehensiune:

Cu bacuri rigide

Cu bacuri adaptate

Cu bacuri adaptive

Dupa tipul energie folosite la actionare:

Pneumatice

Hidraulice

Cu vacuum

Magnetice

Etc.

In tabelul 1 sunt prezentate exemple de sisteme de prehensiune dupa clasificarea de mai sus:

Tab. 1.

2.2.2.Variante constructive

Cele mai rǎspândite sisteme de prehensiune sunt acelea care au în componența lor roți dințate și mecanisme cu bare articulate. Câteva exemple de asemenea sisteme prehensoare sunt prezentate în continuare.

În figura 1.15 este arǎtat un sistem prehensor paralel al cǎrui lanț cinematic aferent unui portbac are ca element inițial un melc ce antreneazǎ o roatǎ melcatǎ. În continuare, lanțul cinematic conține un mecanism patrulater cu bare articulate, una dintre laturile sale fiind chiar portbacul. De la același melc este antrenat, în oglindǎ, și celǎlalt portbac al prehensorului

Fig.2.11. Prehensor cu angrenaj melcat și bare articulate [6]

O construcție asemǎnǎtoare, bazatǎ pe același principiu al antrenǎrii cu angrenaj melcat este cea din figura 16. În acest caz este vorba despre un sistem prehensor cu patru bacuri.

Fig.2.12. Prehensor cu patru bacuri [6]

Capitolul III

Justificarea alegerii temei de studiu. Prezentarea condițiilor inițiale și a etapelor parcurse

Aceasta tema prezinta interes pentru ca avand in vedere contextul actual, economic, demografic si social din Romania, putem spune ca Romania este in primul rand intr-o criza demografica, natalitatea scade de la an la an, la aceasta adaugandu-se si faptul ca toti mai multi romani decid sa emigreze spre tarile est Europene.

Scaderea natalitati are un efect negativ asupra pietei munci si explicit a mediului industrial, multi angajatori se plang de lipsa de personal si mai ales de lipsa de personal calificat aici apare nevoia tot mai mare de robotizare a mediului industrial din Romania

Gradul de echipare cu roboti indutriali se reflecta si mediul economic, daca ne uitam la vecinii nostri est-europeni, potrivit Federatiei Internationale pentru Robotica si companiei Universal Robots, Romania are 11 roboti la 10.000 de lucratori industriali si un PIB pe cap de locuitor de 20,787 $, in timp ce in Polonia numarul acestora este de 20 de roboti la 10.000 de lucratori iar PIB-ul pe cap de locuitor este de 473,501, iar in Ungaria numarul acestora este de 57 de roboti la 10.000 de lucratori industriali si are un PIB pe cap de locuitor de 417,729 potrivit FMI.

Cea mai dezvoltata tara din centrul Europei este Cehia care detine aproape 100 de roboti la 10.000 de lucratori industriali.

Romania are circa 2 milioane de angajati in industrie, ceea ce inseamna un stoc de 2.200 de roboti industriali instalati, conform cifrelor Federatiei Internationale de Robotica. Pentru a ajunge la nivelul mediu de robotizare al regiunii, de 60 de roboti la 10.000 de muncitori, economia romaneasca are nevoie asadar de circa 10.000 de roboti industriali.

Este cunoscut faptul ca tot mai multe companii aleg sa-si implementeze astfel de sisteme deoarece:

Eliminarea riscurilor introdu-se de operatorul uman

Executarea de operatiuni exacte

Productivitate crescuta

Asigurarea calitati produselor

Etc

Robotii industriali sunt usor de folosit, adaptabili, si pot fi utilizati in siguranta, arata producatorul Universal Robots, care in Romania este furnizor al Dacia si Continental.

Am ales sa studiez aceasta tema deoarece acest sector de dezvoltare are un trend ascendent foarte mare si in curand industria o sa se “robotizeze” si mai mult, de aceea consider foarte important, ca viitor inginer TCM-ist sa studiez mecanismele din interiorul unui astfel de echipament.

Imi propun sa proiectez un sistem de prehensiune pentru un robot industrial care sa foloseasca ca mecanism de actionare un muschi pneumatic, o invetie relativ noua. Nouatatea in acest dispozitiv ar fi utilizarea muschiului pneumatic pentru actionarea mecanismului de prehensiune in plus bacurile dispozitivului pot fi schimbate usor pentru a aduce o mobilitate sporita in adaptarea robotului industrial la noi referinte.

Principalele etape in dezvoltarea dispozitivului:

Informare initiala

Conceperea unei scheme a dipozitivului

Alegerea datelor initiale

Calculul cinematic

Tehnologia de fabricatie a unei roti dintate

Proiectarea in CATIA V5 a dispozitivului

Proiectarea desenului de ansablu si desenelor de repere

Capitolul IV

Conceperea si dezvoltarea temei propuse

4.1.Actionarea sistemelor de prehensiune

4.1.1. Generalități

Motoarele de acționare a sistemelor de prehensiune trebuie sǎ rǎspundǎ principalelor sarcini care-i revin unui asemenea sistem, ca de exemplu: asigurarea unei forțe de strângere suficiente, precizie, fiabilitate, flexibilitate și complianțǎ etc. În funcție de natura energiei utilizate pentru acționare, motoarele pot fi electrice, hidraulice, pneumatice sau de tip neconvențional.

Motoarele electrice sunt des utilizate la construcția sistemelor de prehensiune datoritǎ simplitǎții comenzii acestora. Motoarele hidraulice, liniare sau rotative, sunt folosite în aplicațiile care presupun forțe mari de strângere, în timp ce acționarea pneumaticǎ este utilizatǎ pentru aplicațiile la care forțele necesare au valori mai reduse, complianța fiind însă o caracteristică importantă. În figura de mai jos sunt prezentate câteva exemple de sisteme de prehensiune acționate fluidic și electric

Fig. 4.1 Exemple de acționǎri ale sistemelor de prehensiune

a. cu motor fluidic; b. cu membranǎ (pneumatic); c. acționare electromecanicǎ; d. acționare electromagneticǎ [6]

O comparație între diferitele tipuri de energie utilizatǎ pentru acționǎrile industriale este realizatǎ

tabelul 4.1. [10]

*** = foarte bine; ** = bine; * = satifăcător.

4.1.2. Actionarea pneumatica

4.1.2.1. Generalitati

Acest tip de acționare este cel mai des întâlnit la sistemele de prehensiune, fapt datorat avantajelor pe care le prezintǎ:

simplitatea schemelor de comandǎ;

posibilitatea supraîncǎrcǎrii sistemului;

întreținere ușoarǎ;

mediu de lucru nepoluant;

momentele, vitezele și forțele pot fi reglate ușor, cu dispozitive simple;

transmisiile pneumatice permit porniri și opriri dese, cât și schimbări bruște de sens, fără a se produce avarii;

complianțǎ etc

4.1.2.2. Sisteme de prehensiune acționate pneumatic

Firma Festo AG & Co. din Germania este unul dintre cei mai importanți producǎtori de sisteme pneumatice de prehensiune. În cele ce urmeazǎ sunt prezentate câteva asemenea variante constructive de sisteme

Fig. 4.2. Sisteme de prehensiune paralele cu douǎ bacuri [11]

Fig. 4.3 Sisteme de prehensiune paralele cu trei bacuri [11]

Fig.4.4 Sisteme de prehensiune unghiulare [11]

Un motor pneumatic de tip relativ nou este mușchiul pneumatic. Sunt cunoscute câteva construcții de sisteme de prehensiune bazate pe acest motor, douǎ dintre acestea fiind prezentate în figura 4.5 [11]

Fig. 4.5 Sisteme de prehensiune acționate cu mușchi pneumatici [12]

Primul prehensor, dezvoltat de firma Festo și denumit Power Gripper, a pornit de la ideea modului de a apuca cu ciocul al pǎsǎrilor. Ca motor este utilizat un mușchi pneumatic, iar construcția prehensorului este bazatǎ pe lanțurile cinematice Watt. Sistemul are un bun raport forțǎ dezvoltatǎ/greutate proprie, datorat utilizǎrii unui motor ușor (mușchiul pneumatic).

Cel de-al doilea sistem prezentat în figura 4.5. este un prehensor paralel de tip DMSP HGP-SA acționat cu doi mușchi pneumatici. El este destinat funcționǎrii în aplicații de tip pick and place, în medii cu un conținut ridicat de praf.

4.2. Mușchi pneumatici

Mușchiul pneumatic este definit ca fiind un sistem elastic ce are la bază o membrană contractantă care, sub acționarea aerului comprimat, își mărește diametrul și își micșoreazǎ lungimea inițială. Schema de principiu care descrie modul de acțiune al mușchilor pneumatici este redată mai jos:

Fig. 4.6 Modul de lucru al mușchiului pneumatic [11]

La ora actualǎ, pe piațǎ, mușchiul pneumatic cu cele mai competitive proprietǎți este cel realizat de firma Festo din Germania.

Fig. 4.7 Mușchi pneumatic Festo [11]

Acest tip de mușchi are ca element principal un tub flexibil acoperit cu un înveliș etanș confecționat din fibre inelastice dispuse romboidal, obținându-se astfel o rețea tridimensională. Atunci când mușchiul artificial pneumatic este alimentat cu aer comprimat, aceasta se deformeazǎ, pe direcție longitudinalǎ luând naștere o forță de tragere. Forța dezvoltată de mușchiul pneumatic este dată de ecuația (4.1)[11]:

) (4.1)

unde p este presiunea aerului comprimat, iar d este diametrul interior al mușchiului pneumatic.

Mușchii pneumatici au un comportament asemǎnǎtor unor arcuri mecanice, adicǎ forța inițialǎ dezvoltatǎ este maximǎ, ea scǎzând spre zero pe mǎsurǎ ce deformația crește.

4.2.1.. Proprietățile și caracteristicile mușchilor pneumatici Festo

Structura constructivǎ a mușchilor pneumatici Festo le conferă acestora o serie de proprietăți deosebite și anume :

mușchiul pneumatic poate fi produs într-o gama largă de dimensiuni (lungimi și diametre);

structura acestuia poate fi comparată cu cea a mușchiului uman din punct de vedere al formei, proprietăților și a performanțelor ;

sunt foarte flexibili, iar la atingere au o texturǎ fină;

prezintă siguranță în exploatare;

mișcare silențioasă, lină, de la început până la sfârșitul ciclului de lucru;

fricțiune și histerezis redus;

au un cost redus de producție;

lucrează foarte bine în mediu exploziv sau într-un mediu cu grad ridicât de umiditate

Mușchii pneumatici Festo sunt disponibili în douǎ variante constructive: tip DMSP și, respectiv, MAS. În figura urmǎtoare sunt prezentate ambele variante

Fig4.8 Variante constructive de mușchi pneumatici Festo [11]

Caracteristicile tehnice ale acestui tip de mușchi sunt urmǎtoarele:

diametre exterioare posibile: de 10, 20 sau 40 mm;

lungimea nominală poate fi cuprinsă între 40 – 9000 mm;

forța dezvoltată este cuprinsă între 0 – 6000 N;

comportament dinamic bun;

poziția de asamblare – oricare;

temperatura de lucru acceptată – cuprinsă în intervalul : -5… + 60șC;

rezistență foarte bună la coroziune.

Cursa maximǎ pe care o poate realiza un mușchi pneumatic este de circa 20% din lungimea sa în stare de repaus (neîncǎrcatǎ). În unele aplicații, aceastǎ cursǎ s-ar putea sǎ nu fie suficientǎ, motiv pentru care pot fi folosite diferite soluții de amplificare a deplasǎrilor necesare. În figura 2.9 sunt prezentate variantele legǎrii în serie a mai multor mușchi pneumatici, precum și cea de amplificare a cursei cu ajutorul unor scripeți [12]:

Fig. 4.9 Amplificarea cursei mușchilor pneumatici [12]

În situația în care forța dezvoltatǎ de un singur mușchi pneumatic nu este suficientǎ existǎ soluția amplasǎrii în paralel a mai multor asemenea motoare.

Fig. 4.10 Legarea în paralel a mușchilor pneumatici [12]

4.3.Proiectarea unui sistem de prehensiune actionat de un muschi pneumatic

4.3.1. Principiile și etapele dezvoltării unor noi sisteme de prehensiune

Proiectarea prin analogie reprezintă o metodă de lucru frecvent utilizată pentru generarea unor noi produse și/sau tehnologii. În unele situații, această abordare face apel doar la cunoștințe din domenii apropiate de natura produsului ce urmează a fi conceput, în altele însă, ideile provin din orice domeniu, înrudit sau nu. [14]

Inspirarea în proiectare doar din domenii înrudite poartă numele analogie restrânsă, în timp ce apelarea la modele existente în orice domeniu se numește analogie exhaustivă. În figura 3.1 sunt prezentate cele două tipuri de analogii, tema de cercetare impusă fiind aceea a proiectării unui nou sistem de prehensiune (gripper). Se remarcă faptul că prin abstractizare, problema de rezolvat se poate reduce la cea a realizării unui sistem ce limitează numărul gradelor de libertate ale unui corp, modelele existente putând fi obținute din natură, din tehnică, modă etc [13]

Fig. 4.11 Tipuri de proiectare prin analogie [13]

4.3.2. Varianta propusa de sistem de prehensiune acționata cu ajutorul unui muschi pneumatic

Utilizând mușchiul pneumatic drept element motor și un mecanism de transmitere a puterii bazat pe roți dințate, în cele ce urmeză este propusa pentru studiu o varianta de sistem de prehensiune.

Fig. 4.12. Sistem de prehensiune paralel, asimetric, cu două bacuri mobile

4.3.3. Modelarea structurală, cinematică și statică a sistemului de prehensiune paralel, asimetric, cu două bacuri mobile

În vederea acestei analize, în figura 3.3 sunt prezentate schema structurală și cea bloc a mecanismului obținut prin cuplarea în paralel a angrenajelor ce generează mișcările necesare prehensiunii

Fig. 4.13. Schemele structurală și bloc ale sistemului prehensor [6]

Pe baza celor două tipuri de scheme se vor determina în continuare funcțiile de transmitere ale vitezelor și forțelor generate în sistem.

4.3.3.1. Caracterizarea structurală a mecanismului rezultat

Din cele două scheme ale sistemului analizat rezultă faptul că mecanismul este alcătuit prin conectarea în paralel a două lanțuri cinematice (MI și MII), ramificarea realizându-se la nivelul roții dințate 2. Numărul legăturilor exterioare ale sistemului mecanic studiat este L = 3, adică sunt disponibile trei intrări și ieșiri în/din sistem. În acest caz este vorba despre o intrare în sistem, cuplată la un motor, și de două ieșiri. Intrarea în sistem este legătura exterioară a mecanismului cu un motor (mușchi pneumatic de exemplu) și se caracterizează printr-o viteză (v1) și o forță (F1) care au același sens. Rezultă de aici faptul că puterea de intrare este pozitivă:

N1=N=F1*v1 > 0 (4.1)

Cele două ieșiri din sistem reprezintă legăturile exterioare ale acestuia cu portbacurile prehensorului; se caracterizează prin câte o viteză (v4 și v7) și prin câte o forță (F4 și F7), de sensuri contrare. De aici rezultă faptul că puterile de ieșire sunt negative:

N4=Nu1=F4*v4 < 0 (4.2)

N7=Nu2=F7*v7 < 0 (4.3)

Gradul de mobilitate M al întregului sistem complex se calculează ca fiind:

M=∑Mk-Lc=2-1=1 (4.4)

Concluzii:

din cele L = 3 mișcări exterioare una dintre ele (M = 1) este ependentt (v1), iar celelalte două (L – M = 3 – 1 = 2) sunt dependente (v4 și v7);

din cele L = 3 forțe exterioare una (M = 1) este ependent (F1), iar celelalte două (L – M = 3 – 1 = 2) sunt independente (F4 și F7).

Din punct de vedere calitativ, pentru sistemul complex analizat se pot determina două funcții de transmitere a mișcării:

V4=f(v1) (4.5)

V7=f(v7) (4.6)

și o funcție de transmitere pentru forte

F1=f(F4,F7) (4.7)

4.3.3.2. Determinarea funcțiilor de transmitere pentru viteze

Tabelul 4.1 Caracteristicile componentelor utilizate

Pornind de la valorile de mai sus, în continuare se vor scrie relațiile rapoartelor de transmitere, după cum urmează:

(4.8)

în care cu m s-a notat modulul danturii, cu ωi – viteza unghiulară a roții dințate i, iar cu Ri – raza cercului de divizare a roții dințate i.

(4.9)

(4.10)

(4.11)

iar rapoartele de transmitere i34 și i67 se calculează cu relațiile:

(4.12)

(4.13)

Semnul minus din dreptul liniei de fracție în cazul primelor trei rapoarte de transmitere a fost introdus deoarece la un angrenaj exterior cele două roți se rotesc în sensuri opuse.

Pentru lanțul cinematic MI, raportul de transmitere global este:

(4.14)

iar pentru lanțul cinematic MII raportul de transmitere este:

(4.15)

Cu ajutorul relațiilor anterioare pot fi scrise funcțiile de transmitere ale vitezelor:

(4.13)

(4.14)

În urma analizării ultimelor două relații se desprinde concluzia că, pentru datele de intrare impuse, vitezele de ieșire v4 și v7 sunt egale și orientate în sensuri opuse.

4.3.3.3 Determinarea funcției de transmitere pentru forte

Pentru această analiză vor fi considerate două situații:

A. Frecările sunt neglijate și nu se ține seama de efectele inerțiale ale maselor în mișcare;

B. Frecările nu sunt neglijate și nu se ține seama de efectele inerțiale ale maselor în mișcare.

În primul caz, relația de echilibru a puterilor este:

(4.15)

de unde:

(4.16)

Având în vedere faptul că F4și F7 au orientări opuse, rezultă faptul că în modul, F1 se calculează ca fiind suma celor două forțe.

În cazul în care frecările nu sunt neglijate, pentru determinarea funcției de transmitere a forțelor, în calcule intervin și randamentele fiecărui angrenaj în parte. Pentru aceasta, în continuare, se va considera că randamentul unui angrenaj roată – roată este de 0,95, iar cel pentru un angrenaj roată dințată – cremalieră este de 0,97 [6]. Avem deci:

Randamentul unui agregat mixt exprimat în funcție de coeficientul de repartiție la ieșire β se calculează cu următoarea relație [6]:

(4.17)

unde cu n s-a notat numărul de angrenaje aparținătoare unei ramuri a întregului agregat.

Aplicând această relație pentru cazul concret analizat se poate scrie:

(4.18)

Ținând cont de valorile randamentelor fiecărui angrenaj, impuse mai sus, pentru cele două lanțuri cinematice MI și MII, randamentele globale sunt:

Cu aceste valori se determină randamentul angrenajului ca fiind η = 0,8709.

Determinarea randamentului agregatului mixt analizat se poate realiza și pe cale matriceală [6]. Astfel, unei scheme omogene-asociate îi corespunde un tablou care conține coeficienții de repartiție pe ramuri și randamentele parțiale ordonate în conformitate cu modul de legare a lanțurilor cinematice componente. Acest tablou poartă numele de matrice asociată și, pentru agregatul studiat se prezintă sub forma:

(4.19)

Numărul liniilor matricei corespunde numărului ramurilor agregatului, în timp ce numărul coloanelor este egal cu numărul maxim al angrenajelor aflate pe ramuri + 1. A rezultat astfel o matrice de tip 2 x 5.

Randamentul agregatului se va calcula în acest caz cu relația [4.20]:

(4.20)

în care au fost introduși doi operatori, după cum urmează:

operatorul produs dupa linie:

(4.21)

operatorul suma dupa coloana ∑c:

(4.22)

Pentru agregatul analizat se va calcula randamentul parcurgând următorii pași:

Cunoscând mărimea randamentului, pentru determinarea funcției de transmitere a forțelor se pornește de la relația:

(5.23)

4.3.3.4 Determinarea forțelor de prehensiune

Pentru dimensionarea sistemului de prehensiune acționat cu ajutorul mușchilor pneumatici, în continuare se vor impune următoarele date de intrare: masa obiectului: m = 0,7 kg; accelerația mișcării efectuate de sistemul prehensor + obiect: a = 5 m/s2; accelerația gravitațională: g = 9.81 m/s2; accelerația de oprire de urgență (decelerație): aS = 10 m/s2; coeficientul de frecare: μ = 0,2; coeficientul de siguranță: S = 2,5.

Forța necesară prehensiunii pentru diferitele faze ale operațiunii de manipulare se calculează cu ajutorul următoarelor relații:

Forța de prehensiune pentru faza de ridicare a obiectului:

Forța de prehensiune pentru faza de deplasare laterală:

Forța de prehensiune pentru faza de oprire de urgență:

Selectarea motorului care va genera forța de prehensiune (mușchiul pneumatic) se va realiza în funcție de forța maximă calculată mai sus, adică 86,67 N. Cum toate variantele de sisteme de prehensiune propuse au două bacuri, forța care va trebui generată de mușchiul pneumatic va fi dublă, de minimum 173,34 N (fără a lua în calcul randamentele lanțurilor cinematice).

4.3.3.5 Alegerea mușchiului pneumatic

Pentru mușchiul pneumatic ales cu ajutorul programului MuscleSIM (MAS-10-45N-AA-MC-O-ER-EG), diagrama caracteristică a forțelor este prezentată în figura 3.4.

Fig. 4.14 Caracteristica forță – contracție a mușchiului pneumatic MAS-10-45N-AA-MC-O-ER-EG pentru trei niveluri ale presiunii aerului [6]

Pornind de la graficul din figura de mai sus, pentru mușchiul pneumatic ales, la o presiune de 6 bar, forța maximă dezvoltată este de 522,5 N. Cum forța necesară a fi obținută la nivelul bacurilor, calculată mai sus, este de 173,34 N, în situația unui raport de transmitere al forțelor de 1:1, rezultă faptul că zona de utilizare a mușchiului pneumatic este cea hașurată în figura 5.4. [6]

4.3.3.6. Modelul constructiv și funcțional ale sistemului de prehensiune paralel, asimetric, cu două bacuri mobile

La această variantă constructivă mușchiul pneumatic este amplasat asimetric, astfel încât structura metalică a sistemului de prehensiune să poată adăposti și regulatorul proporțional de presiune care comandă mișcarea motorului. În figura 3.4. se poate observa amplasarea componentelor utilizate.

Dimensiunea maximă a obiectului care poate fi apucat este de 52 mm. Conform graficului din Fig. 5.18, pentru o cursă de 4 mm a mușchiului pneumatic, la o presiune a aerului comprimat de 6 bar, forța dezvoltată de mușchi va fi de 207 N. Cunoscut fiind faptul că pentru cazul în care frecările nu sunt neglijate, funcția de transmitere pentru forțe este:

Din calculele făcute în capitolele anterioare au rezultat randamentele lanțurilor cinematice care compun sistemul de prehensiune analizat, după cum urmează:

Rezultă așadar faptul că forțele F4 și F7 nu sunt egale, ele aflându-se într-o relație de forma:

Cum cele două forțe au sensuri opuse, din relațiile de mai sus se pot determina valorile lor:

Masa obiectului ce poate fi apucat și deplasat în condiții de siguranța este, în acest caz:

Din calculele efectuate mai sus rezultă faptul că printr-o contracție a mușchiului pneumatic cu 4 mm, în sistemul de prehensiune se dezvoltă forțe capabile să susțină și să deplaseze un obiect cu o masă de 0,728 kg.

4.4. Analiza datelor initiale

Piese de realizat este o roată dințată cilindrică cu dinți drepți, cu următoarele caracteristici de bază:

numărul de dinți : z = 30

modulul : mn = 1

cremaliera de referință : 20° – 1.0 – 0.25

clasa de precizie și joc : 7JC

diametrul de divizare : Dd = 30 mm

Materialul piesei este un oțel aliat 18MoCrNi13 a cărui compoziție chimică este STAS SR EN 10027 – 2006. Oțelul este supus unui tratament termic de călire + revenire înaltă (îmbunătățire )

Piesa va fi prelucrată prin strunjire de degroșare și finisare, danturare si rectificare

4.4.1. Caracterizarea materialului și alegerea semifabricatului

4.4.1.2. Caracterizarea materialului

Materialul din care va fi confectionată roata dințată este oțel aliat 18MoCrNi13.

Compoziția chimică a materialului este conform STAS SR EN 10027 – 2006

Tabel 4.1.

Caracteristicile mecanice ale materialului 12MoCrNi13 sunt conform STAS SR EN 10027-2006 și indicate în tabelul 2.2.

Tabelul 4.2.

Tratamentul termic la care este supus materialul este de călire – revenire

4.4.1.3. Alegerea semifabricatului

La alegerea semifabricatului se iau în considerație factorii constructivi, tehnologici și economici. Se urmărește apropierea cât mai mult a formei și dimensiunilor semifabricatului de forma și dimensiunile piesei finite. Prin aceasta se asigură scăderea costului și îmbunătățirea calității pieselor.

În cazuri obișnuite, costul prelucrărilor mecanice este mai mare decât cel al eventualelor modificări ce trebuiesc aduse proceselor tehnologice de execuție a semifabricatelor în vederea reducerii adaosurilor de prelucrare.

Totodată, din punct de vedere calitativ, prin prelucrări mecanice minime se asigură calități fizico – mecanice ridicate ale pieselor finite (fibraj corect la piesele forjate).

În conformitate cu cele arătate mai sus se optează pentru un semifabricat forjat de tip „inel lărgit pe dorn”, semifabricat ce are forma și dimensiunile conform STAS 2171/2-84, prezentat în figura 2.1.

Fig. 4.1. Alegerea semifabricatului

Dimensiunile semifabricatului prezintă față de dimensiunile piesei finite, adaosuri și abateri limită. Aceste abateri și adaosuri sunte prezentate in tabelul 4.3.

Tab . 4.3.

4.4.1.3. Stabilirea succesiunii operațiilor tehnologice

Stabilirea succesiunii operațiilor se face cu ajutorul unei metodologii prezentată în continuare. Un prim pas este determinarea procedeului final de prelucrare care asigura precizia prescrisă suprafeței respective.

Prelucrările suprafețelor piesei trebuie să se desfășoare în ordinea: prelucrări de degroșare → prelucrări de finisare → prelucrări de mare finețe.

În cadrul prelucrării unei piese se pot utiliza mai multe variante de procese tehnologice, ținându-se însă seama de unele considerații cu caracter general:

alegerea semifabricatului cu forma și dimensiunile cat mai aproape de cele cerute pentru piesa finită;

la primele operații trebuie să se prelucreze acele suprafețe care în operația următoare vor servi drept baze tehnologice;

succesiunea operațiilor trebuie să fie stabilită în funcție de necesitatea de a schimba cât mai putin baza de așezare în decursul procesului tehnologic;

operațiile de degroșare se efectuează la începutul procesului tehnologic;

suprafețele cu rugozitate și precizie ridicată se finisează la ultimele operații de prelucrare, pentru a evita deteriorarea lor în cursul altor prelucrări sau al transportului piesei de la un loc de muncă la altul;

suprafețele pentru care se impun condiții severe de precizie a poziției reciproce se prelucrează în aceeași orientare și fixare a presei;

succesiunea operațiilor de prelucrare trebuie astfel stabilită încât să se mențină, pe cât posibil, aceleași baze tehnologice;

în cazul prelucrării pe linii tehnologice în flux, volumul de lucrări afectat fiecărei operații trebuie corelat în ritmul mediu al liniei.

Tabelul 4.4. reprezintă toate suprafețele prelucrate ale piesei

Tab. 4.4.

4.4.1.3. Stabilirea succesiunii așezărilor și fazelor pentru operațiile de prelucrare mecanică

Succesiunea așezărilor și fazelor sunt prezentate în tabelul 4.5.

Tab. 4.5.

4.4.1.4. Determinarea adaosurilor de prelucrare

Adaosul de prelucrare Ap este stratul de metal, măsurat normal pe suprafata piesei, ce se îndepărtează la prelucrarea semifabricatului.

Adaosul de prelucrarecorect trebuie să asigure stabilitatea procesului de prelucrare, calitatea ridicată a producției și costul minim.

La stabilirea adaosurilor de prelucrare se pot folosi normative elaborate pe baza generalizării experienței întreprinderilor. Normativele tin seama de unii parametrii ce caracterizează piesa prelucrată și condițiile de prelucrare (dimensiune, material, tip de producție, etc). Ele permit stabilirea rapidă, pe baza unei soluții unice, a adaosurilor de prelucrare.

O altă metodă de determinare a adaosurilor de prelucrare este metoda analitică de calcul. Necesită un volum mare de calcul, putând fi aplicată economic în cazul producției de masă sau de mare serie.

În cazul de față la stabilirea adaosurilor de prelucrare se folosesc tabele din cărți de specialitate.

Adaosurile de prelucrare și dimensiunile interoperaționale sunt determinate în continuare și prezentate în tabelul 4.6.

Tab. 4.6

unde:

Ap – adaos de prelucrare

Dn,k(dn.k) – diametrul nominal al fazei curente K

Dn,k-1(dn,k-1) – diametrul nominal al fazei precedente K-1

Adaosul de degroșare s-a calculat astfel:

pentru arbori: ad = aSTAS – af

pentru alezaje: Ad = ASTAS – Af

unde:

aSTAS, ASTAS = adaosul de prelucrare total standardizat

af; Af = adaosul de prelucrare la operația de finisare

Observații:

adaosul de prelucrare pentru rectificarea danturii este conform tabel 8,23 din [16]; a=0,18mm

metoda de danturare este frezare cu freză melc modul. Se practică atât o frezare de degroșare cât și una de finisare. Adaosurile de prelucrare pentru operația de danturare sunt:

pentru fiisare conf. Tabel 8.19 din [16], Af=0,5mm

pentru degroșare :

unde: – m – modulul roții dințate

– Af – adaos de finisare

d. adaosul de prelucrare de finisare pentru suprafața exterioară (1) este conform tabel 8.49 din [17]

e. adaosul de prelucrare de finisare pentru suprafața interioară (3) este conform tabel 8.51 din [17]

adaosul de prelucrare de finisare pentru suprafața frontală (4;5) este conform tabel 8.48 din [17]

adaosul de prelucrare de degroșare pentru suprafața (1) este ad = aSTAS – af = 8.2 -2,2 = 6 mm

adaosul de prelucrare de degroșare pentru suprafața (3) este Ad= ASTAS – Af = 4.5 -2,5 = 2 mm

pentru suprafețele frontale (4) și (5) adaosurile de prelucrare de degroșare sunt identice, astfel că:

4.4.1.5. Alegerea SDV – urilor

Pentru o prezentare mai concisă a sculelor așchietoare se va întocmi tabelul 4.7.

Tab. 4.7.

4.4.1.6. Alegerea utilajelor

Pentru fiecare operație de prelucrare se utilizează câte o mașină – unealtă.

Caracteristici ale mașini de danturat roți dințate cilindrice P6-30 Pfauter sunt prezentate în tabelul 4.8

Tab. 4.8.

Raionarea danturii se face cu o mașină de raionat cu caracteristicile date în tabelul 4.9.

Tab. 4.9.

Tab. 4.10.

4.4.1.7. Detrminarea parametrilor operațiilor tehnologice

4.4.1.7.1. Stabilirea regimurilor de așchiere pentru operațiile de strunjire

Parametrii regimurilor de așchiere pentru operațiile de strunjire sunt calculați și prezentați în tabelul 4.11. În cele ce urmează se va prezenta modalitatea de stabilire a regimului de așchiere pentru faza 2.

scula așchietoare este un cutit 20 x 20 dr.STAS 6376 – 80 / P10

adâncimea de așchiere

2t = 2Amax.degroșare = dmax.semif – dmin.finisare

= (36+3)-(304,2-0,080) = 144-131,12 = 18,88 mm

Întrucât adâncimea calculată repezintă valoarea maximă probabilă, se adoptă prin rotunjire t = 10 mm

Avansul

Se alege din tabelul 9.1 din [1] în funcție de materialul prelucrat, de diametrul piesei, de sculă și de adâncimea de așchiere, avansul:

S = 0,6……..0,8 mm / rot

Se adoptă S = 0,7 mm / rot

Din caracteristicile mașinii-unelte SN 400×1500 se alege avansul imediat inferior : Sr = 0,64 mm/rot

Durabilitatea economică și uzura admisă a sculei așchietoare se aleg în funcție de secțiunea cuțitului și carbura utilizată din tabelele 9.10 și 9.11 din [1]:

Tec = 90 min hg = 0,6 mm

Viteza de așchiere și turația piesei

Din tabelul 9.15 din [1] se alege: v = 125 m/min

Pentru oțel forjat în matriță se corectează viteza în același tabel, cu k1 = 0,85, iar din tabelul 9.40 se corectează viteza de așchiere cu k2 = 0,97 (in funcție de secțiunea transversală a cuțitului); cu k3 = 0,86 (în funcție de unghiul H = 75ș). Alt coeficient de corecție al vitezei este k4 = 0,45 (în funcție de rezistența oțelului) conform tabelului 9.15.

Viteza de așchiere corectată va fi:

vc = 125 x 0,85 x 0,97 x 0,86 x 0,45 = 39,88 m/min

Turația

Verificarea puterii motorului electric:

Din tabelul 9.15 din[1] se alege: Pz = 538 daN

Din același tabel în funcție de rezistența oțelului se alege coeficientul de corecție Kp = 1,43

Astfel, PZr = PZ x Kp = 538 x 1,43 = 769,34 daN

Puterea reală:

Puterea motorului electric al mașinii – unelte SN 400×1500 este NME = 7,5kw

Deci, Nr < NME, rezultă că prelucrarea de la faza 2 se poate executa pe SN 400×1500.

4.4.1.7.2. Stabilirea regimurilor de așchiere pentru operația de danturare.

Parametrii regimurilor de așchiere pentru frezarea danturii sunt calculați și prezentață în tabelul 4.12. Se va face un exemplu de calcul pentru faza 18.

Alegerea mașinii – unelte

Mașina – unealtă se alege din tabelul 19.1 din [18] pentru modulul m =1 grupa a II-a de mașini.

Alegerea sculei așchietoare

Conform STAS 3092/2 – 84 scula așchietoare este o freză melc modul cu un început, cu diametrul exterior de 52 mm, m=1, din oțel rapid, cu un început și lungime L = 100 mm.

Stabilirea adâncimii de așchiere

Conform capitolului V al lucrării, t = 6,49 mm

Stabilirea avansului axial

Din tabelul 19.10 din [18] se alege avansul axial Sa la frezarea de degroșare a roții dințate cilindrice cu freză melc modul din oțel rapid în funcție de materialul roții de prelucrat, de grupa mașinii și modul: Sa = 1,5…..2,0 mm/rot

Această valoare va fi corectată cu următorii coeficienți de corecție:

coeficientul de corecție funcție de proprietățile mecanice ale materialului prelucrat; conform tabel 19.13 din [18] Kms = 0,7

coeficientul de corecție funcție de numărul de începuturi ale frezei; conform tabel 19.14 din [18] Kks = 1,0

coeficientul de corecție funcție de unghiul de înclinare al danturii; conform tabel 19.12 din [18] Kβs = 1,0

Sax = Sa x Kms x Kks x Kβs = 1,8 x 0,7 = 1,26 mm/rot

Avansul axial pentru mașina – unealtă P6-30 Pfauter se reglează continuu astfel că: Saxr = 1,2 mm/rot

Calculul vitezei de așchiere

Din tabelul 19.19 din [18] se alege formula de calcul pentru viteză:

unde:

T = durabilitatea sculei. Se alege din tabelul 19.20 din [5]

T = 360 min

S = avansul [mm/rot]

Astfel că:

Coeficienții de corecție ai vitezei sunt:

funcție de duritatea materialului, conform tabel 19.21 din [18]: Kmv = 1,0;

funcție de înclinarea danturii, conform tabel 19.22 din [18] : Kβv = 1,0;

funcție de numărul de începuturi, conform tabel 19.23 din [18]: Kkv = 1,0

funcție de deplasarea Ghifting, conform tabel 19.24 din [18]: Kwv = 1,0;

vc = v x Kmv x Kβv x Kkv x Kwv = 39,84 m/min

Calculul turației axului principal

, unde: Df – diametrul frezei

Conform caracteristicilor mașinii – unelte se alege turația cea mai apropiată inferioară a axului principal: nr = 126 rot/min

Viteza de așchiere recalculată este:

Calculul puterii

N = CN x 10-3 x SYn x mxn x DfμN x vr x KN [kw] unde:

S = avansul [mm/rot]

M = modulul [mm]

Df = diametrul frezei [mm]

vr = viteza de așchiere recalculată [m/min]

KN = coeficient de corecție al puterii

CN = caoeficient care ține cont de materialul prelucrat

Din tabelul 19.25 din [18] se aleg.

CN = 124; YN = 0,9; XN = 1,8; μN = -1

Conform tabelelor 19.21…..19.24: KN = 1,0

Puterea motorului electric din grupa II de mașini este NME = 3…..4 kw, astfel că N < NME. Rezultă că prelucrarea de degroșare a roții dințate se poate realiza pe mașina – unealtă: P6-30 Pfauter.

7.5. Stabilirea parametrilor de regim la tratamentele termice

7.5.1 Determinarea parametrilor de regim la tratamentul de călire.

determinarea temperaturii de tratament , tt.

tt = t călire. Conform STAS 791-88 pentru materialul 18MoCrNi13, t călire = 850 – 880șC

Se adoptă tc = 850șC

Alegerea utilajului de încălzire

tm = tt + [ 20 – 40șC]; tm = temperatura de mediu.

Se alege un cuptor cu flacără de gaze și tuburi radiante. Tm = 850 + 30 = 880șC

Din [8] se alege un cuptor cu tc min = 750șC și tc max = 950șC

Determinarea valorii criteriului Biot.

, unde:

α = coeficient global de transfer de căldură

; k – coeficient ce ține seama de tipul cuptorului.

Deci,

R – caracteristica dimensională a piesei:

λ – conductibilitatea termică; λ = 66 – 29,42 + 8 Σ2 Kcal/m·h·grad

unde:

Σ – suma procentuală a elementelor de aliere

λ = 44,6 – 0,0169 · t Kcal/ m·h·grad

Să vedem până la ce temperatură piesa se comportă ca o piesă subțire:

Bi ≤ 0,25

Deci: pentru t Є ( 0 – 285 )°C – piesa de tip subțire (τis)

t Є ( 285 – 880 )°C – piesa de tip masiv (τ2g)

Pornind de la ecuația:

α · F ( tm – t ) · d τ = -m · c · dt

se determină timpul de încălzire pentru fiecare caz în parte:

Piesă tip subțire: τ îs = 0,125 · h ≈ 7,5 min

Piesă tip gros: τ îg = 33 min

Determinarea timpului de menținere, τ m

τ m = τ eg + τ transf.structurală ; unde:

1. τ eg – timp de egalizare ; τ eg = F0 eg · R2 / a [h] conform [9] pagina 19.

F0 eg = kf · kΔT; kf – coeficient de formă; kf = f ( formă, D/2) = 0,80; kΔT – coeficient de uniformizare a temperaturii; kΔT = 0,32 conform [9] pagina 20 tabelul 1.6.

F0 eg = 0,80 x 0,32 = 0,256

τ transf.structurală

= 0 după unii autori

= câteva secunde după alții

Determinarea vitezei de răcire, vr și stabilirea mediului de răcire

se face pe baza diagramei timp – temperatură – transformare

Mediul de răcire este ulei.

7.5.2 Determinarea parametrilor de regim la tratamentul termic de revenire înaltă.

Determinarea temperaturii de tratament termic.

Conform STAS 791-88 pentru materialul 18 MoCr Ni 13 temperatura necesara efectuarii tratamentului termic este de 450-650° C. Se adopta tt =550șC.

alegerea utilajului de incalzire .

Se alege un cuptor cu flacara de gaze si tuburi radiante .

tm = tt +(20…60°C ) = 550+30 =580șC

Tm =tm + 273 = 580+273=823°C

stabilirea timpului de incalzire τî.

unde :

-m = masa corpului [kg]

-c =0,11+08*10-5 t ,conform [8]

-F suprafata de schimb de caldura.

tm=tc=580°C; t0=20șC; ts=550șC

durata de mentinere ,τm.

PHj=T(c+lg τm ), unde :

T= temperatura de tratament [k];

c = constanta dependenta de procentul de carbon; c ≈18.

PHj- se stabileste in functie de compozitia chimica si caracteristicile mecanice obtinute.

PHj =823 (18+lnτm) astfel τm=2,4 h.

se recomanda o racire in aer (racire lenta) .

Capitolul ..

Lean Manufacturing

Principii Lean

Lean definește valoarea ca „ceea ce clientul este dispus să plătească”. De aceea, procesele interne trebuie analizate din punctul de vedere al valorii adăugate și al pierderilor – respectiv al acelor acțiuni și decizii care fie adaugă valoare pentru client, fie mărește costul de producție. Iar consecința logică este că îmbunătățirea performanțelor vine fie din maximizarea efectelor proceselor care adaugă valoare, fie din minimizarea celor ale proceselor care determină pierderi, fie prin acțiunea concomitentă a ambelor categorii de procese.

Pierderile au fost grupate inițial în 7 categorii:

1.      Supraproducția: fabricația de produse înainte de a fi cerute de client (pe stoc) sau procesarea de informații care nu sînt necesare (de ex. produse și formulare sau date care nu au fost cerute sau nu sînt analizate de nimeni);

2.      Timp pierdut pentru a aștepta ceva: lipsa unor scule, materiale, informații la momentul necesare sau așteptarea pentru prelucrarea unui lot mare din care clientul cere doar două produse;

3.       Transport inutil: mutări / transferări inutile ale produsului, persoanei sau a informației în sau din magazii sau între procese, pe distanțe prea lungi;

4.       Procesare inutilă: a produce un anumit nivel de calitate cu mai multe operații decît sînt necesare pentru a îndeplini cerințele clientului, utilizarea de echipamente sau scule sofisticate cînd cele simple ar fi fost suficiente, a prelucra informații într-un mod mai complicat decât cel uzual, a avea ședințe mai lungi cu personalul decât durata programată;

5.       Stocuri inutile: menținerea stocurilor materiale, producție neterminată sau produse finite la un nivel în exces, pentru a compensa greșelile de execuție sau alte pierderi din timpul proceselor; neutilizarea întregii capacității productive a personalului, creativitatea și puterea de gândire;

6.       Mișcări inutile: apar cînd nu există preocupări pentru ergonomie – mișcări suplimentare pentru a pune / lua un obiect în / din spațiul de lucru (banc sau birou de lucru) sau neglijență în realizarea succesiunii de mișcări pentru realizarea unei operații;

7.        Defecte, Corecții, Reparații sau Reprelucrare: Orice activitate de corectare a greșelilor de proiectare sau execuție detectate după producerea lor.

Pedepsirea vinovatului nu este modalitatea de rezolvare a pierderilor recomandată de Lean Manufacturing. Odată observate, pierderile sunt un potențial de îmbunătățire! Iar analiza cauzelor poate atrage personalul organizației pentru a furniza mai multă ‘valoare pentru client’!

Principiile Lean

Abordarea Lean Manufacturing, așa cum a fost descrisă de James P. Womack și Daniel T. Jones pentru a ghida managerii în demersul lor de introducere a principiilor Lean în producție, în “Lean Thinking: Banish Waste and Create Wealth in Your Corporation”, carte apărută în SUA în 2003, înseamnă un proces de gândire și acțiune în 5 pași, respectiv:

1.      Specificarea valorii pentru fiecare familie de produse, din punctul de vedere al clientului final

2.      Identificarea tuturor activităților componente în cadrul fluxului de valoarepentru fiecare familie de produse, eliminând pe cât posibil acele activități generatoare de pierderi

3.      Ordonarea activităților creatoare de valoare într-o succesiune (flux) de pași clar identificați, astfel încât produsul să ajungă la clientul final parcurgând un flux  cât mai continuu, fără multe întreruperi, opriri și așteptări intermediare

4.      O dată ce fluxul de valoare a fost stabilit și introdus, orice client intern sau extern poate aplica sistemul de tip „pull” pentru „a trage” produsul din amonte, pe fluxul de producție

5.      După ce valoarea a fost specificată, activitățile creatoare de valoare identificate, cele generatoare de pierderi eliminate, fluxul de valoare stabilit și introdus, se poate trece la operaționalizarea procesului și la perfecționarea lui, până când se atinge un nivel optim, în care valoarea adăugată este maximă și majoritatea pierderilor eliminate.

Instrumente Lean

Lean este un sistem de management, o filozofie sau un set de instrumente, în funcție de amploarea, strategia și nivelul de dezvoltare al organizației și culturii în care se aplică.

Dacă este vorba de un sistem de management, înseamnă că organizația a ajuns la nivelul de maturitate la care îmbunătățirea continuă a devenit deja parte a culturii organizaționale, clienții sînt cunoscuți și implicați în stabilirea valorii, toți fiind implicați în identificarea și rezolvarea problemelor, pentru a elimina non-valoarea. Iar soluțiile provin din cunoașterea și aplicarea instrumentelor specifice Lean. În acest fel rezultatele obținute sînt sustenabile pe termen lung și pierderile nu reapar imediat după finalizarea aplicării unei soluții de îmbunătățire.

Dar dacă Lean este considerat doar un set de instrumente, fără ca sistemul să fie pregătit să acționeze ca un întreg în spiritul filozofiei Lean, atunci îmbunătățirile obținute trăiesc doar „o vară”, pentru că imediat ce dispar din conul de lumină creat de interesul și entuziasmul celor implicați, situația revine inițial la stadiul inițial, de dinainte de începerea schimbărilor.

Eliminarea sau reducerea pierderilor se face în mod specific și este nevoie de alegerea instrumentului potrivit la locul specific și la momentul adecvat. Niciun instrument Lean nu este general valabil, general aplicabil și general avantajos la nivelul întregii organizații, indiferent de procese și de domeniul de activitate. Astfel, instrumentele Lean nu se pot implementa decît după ce s-au parcurs cîteva etape preliminare esențiale pentru succesul acestora pe termen lung – etape specifice ciclului de rezolvare a problemelor și ciclului PDCA. De obicei se pornește de la analiza fluxului de valoare și se aplică o metodologie de rezolvare a problemelor, după ce s-au stabilit indicatori relevanți pentru a monitoriza progresul schimbărilor necesare și obiective clare de atins, dar anterior trebuie să fi fost create condițiile pentru ca rezultatele îmbunătățite să devină ireversibile.

Trebuie menționat că toate instrumente Lean au apărut ca urmare a soluțiilor practice găsite de anumite persoane în anumite situații și în anumite momente. Astfel, empirismul și specificitatea lor le face aproape imposibil de utilizat așa cum au fost descrise de creatorii lor. Mai mult, metode similare au apărut și au fost descrise sub diferite nume, de aceea în literatura de specialitate par să existe foarte multe instrumente, deși adesea este vorba de dezvoltări sau modificări ale unor bune practici întîlnite în mai multe locuri și sub mai multe denumiri. Deci cel care dorește să implementeze un anumit instrument Lean trebuie să-l studieze și apoi să-l adapteze pentru a fi cît mai potrivit pentru situația specifică și obiectivele urmărite. Iată cîteva astfel de instrumente posibil de utilizat după o atentă evaluare a situației inițiale și o corectă adaptare la domeniul anume de activitate:

JIT

Producția Just-in-Time (JIT) este o filozofie de management aplicată pentru a produce în conformitate cu solicitarea clientului, respectiv doar:

Ce este necesar (cerut de client)

Cînd este necesar

Cît este necesar

Livrat unde este necesar

Ca definiție, JIT este un set integrat de activități proiectate să determine producția maximă cu stocuri minime (de materiale, producție neterminată, produse finite), prin eliminarea pierderilor și prin reducerea timpului de livrare a produselor de la un post la altul, fiind necesare procese stabile și controlate, fluxuri de fabricație continuă și un sistemul “tras” (Pull) de producție.

–        One-piece Flow (Single-Piece Flow)
Proces unitar sau– tip de producție care implică procesarea și mișcarea componentelor pe flux de la un post de lucru la următorul, bucată cu bucată. Se poate aplica și în servicii – de exemplu, se poate organiza procesul de tratare a unei cereri de despăgubire de la asigurator, pentru a realiza în flux continuu activitățile necesare de la primirea cererii și pînă la satisfacerea clientului. Situația opusă este producția în loturi, ceea ce înseamnă că pe fluxul de tratare a cererilor, un om execută o anumită operație pentru mai multe cereri, pe care apoi le transmite pe toate la un post următor pe fluxul de proces, unde se execută alte părți ale operațiilor necesare, și așa mai departe. La ieșirea de pe flux, vor fi satisfăcute cererile mai multor clienți, care vor fi așteptat pentru finalizarea întregului lot de cereri, nu numai pentru a lor. Procesul unitar se poate desfășura pe linii de producție sau în celule.

–        Kanban
Control al producției pe flux, prin carduri, semne, containere, cutii, stocuri tampon, … , care declanșează mișcarea pe fluxul de proces în aval a produselor între posturile de lucru.

–        Poka-Yoke (Error Proofing, Mistake Proofing)
Un proces rezistența la eroare implică o metodologie structurată de asigurare a calității și a lipsei de erori în mediul de producție, prin utilizarea de dispozitive și de metode care să nu permită transmiterea pe flux în aval a unor produse defecte sau neconforme. Poka-Yoke este un dispozitiv sau mecanism utilizat pentru a preveni apariția unei erori sau pentru a evidenția imediat producerea a unei erori. De exemplu, la asamblarea mobilierului de tip do-it-yourself, dacă elementele de prindere ar veni în pliculețe ca kit-uri speciale pentru fiecare dintre operațiile de efectuat, nu ar mai trebui identificate de un nespecialist după formă sau număr. De asemenea, toată lumea este familiarizată cu forma porturilor USB, dar cred că nu există mulți care nu au rotit cel puțin o dată cablul pentru a reuși conexiunea. Soluția de tip Poka-Yoke ar fi extrem de simplă și există deja astfel de soluții  (cablurile cu mufe trapezoidale pentru porturile analogice sau micile protuberanțe de pe tastatură).

–        Management vizual
Setul de metode și de mijloace utilizate pentru a ușura realizarea activităților și pentru a evidenția pierderile ce trebuie eliminate. Include prezentarea vizuală a elementelor ce trebuie cunoscute de toată lumea pentru buna desfășurarea a sarcinilor de lucru, dar și mijloace de control vizual, pentru a facilita luarea deciziilor în caz de abatere față de situația normală.

–        5S
5S este o metodologie de organizare, curățenie și disciplină la locul de lucru, cu efecte benefice: creșterea siguranței și a productivității muncii, condiții mai bune de mentenanță, calitate mai bună. Include: 1S (Seiri) Sortare și Filtrare (Organizare), 2S (Seiton) Stabilizare (Ordine), 3S (Seiso) Strălucire (Curățenie), 4S (Seiketsu) Standardizare  (Respectare), 5S (Shitsuke) Susținerea schimbării  (Auto-disciplină).

–        Harta fluxului de valoare – Value Stream Mapping (VSM)
Harta fluxului de valoare și trasarea hărții fluxului de valoare înseamnă reprezentarea grafică a fluxurilor de materiale, oameni și  informații care duc la realizarea unei familii de produse.

–        Reducerea timpului de schimbare de fabricație
Timpul de schimbare de fabricație de la produsul de top „A” la produsul de tip „B” la un anumit post de lucru – intervalul de timp de la ultima piesă bună de tip „A” până la prima piesă bună de tip „B”. Schimbarea de fabricație include mai multe componente: activitățile realizate propriu-zis pe echipamentul de lucru pentru înlocuirea unor dispozitive sau efectuarea unor reglaje, activitățile de pregătire pentru a putea face schimbarea de fabricație, reglajele la nivel de linie de producție. Important de menționat este faptul că sintagma folosită („schimbare de fabricație”) este adesea cauzatoare de neînțelegeri, mai ales pentru cei care nu lucrează în ateliere de producție. Dar și în alte domenii apar situații echivalente cu „schimbarea de fabricație”, cum ar fi: trecerea mașinii personale de la echiparea cu cauciucuri de iarnă la cele de vară, încărcarea-descărcarea avionului care face curse dus-retur in aceeași zi, încărcarea unui fișier de pe desktop pe laptop înainte de a pleca pentru a face o prezentare unui client sau pregătirea unei mape de prezentare înainte de sosirea unui potențial client, reluarea activității la venirea din pauza de masă, etc. 
Important nu este doar să reducem timpul mediu de schimbare de fabricație, dar mai ales să creăm o metodă standardizată stabilă care să minimizeze variabilitatea procesului.
Există mai multe variante de metode de reducere a timpului de schimbare de fabricație. Una din metode este Quick Changeover (QC/O) – schimbarea rapidă de fabricație, care este o metodă tehnică de analiză și reducere sau simplificare a resurselor necesare pentru reglajul echipamentului la schimbarea de fabricație, inclusiv a metodei de înlocuire a matrițelor sau dispozitivelor specifice. Ce mai cunoscută este metoda Single-Minute Exchange of Die (SMED) – schimbarea de fabricație în mai puțin de 10 minute, ceea ce implică o serie de etape de analiză și de metode de îmbunătățire care permit reducerea timpului de schimbare de fabricație sub 10 minute. SMED urmărește deci tot îmbunătățirea timpului de schimbare de fabricație, dar mai mult prin reducerea pierderilor ca urmare mai mult a unor schimbări de natură organizatorică. O altă metodă este One-Touch Exchange of Die (OTED), adică schimbarea de fabricație dintr-o mișcare, care înseamnă găsirea de soluții complexe și revoluționare, care să determine minimizarea timpului de schimbare de fabricație pînă la minimul posibil. Astfel a apărut metoda Zero Changeover, adică zero schimbare de fabricație, care se referă la o durată de schimbare de fabricație sub 3 minute sau egală cu timpul de ciclu al operației de prelucrare realizată e respectivul echipament.

–        Kaizen
Termen japonez pentru „Îmbunătățire continuă prin implicarea tuturor”. Este o metodologie de lucru în echipă pentru rezolvarea sistematică a problemelor și aplicarea de soluții de îmbunătățire. Opusul conceptului Kaizen este Kaikaku, adică îmbunătățirea radicală / reforma complexă care afectează major fluxul de valoare. O altă metodă venită tot din Japonia este Yokoten, care permite aplicarea Kaizen pentru a copia, extinde sau generaliza anumite bune practici din alte domenii de activitate.

–        Heijunka
Este o metodologie tradițională de planificare a producției pentru un mix repetitiv de produse sau pentru o familie de produse, urmărind nivelarea încărcării postului/liniei de producției. Cutia Heijunka este un dispozitiv (raft, cutie, panou, etc.) utilizat pentru a nivela producția, ca volum și varietate de tipuri de produse pe o anumită perioadă specificată de timp. Se utilizează ca mijloc de control vizual al producției, folosind locații pentru kanban-uri corespunzătoare comenzilor clienților.

Bibliografie

1 http://pl.machine-controller.com/Robot-control-system_c4

2 https://www.google.ro/search?q=PREHENSOR+RADIAL&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiynMDRoLvUAhUG0RQKHV7yABYQ_AUICigB&biw=1366&bih=613#tbm=isch&q=prehensoare+naturale

3. http://www.zalkincapping.com/products/screw-type-tangential-infeed-bottle-capper-cast-series/

4. https://www.google.ro/search?q=prehensoare+paralele&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwisq5TSp7vUAhWGXRQKHWdlCUQQ_AUICigB&biw=1366&bih=613

5. http://robotiq.com/products/adaptive-robot-gripper/

6. Cercetări privind sistemele de prehensiune ale roboților industriali acționate cu ajutorul mușchilor pneumatici

7. http://www.uh.edu/engines/epi1616.htm

8.https://www.google.ro/search?q=regulatorul+automat+de+vitez%C4%83+centrifugal&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjhuZierrvUAhWJNhoKHSBA2YQ_AUICigB&biw=1366&bih=613#tbm=isch&q=regulatorul+automat+de+vitez%C4%83+centrifugal+james+watt

9. http://economie.hotnews.ro/stiri-companii-21102955-vanzarile-roboti-industriali-atins-nivel-record-cre-sunt-tarile-cumpara-cel-mai-mult-angajatii-nu-trebuie-inca-teama.htm

10. Deaconescu, A., Deaconescu Tudor – Contribution to the Behavioural Study of Pneumatically Actuated Artificial Muscles. 6th International Conference of DAAAM Baltic Industrial Engineering, Tallinn, Estonia 2008, Vol. 1 pag. 215-220.

11. https://www.festo.com/cms/ro_ro/index.htm

12. Petre, I. – Cercetări privind echipamentele de reabilitare a articulațiilor portante acționate cu ajutorul mușchilor pneumatici. Tezǎ de doctorat. Universitatea Transilvania din Brașov, 2012.

13. Negrea D., Deaconescu T., Deaconescu A. – Principles and Stages of New Gripper Systems 14.Development. International Conference on Economic Engineering and Manufacturing Systems, ICEEMS 2013, Brașov, Revista RECENT Vol. 14(2013),

Christensen, B.T., Schunn, C.D. – The Relationship of Analogical Distance to Analogical Function and Pre-inventive Structure: The Case of Engineering Design. 2007, Memory & Cognition

15. https://www.digitaltwin.ro/comunitate/robotii-industriali-vs-masinile-cu-comanda-numerica/16. 16 .A. Vlase ș.a. „ Regimuri de așchiere, adaosuri de prelucrare și norme tehnice de timp”, volumul 2, Editura tehnică, București 1985

1.7. A. Vlase ș.a. „ Regimuri de așchiere, adaosuri de prelucrare și norme tehnice de timp”, volumul 1, Editura tehnică, București 1985

18. C.Picoș ș.a. „ Proiectarea tehnologiei de prelucrearre mecanica prin așchiere”, Editura Universitas, Chișinău 1992

19.A. Vlase ș.a. „ Regimuri de așchiere, adaosuri de prelucrare și norme tehnice de timp”, volumul 2, Editura tehnică, București 1985

20.C.Picoș ș.a. „ Normarea tehnică pentru prelucrări prin așchiere” volumul 1, Editura Tehnică, București 1982

21.C.Picoș ș.a. „ Normarea tehnică pentru prelucrări prin așchiere” volumul 2, Editura Tehnică, București 1982

22. https://leanromania.wordpress.com/instrumente-lean/bucket-brigades/