DOMENIUL:INGINERIE ȘI MANAGEMENT PROGRAMUL DE STUDIU: INGINERIE ECONOMICĂ în DOMENIUL MECANIC FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT CU FRECVENȚĂ PROIECTAREA SISTEMELOR… [307475]

UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE INGINERIE MANAGERIALĂ ȘI TEHNOLOGICĂ

DOMENIUL:INGINERIE ȘI MANAGEMENT

PROGRAMUL DE STUDIU: INGINERIE ECONOMICĂ în DOMENIUL MECANIC

FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT CU FRECVENȚĂ

PROIECTAREA SISTEMELOR DE PREHENSIUNE LA S.C COMAU ROMÂNIA S.R.L ȘI ELEMENTE DE ANALIZĂ STRUCTURALĂ.

PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE FABRICAȚIE PENTRU REPERUL “NC” ȘI DETERMINAREA COSTURILOR DE FABRICAȚIE

CONDUCĂTORI ȘTIINȚIFICI

prof.dr.ing. [anonimizat].Ciocoiu Doru SC COMAU ROMANIA S.R.L

ABSOLVENT: [anonimizat]

2019

UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE INGINERIE MANAGERIALĂ ȘI TEHNOLOGICĂ

DEPARTAMENTUL INGINERIE SI MANAGEMENT

TEMA_________

Lucrare de finalizare a studiilor a student: [anonimizat]

______________________________________________________________________

1). Tema lucrării de finalizare a studiilor PROIECTAREA SISTEMELOR DE PREHENISULE LA S.C COMAU ROMÂNIA S.R.L ȘI ELEMENTE DE ANALIZĂ STRUCTURALĂ.PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE FABRICAȚIE PENTRU REPERUL NC ȘI DETERMINAREA COSTURILOR DE FABRICATIE

2). Termenul pentru predarea lucrării ______________________________________________

3). Elemente inițiale pentru elaborarea lucrării de finalizare a studiilor __________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

4). Conținutul lucrării de finalizare a studiilor :_______________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

5). Material grafic:________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

6). Locul de documentare pentru elaborarea lucrării:

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

7). Data emiterii temei_____________________________________________________________

[anonimizat]/i științific/i,

Prof.dr.ing. [anonimizat].dr.ing. [anonimizat].Ciocoiu Doru SC COMAU ROMÂNIA S.R.L

Absolvent: [anonimizat]

1.Prezentarea firmei COMAU

2.Metode și mijloace de productie in industria auto

Metode de asamblare a caroseriilor auto

2.2 Clasificarea liniilor de asamblare după metoda de sudură

3.Proiectarea dispozitivului de prehensiune și a liniei de sudură în care se realizează asamblarea planșeului inferior spate al subansamblului de caroserie auto

4.Procedura de elaborare a ansamblului virtual (3D) al dispozitivului de manipulare planșeu inferior la stația de sudură

4.1 Prezentarea componentelor standardizate/tipizate

4.2 Prezentarea din cataloagele electronice a componentelor comerciale

Rezumat

Lucrarea prezintă modul de elaborare al unui ansamblu virtual utilizând programul de proiectare asistată de calculator CATIA și elemente de analiză structurală . S-a ales pentru exemplificare un dispozitiv de manipulare în cadrul Comau România.

Lucrarea este structurată pe 6 capitole în care se prezintă considerații generale asupra firmei SC COMAU ROMÂNIA S.R.L, descrierea componentelor unei caroserii și al unei linii tehnologice pentru sudarea acesteia , modul de elaborare al ansamblului virtual pentru un dispozitiv de manipulare,analiza cu element finit, tehnologia de fabricație al unui reper din cadrul dispozitivului și determinarea costurilor de fabricație pentru reper pe baza normelor de timp calculate la fiecare operație de prelucrare.

1.PREZENTAREA FIRMEI COMAU

Comau (Consorzio Macchine Utensili) este o companie italiană cu sediul in Torino, Italia și face parte din grupul producătorului de automobile Fiat Chrysler Automobiles. Comau este o companie lider în domeniul automotive, principalul domeniu de activitate fiind proiectarea liniilor de asamblare a caroseriilor auto în vederea sudurii, cu o rețea de 32 de centre operaționale, 14 fabrici de producție și 5 centre de inovare la nivel mondial numărul total al angajaților fiind de 9000.

Figura 1.1 Locații Comau la nivel global

Comau dezvoltă sisteme, produse și servicii, portofoliul complet cuprinde: soluții de asamblare și prelucrare a vehiculelor tradiționale și electrice, sisteme de producție robotizate, o familie completă de roboți de mici și mari dimensiuni cu configurații extinse de gamă și sarcină utilă, logistică autonomă și servicii de optimizare, monitorizarea timpului și capacitățile de control. Oferta se extinde de asemenea la managementul de proiect și consultanță, întreținere și instruire pentru o gamă largă de segmente industriale.

În anul 1992, Comau și-a deschis pentru prima dată porțtile în Oradea ,principalul domeniu de activitate fiind proiectarea și simularea liniilor de asamblare al caroseriilor auto, în cadrul liniilor intră stații de sudură, dispozitive de manipulare a tablei,sisteme de transfer automatizate,containere de depozitare ale subasnamblelor de tablă,conveyoare și furnizează echipamente atât pentru piața europeană cât și pentru America de Sud și SUA

Până în anul 2012 Comau România producea în două puncte de lucru, unul în Ioșia iar altul într-o hală mai mică langă care a fost construită cea nouă unde pană în prezent Comau Romania își desfășoară activitatea.

Softuri de proiectare asistată de calculator utilizate în cadrul S.C COMAU ROMÂNIA S.R.L

NX

CATIA V5

FIDES

AutoCad

SolidWork

2.Metode și mijloace de producție la S.C COMAU ROMÂNIA

Figura 2.1 Sistemul de coordonate al mașinii

Sistemul de coordonate al mașinii este localizat în mijlocul axei roților din față iar originea caroseriei este prestabilită de fiecare producător.

O mare parte dintre componentele caroseriei sunt simetrice față de planul XZ datortiă formei constructive a mașinii . Partea dreaptă a caroseriei este ce-a pe care valorile lui Y sunt pozitive.

Caroseria mașinii este compusă din mai multe table ambutisate, asamblate între ele, care formează diferite subansamble iar într-un final formează caroseria auto.

Figura 2.2 Subansamblele caroseriei auto

În figura 2.2, încercuit se evidențiază subansamblele planșeu inferior spate și tot planșeul inferior care formează șasiul pentru care se va prezenta linia de asamblare și procedura de elaborare a dispozitivul de manipulare și elemente de analiză structurală cu element finit.

Metode de asamblare a caroseriei auto la S.C COMAU ROMÂNIA S.R.L

sudură

cu arc MIG/MAG;

Figura 2.3 Sudură în linie (MIG-MG)

în puncte;

Figura 2.4 Cleste de sudură în puncte

-sudură cu laser;

Figua 2.5 Sudură laser

b) nituire – nituirea este asamblarea nedemontabilă.Se face cu ajutorul unui corp cilindric, cu un cap cilindric bombat care se numește nit. La caroserii se folosesc nituri tubulare, dimensiuni mici, asamblarea se face automatizat s-au mecanizat. Nituirea se realizează la rece datorită dimensiunilor mici.

Figura 2.6 Nituirea tablelor

c) falțuire – Se utilizează la asamblarea elementelor de caroserie pentru obținerea unor muchii rotunjite, atât din punct de vedere al siguranței cât și din punct de vedere estetic. Tabla se deformează fie prin presare fie prin roluire.

Figura 2.7 Clește de falțuit tablă

Clasificarea liniilor de asamblare după metoda de sudură:

O linie tehnologică este formată din mai multe zone s-au stații de sudură ,stațiile având la rândul lor diferite subansamble. Pe o singură stație de fabricație se poate realiza un singur produs de exemplu asamblarea subansamblului șasiu (planșeu inferior).

a) Linie de sudură robotizată:

Dispozitivele sunt automatizate fiind acționate electric sau pneumatic. La acest tip de linii, transferul între stațiile de lucru este automatizat.

Figura.2.8 Linie de sudură robotizată

Linie de sudură manuală:

Au în componență dispozitive semi-automatizate, automatizate și manuale. Sudura se face manual dar transferul între posturi se face automatizat

Figura 2.9 Linie de sudură manuală

Linie de sudură mixtă:

În cadrul liniei de asambare există zone automatizate unde roboții execută sudura și zone de sudură manuale unde operatorul manipulează gun-ul(cleșstele) de sudură.

O linie tehnologizată de fabricație este compusă din

-Zone de depozitare al elementelor de caroserie;

Figura 2.10 Containere de depozitare ale subansamblelor de tablă

Figura.2.11 Cărucior de manipulare

Take out trolley: dispositive folosite pentru scoaterea/introducerea elementelor de caroserie sudate în afara sau în interiorul liniilor de asamblare.

-Sisteme de transport și de manipulare;

Figura.2.12 Griper de manipulare

Handling gripper: Sunt dispositive de prindere folosite la roboți pentru manipularea elementelor de caroserie

-Stații de sudură;

Figura 2.13 Stație de sudură

-Roboți de manipulare;

Figura 2.14 Dispozitiv de manipulare montat pe brațul robotului

Figura 2.15 Familia de roboți COMAU

În figura 2.15 de mai sus este prezentată familia de roboți Comau, peste 40 de modele diferite de roboți industriali cu sarcini diferite fie sudure, manipulare , prelucrare , siling acestia având o putere de ridicare, o sarcină maximă admisă cuprinsă între 3-650 kg.

-Dispozitive de alimentare a celulei de fabricație;

Figura 2.16 Masă rotativă cu 4 axe vericale

Mesele rotative pot avea două sau mai multe fețe, pe acestea sunt instalate stațiile care fixează elementele de caroserie, permit încărcarea și descărcarea subansamblelor de caroserie în vederea sudării.

-Sisteme de transfer între stații;

Figura 2.17 Transferul între stațtii

Transferul dintr-o stație în alta se face utilizând un suport sudat numit skid. Pe el sunt încarcate elementele de caroserie iar skidul este așezat pe un suport cu role (roller table) iar în momentul în care rolele sunt acționate, skidul face deplasarea spre următoarea stație.

Figura 2.18 Sistem robotizat

În cadrul sistemului de transfer cu roboti sunt folosite dispozitive de manipuare care fac transferul între posturile de lucru, conveyoare și mese interoperaționale.

3.Prezentarea dispozitivului de prehensiune și a liniei de sudură în care se realizează asamblarea planșeului inferior spate al subansamblului de caroserie auto:

Figura 3.1 Ansamblul virtual al dispozitivului de manipulare planșeu inferior spate

Figura 3.2 Subansamblul de tablă planșeu inferior spate

În continuare se va prezenta layout-ul unei părți din linia de asamblare ,stațiile unde se sudează o parte din subansamblul planșeu inferior al caroseriei auto, tablele, și se va explica ordinea de încarcare.

Figura 3.3 Layout-ul stațiilor 010 – 030

În imaginea de mai sus este prezentată o parte din linia de asamblare respectiv primele trei stații de sudură. . Prima stație, 010, este cea de intrare

Figura 3.4 Stația 010

în care se poate observa indicat prin săgeată fluxul de intrare și skidul (1) sau suportul pe care se vor suda subansamblele caroseriei, cel de culoare verde, iar transferul între stații se face automatizat. . În jurul primei stații se află conveioarele (2) care alimenteaza stația 020 cu subansamblele de caroserie care se vor asambla.

Figura 3.5 Stația 020

Stația 020 este formată din doi roboți de manipulare (3) care preiau tablele de pe conveioare, prima dată sunt încarcate tablele (A) ,

Figura 3.6 Subansamblele de table aripă față-spate(A)

compartimentul roților față-spate a caroseriei, sunt puse pe poziție, apoi se încarcă tablele (B)

Figura 3.7 Subansamblele de table (B)

după care cel de-al treilea robot (4) sudează elementele caroseriei. Transferul în stația 030 se face automat.

Figura 3.8 Stația 030

Stația 030 este alimentată de conveiroul (5), robotul (6) pe brațul căruia se află dispozitivul de manipulare al planșeului inferior prezentat la începutul capitolului, preia subansambul de tablă (C) de pe conveior

Figura 3.9 Planșeul inferior al caroseriei auto (C)

pe care îl încarcă în stație urmând ca roboții (7) să sudeze caroseria. Transferul spre celelalte stații se face automat.

Subansamblul final rezultat în urma sudurii caroseriei auto în stațiile 010-030 este cel prezentat și la începutul lucrării din figura 1.3 și este prezentat în figura 3.10 de mai jos

Figura 3.10 Subansambul de caroserie planșeu inferior rezultat în urma operațiilor de sudură în puncte

4.Procedura de elaborare a ansamblului virtual (3D) al dispozitivului de manipulare planșeu inferior în cadrul S.C COMAU ROMÂNIA S.R.L

4.1 Subansamblul de caroserie și componența dispozitivului de manipulare

Figura 4.1 Dispozitiv de manipulare planșeu inferior

Studiul de caz se va face pe un dispozitiv de manipulare al subansamblului planșeu inferior. Scopul dispozitivului din figura 4.1 este de a centra și fixa precis elementul de carosorie, în vederea manipularii acestuia în stație în vederea sudurii.

4.1.1 Subansamblul de caroserie “planșeu inferior șasiu “

În figura 4.2 este prezentat elementul de caroserie “planșeu inferior“

Figura 4.2 Planșeul inferior simbolizat cu zonele de centrare si fixare a tablei

Modelul tridimensional al zonelor în care aceste componente vor realiza centrarea și fixarea elementelor de caroserie este prezentată în figura 4.2.

Se disting două tipuri de zone:

a) Zone pentru elementele de centrare – sunt reprezentate de găuri sau sloturi și de cei doi cilindrii de pin comerciali din imagine.

Centrarea componentelor de caroserie se realizează cu ajutorul unor elemente de centrare sau pini. Rolul este acela de a anula 3 grade de libertate, două translații și o rotație.

Exista două tipuri de găuri folosite la centrarea elementelor de caroserie (fig.4.3) : găuri rotunde (A) și găuri de tip slot (B).

Figura 4.3

Scopul pinilor este acela de a anula cele 3 grade de libertate. În figura 4.4

Figura 4.4

se poate vedea că cele două translații, reprezentate prin săgeți, sunt anulate prin folosirea unui element de centrare rotund într-o gaură rotundă, iar rotația este anulată prin utilizarea a încă unui element de centrare rotund într-o gaură de tip slot.

b) Zone pentru elementele fixare si sprijin – aceste zone sunt reprezentate printr-un pătrat roșu pe care sunt reprezentate NC-urile din figura 4.2

Subansamblele acestea realizează fixarea elementelor de caroserie și scopul principal este anularea celor 3 grade de libertate rămase, o translație și două rotații.

Strângerea se realizează prin intermediul cilindrilor cu acționare pneumatică, electrică sau manuală, cu ajutorul unui braț mobil pe care sunt asamblate elementele de fixare.

Piesele care vin în contact cu elementele de caroserie realizând fixarea acesteia, se numesc NC-uri și sunt de două tipuri:

de strângere (NC finger) – montate pe brațul mobil

sprijin (NC back-up) – piese fixe, dar pot fi de asemenea realizate și în construcție retractabilă.

4.2 Prezentarea componentelor standardizate:

O componentă standardizată este acea componentă care este produsă în serie mare după aceleași specificații, materiale, greutate, marime.Un exemplu bun sunt șuruburile care sunt într-o gamă largă de dimensiuni standard fiecare fiind fabricat după un anumit standard international. Avantajul standardizării este faptul că reduce timpul necesar proiectării unui alt produs.

În continuare se prezintă câteva tipuri de produse întalnite la dispozitivele de manipulare

-Elemente de centrat standard

Utilizate pentru centrarea elementelor de caroserie. Se întalnesc în diferite variante constructive și diferite dimensiuni standardizate. În figura de mai jos se prezintă diferite tipuri constructive standardizate.

Figura 4.5 Elemente de centrare

-Elemente de sprijin a caroseriei(NC-uri)

NC-urile vin în contact cu elementele de caroserie fixandu-le.Suprafața în contact cu elementul de caroserie va venii tăiată cu o comandă specială în programul de proiectare în funcție de modelul tablei, elementul putând fi fixat în condiții optime.Se gasesc și în variante standard dar se și manufacturează în functie de tabla pe care actionează.

Figura 4.6 Elemente de fixare

-Piese de tip l-block

Se gasesc în diferite variante constructive, sunt utilizate ca elemente de legatură între diferite componente.

Figura 4.7 Elemente de legatură

-Distanțiere

Piese utilizate pentru reglajul pieselor de centrare și fixare pe una, două sau trei direcții.

Figura 4.8 Distanțiere

-Componente suport (riser)

Acestea vin montate pe masa stației sau în cazul de față pe griper ,componetele fiind sustinute de acesta.Se gasesc în diferite dimensiuni standard sau variante constructive.

Figura 4.9 Suport

4.3 Prezentarea din cataloagele electronice a componentelor comerciale:

Comercialele sunt acele elemente ale stației care se cumpără de la producători (Tunkers, Destaco, Festo etc) , pregatite de montaj.

În cele ce urmează, se vor prezenta câteva elemente comericale utilizate la dispozitivul de manipulare:

-Clampi (cilindrii de acționare)

Dispozitive folosite la fixarea caroseriei. Strângerea se realizează prin intermediul unui braț mobil pe care este asamblat elementul de fixare al caroseriei, NC-uri sau pini.

A– cilindru pneumatic (clamp)

B – braț mobil (arm)

C – componente de fixare

D – element de caroserie

Fig 4.10 Cilindru de acționare

Forța de strangere a brațului precum și alte specificații se vor lua din cataloagele de specialitate ale producătorilor. Brațul se alege odată cu cilindrul ținându-se cont de poziția axei sale de rotație față de elementul pe care îl va fixa .Odată ce forta de strangere este stabilită, aceasta poate să difere de la caz la caz (80daN, 100daN, 150daN) se alege din catalogul electronic al producătorului cilindrul potrivit.

Figura 4.11 Catalogul electronic TUNKERS

Se vor prezenta și alte componente comerciale întalnite la un dispozitiv de manipulare.

-Cilindri liniari retractabili

Sunt utilizați pentru acționarea elementelor de centrare și fixare a caroseriei. În figura 4.12 sunt prezentați doi cilindri, alegerea acestora de pe site se face în mod similar cu alegerea cilindrilor de strângere.

Figura 4.12 Cilindrii retractabili

-Senzori

Sunt utilizați în cadrul unui dispozitiv pentru :

a detecta daca caroseria sau alte tipuri de elemente sunt în poziția corectă;

detectarea poziției închisă sau deschisă în cazul elementelor în mișcare, cum ar fi în cazul unui cilindru liniar retractabil care are de parcurs o cursă mai scurtă decât cea specificată;

Figura 4.13 Senzori de detectare

4.4 Metodologia proiectării ansamblului “dispozitiv de manipulare planșeu inferior”

În acest subcapitol se vor prezenta etapele de concepere ale unui dispozitiv de manipulare. Se va explica modul în care sa elaborat metodologia de proiectare pornind de la crearea ansamblului.

În primul rând se va insera elementul de caroserie într-un anslamblu product în programul de proiectare

Figura 4.14 Inserarea în noul ansamblu a elementului de caroserie

Un lucru important este acela că întreaga caroserie este raportată la un sistem de coordonate. Este obligatoriu ca sistemul de axe pe care îl au componentele să nu fie modificat sau înlocuit. Verificarea se face cu ajutorul instrumentului compas din program.

Faza următoare este cea de proiectare a conceptului. Primul pas este studierea documentației elementelor de caroserie și stabilirea zonelor în care se va face fixarea, respectiv centrarea acestora. Al doilea pas, se poziționează elementele de centrare și fixare a caroseriei într-o formă cât mai simplă, realizandu-se astfel un plan al elementelor active, care vin în contact cu caroseria. În figura de mai jos este prezentată dispunerea elementelor de centrare și fixare în punctele indicate de proiectant și comunicarea lor către producător pentru a da acceptul.

Figura 4.15 Poziționarea elementelor active

În continuare se prezintă modul de obținere al subansamblelor dispozitivului cu ajutorul modulul Assembly Design al programului de proiectare Catia.

Modulul Assembly Design cuprinde un set de instrumente de proiectare complex, cu ajutorul cărora se pot realiza structuri asamblate. Utilizarea lui se face în strânsă cu alte module cum ar fi Part Design, Generative Shape Design, Generative Sheet Metal . Permite realizarea de ansamble de la cele mai simple pană la cele mai laborioase. Componentele pot fi concepute de proiectant sau luate din diverse librării.

Se vor prezenta caracteristicile generale ale modulului Assembly Design cât și utilizarea acestuia în proiectarea dispozitivului de manipulare a subansamblului prezentat.

Accesarea Assembly Design se face din meniul Start > Mechanical Design > Assembly Design

Figura 4.16 Modulul Assembly Design

Inserarea unui element deja existent se face cu Existing Component.(Fig. 4.17). În cazul dispozitivelor de manipulare se folosește la inserarea pieselor standard și a celor cumpărate din comerț, deoarece modelul CAD al acestora exista deja. În cele ce urmeaza se va explica cum se crează un ansamblu din elemente/ repere create anterior.

Figura 4.17 Modulul Existing Component

Crearea de noi componente în cazul dispozitivului se face în cadrul ansamblului dispozitivului. Acesta este cazul tuturor componentelor cu excepția comercialelor și a standardelor care sunt inserate și poziționate. Se face cu instrumentul New Part sau New Product din bara de meniu sau prin click dreapta pe ansamblul în care se dorește să se creeze noua componentă->Components->New Part/ New Product (Fig. 4.18).

Figura 4.18 Inserarea unei componente noi în cadrul unui ansamblu

Prima dată se crează product-urile pentru subansamblele dispozitivului în care se vor crea part-urile reperelor din subansamblu. După ce part-ul este creat se poate începe modelarea noului element utilizând modulul Part Design.

Prima dată sunt poziționate componentele care vin în contact cu elementele de caroserie, pot fi standardizate sau nu. În cazul nostru acestea sunt fabricate, prin urmare acestea trebuie modelate. După cum a fost prezentat initial în figura 4.15 se face un plan de amplasament al elementelor care vin în contact cu tabla. Amplasamentul nu este varianta finală ,astfel ghidându-ne dupa acest amplasament se modelează noile componente.

Se creează un Part în cadrul subansamblului, iar după planul de amplasament se modelează cu ajutorul modulului Part Design noile component care trebuie sa fie în coordonate întregi fața de sistemul de axe al mașinii. Sistemul se fixează cu instrumentul Fix, pentru că restul pieselor vin asamblate în funcție de aceasta (Figura. 4.19).

Figura 4.19 Modelarea elementelor de fixare a caroseriei

Pasul urmator presupune inserarea și poziționarea distanțierelor.. Se va prezenta modul de inserare cu ajutorul comenzii Existing component with positioning, (Figura 4.20)

Figura 4.20 Inserarea cu ajutorul comenzii Existing component with positioning

Se poate observa componenta nou inserată în căsuța comenzii.Activând comanda Automatic constrain creation se vor creea constrângeri. Prima dată se selectează care vin în contact una cu cealaltă,astfel se creează o constrângere de suprafață între cele două.

Figura 4.21 Poziționarea cu ajutorul comenzii Existing component with positioning

În mod similar se va proceda și pentru ce-l de-al doilea distanțier care va fii constrâns de NC back-up.

Componentele care urmează inserate sunt sunt cilindrul pneumatic de acționare și brațul mobil. Modul în care acestea se aleg a fost prezentat în subcapitolul 4.3. Prima dată se insereaza brațul mobil, apoi cilindrul și se poziționează în mod identic celor prezentate anterior.

Figura 4.22 Poziționarea brațului mobil

Pentru poziționarea cilindrului pneumatic față de brațul mobil folosim și constrângerea de distanță liniară (Fig. 4.23).

Urmatoarea componentă inserată este riserul sau suportul care se va constrânge în mod similar și care face legatura între structura dispozitivului si celelalte elemente modelate sau comerciale

În figura 4.24 este reprezentată modelarea unei piesei de legatură între elementele deja existente. Se crează part nou Part și se începe modelarea piesei. Piesa este modelată încat să facă conexiunea între toate elementele de legatură ale unitului.

Figura 4.24 Modelarea piesei de legatură

Când subansamblul este finalizat este necesar să fie fixat cu ajutorul comenzii Fix astfel încât să nu poată fi deplasat sau modificat din greseală.

Pe tot parcusul proiectării subansamblelor dispozitivului se va ține cont ca acestea să nu intre în coliziune unele cu altele sau cu elementele de caroserie.

5. Metoda de analiză structurală cu element finit (FEA):

5.1 Prezentarea metodei de analiză structurală cu element finit:

AEF este o metodă computerizată de analiză care pune în evidentă modul în care un produs va face față solicitărilor în lumea reală. Analiza face o verificare a produsului, comportarea produsului la solicitare, vibrații, căldură, fortă, fluidizare și alte forțe. Pentru a obține rezultate excelente, obiectul este modelat și supus la diferite forțe în condiții similare cu realitatea.

Metoda permite o analiză a elementelor care pot fi descrise prin modele matematice constituite din sisteme de ecuații. O parte din potențialul aplicativ al analizei cu element finit îl constituie determinarea campurilor termice și electromagnetice, presiunea într-un fliud, si fenomenul de viteză.

Conceptele cele mai importante ale metodei sunt:

-elementul finit;

-nodul;

-discretizarea;

-modelul de calcul;

-structura;

Metoda fragmentează o problemă de complexitate ridicată în părți simple numite elemente finite ,ecuațiile simple care modelează elementele sunt puse împreună într-un sistem mai mare care modelează întreaga problemă.

În mod normal, metoda definește necunoscute (eforturi și deplasări) în punctele modelului și calculează alte valori în puncte diferite.

Fragmentarea unui domeniu în mai multe parți are niste avantaje:

-captură a efectelor locale;

-precizia reprezentării geometriei complexe

-proprietățile materialelor diferite;

-Solutia totală mai usoară;

FEA se aplică în inginerie fiind un instrument de calcul în soluțiile inginerești.Include tehnici de generare a discretizarii și utilizarea de software cu altgoritm finit. În analiza cu element finit, prin structură de rezistentă putem înțelege un grup de plăci,bare, învelișuri și structuri.

Calculele structurale efectuate în cadrul firmei S.C COMAU ROMÂNIA S.R.L au rolul de a verifica integritatea structurală a diverselor asamblări demontabile sau nedemontabile ( în mod special structuri sudate cu arc electric).

Condiții de îndeplinit pentru ca un model să fie gata pentru simulare:

Caracteristicile mecanice ale materialelor utilizate sunt foarte importante pentru a obține rezultate corecte în urma simulării. Pentru atingerea scopului, proiectantul va furniza celui care efectuează simularea materialele utilizate. Pentru structuri sudate se foloseste Fe360B sau SAE1020.

Se calculează masa și coordonatele centrului de masă pentru fiecare unit în parte și pentru ansamblul de table (de exemplu la un dispozitiv de manipulare)

Pentru o efectuare cât mai realistă a simulării ,este nevoie de un film scurt (o captură de ecran din Robcad) care să arate miscările pe care le face structura în timpul funcționării (la un griper de manipulare ce fel de miscări face când este manipulat de robot

În continuare se vor prezenta câteva imagini, metode de modelare pentru ca o structură să fie gata de simulare:

-Se șterg racordurile interioare și exterioare de la tuburi. În figura 5.1 este prezentat un astfel de model.

Figura 5.1

-Se șterg găurile de știfturi și șuruburi, în schimb păstrându-se găurile sau decupările care au rol de ușurare a structurii. În figura 5.2 este prezentat un astfel de model.

Figura 5.2 Model 3D

Figura 5.3 Secțiune tub

Este de preferat secțiunea pătrată față de cea dreptunghiulară. Între tuburi se va folosii o placă de repartizare a încărcărilor între cele două tuburi.

-Pentru o comportare corespunzătoare a structurilor sudate la solicitari în timp (oboseală) se vor evita situațiile în care gaura de șurub sau știft să intre în conflict cu cordonul de sudură, sudura trebuie să rămână perfect intactă.

În figura 5.4 este prezentat un astfel de model.

Figura 5.4 Modelare necorespunzatoare

Figura 5.5 Model de îmbinare tuburi

Între două tuburi care nu au axele perpendiculare se preferă inserarea unei plăci cu grosimea egală tubului (rotunjită în sus la 3.2 mm grosime perete tub, rezultă 4 mm grosime tablă).

-În figura 5.6 este prezentat un alt exemplu face referire la sudarea unui dispozitiv de manipulare înainte de simulare, figura din stânga și modelul modifcat în dreapta rezultat în urma simulării cu programul ANSYS.

Figura 5.6 Structură dispozitiv de manipulare

În figura 5.7 este prezentat un model modificat necorespunzator. Este strict interzis a modifica substanțial modelul după ce acesta a fost verificat.

Orice modificare ulterioară , în afara adăugării de găuri, executarea racordurilor, se va face numai de comun acord cu colegii din departamentul de calcule structurale.

Figura 5.7 Model modificat necorespunzator

5.2 Scurtă prezentare a programului de analiză structurală ANSYS:

Analiza structurală este o etapă intermediară între modelarea 3D și realizarea desenelor de execuție. În COMAU ROMÂNIA, pentru efectuarea acestor verificari , se utilizează metoda analizei cu element finit utilizând programul ANSYS.

ANSYS-Workbench este o platformă software , un program prin care se fac analize cu elemente finite ,utilizarea lui este pe scară largă în industrie , a fost conceput pentru simularea unui produs la diverse solicitari termice, fizice, mecanice.

Figura 5.8 Interfața programului ANSYS

Graphics window – Aici sunt prezentate graficele. Locul unde se poate vizualiza modelul tridimensional în stadii diferite precum și rezultatele care decurg în urma simulării.

Main menu – Aici se găsesc comenzile principale ale programului.

Toolbars – Bara în care se gasesc comenzile utilizate în mod obișnuit.

Input line – Aici programul afisează mesajele; tot aici se poate scrie direct comanda de executat.

Utility menu – Aici se gasesc funcții disponibile în întreaga sesiune ANSYS, diferiți parametrii, controale de grafică și fișiere.

5.3 Analiza structurală cu element finit al dispozitivului de manipulare planșeu inferior spate în cadrul SC COMAU ROMÂNIA S.R.L: