Details

Объектом исследования является процесс установки лобового стекла на кузов автомобиля в условиях конвейерного производства. Цель работы — проектирование манипулятора установки лобового стекла для автомобилестроительного предприятия АО «АВТОВАЗ», обеспечивающего снижение физических нагрузок на персонал, повышение безопасности выполнения работ и уменьшение влияния человеческого фактора при установке стекла на кузов автомобиля. В ходе работы выполнен анализ существующих способов установки лобового стекла и конструкций манипуляторов, разработана циклограмма работы оборудования, выбрана и обоснована компоновочная схема манипулятор. Выполнено проектирование основных несущих элементов конструкции, построена трехмерная модель манипулятора. Для оценки работоспособности конструкции выполнены аналитические расчеты, а также расчеты методом конечных элементов в программном комплексе ANSYS Workbench. Проведены статический прочностной расчет, модальный анализ и динамический расчет конструкции с учетом эксплуатационного режима работы. По результатам анализа определены напряженно-деформированное состояние конструкции, собственные частоты колебаний и особенности динамического поведения манипулятора. Результаты расчетов показали, что разработанная конструкция удовлетворяет требованиям прочности, жесткости и надежности. Выполнена доработка отдельных элементов конструкции для повышения жесткости и эксплуатационной надежности. Разработанный манипулятор обеспечивает выполнение технологической операции установки лобового стекла в заданное время производственного цикла и будет внедрен на предприятии АО «АВТОВАЗ».

The object of the study is the process of windshield installation on a vehicle body under assembly line production conditions. The purpose of this work is to design a windshield installation manipulator for the automotive manufacturing AVTOVAZ PJSC, aimed at reducing physical workload on personnel, improving operational safety, and minimizing the influence of the human factor during windshield installation onto the vehicle body. The work includes an analysis of existing windshield installation methods and manipulator designs, the development of an operating cycle diagram, and the selection and justification of the manipulator layout concept. The main load-bearing structural elements were designed, and a three-dimensional model of the manipulator was developed. To evaluate the performance of the proposed design, analytical calculations and finite element analyses were carried out using the ANSYS Workbench software package. Static structural analysis, modal analysis, and dynamic analysis were performed considering the operating conditions of the equipment. The analyses made it possible to determine the stress-strain state of the structure, its natural frequencies, and the characteristics of its dynamic behavior. The calculation results demonstrated that the developed design satisfies the requirements for strength, stiffness, and reliability. The developed manipulator ensures windshield installation within the required production cycle time and is planned for implementation at AVTOVAZ PJSC.