Hầu hết các sản phẩm sử dụng trong công nghiệp và đời sống hiện nay đều đợc lắp ráp từ nhiều chi tiết và cụm chi tiết riêng biệt. Mỗi đơn vị lắp ráp đều có chức năng nhất định, chúng chỉ đợc tạo ra sau quá trình lắp ráp. Quá trình gia công cơ có nhiệm vụ tạo ra các chi tiết riêng rẽ để thực hiện lắp ghép với nhau thành các đơn vị lắp ráp. Tồn tại hai dạng mối lắp cơ bản trong các đơn vị lắp ráp, đó là mối lắp cố định và mối lắp di động. Trong các mối lắp di động các đơn vị lắp phải có vị trí tơng quan với độ chính xác yêu cầu. Vị trí này thờng đợc bảo đảm nhờ một nhóm các đơn vị lắp ráp cố định khác. Các mối lắp cố định thờng đ- ợc thực hiện thông qua mối lắp có độ dôi hoặc mối lắp ren. Chúng là các bộ phận chính sẽ tiếp nhận tải trọng vận hành của máy.
Trong quá trình thực hiện các mối lắp cố định, xuất hiện trạng thái ứng suất làm biến dạng vật liệu. Do đó, kích thớc và hình dáng hình học của các bề mặt trực tiếp thực hiện chuyển động công tác chính sẽ bị thay đổi. Sự thay đổi kích thớc, hình dáng và vị trí tơng quan của các bề mặt thực hiện chuyển động công tác chính của các mối lắp cố định khi lắp ráp đợc gọi là “quan hệ lắp ráp”. Quan hệ lắp ráp phụ thuộc vào đặc điểm kết cấu của các đơn vị lắp ráp, tính công nghệ trong lắp ráp và độ chính xác chế tạo của các chi tiết tham gia vào quá trình lắp ráp. Nh vậy, lắp ráp cũng nh gia công cơ có ảnh hởng trực tiếp đến độ chính xác và chất lợng làm việc của các chuyển động công tác cũng nh toàn bộ sản phẩm cuối cùng.
Lắp ráp tự động có một số nhiệm vụ sau:
Nhiệm vụ thứ nhất của lắp ráp tự động là xác định mức độ ảnh hởng của quan hệ lắp ráp trong các mối lắp cố định tới các bề mặt thực hiện chuyển động công tác chính.
Nhiệm vụ thứ hai của lắp ráp tự động là xác định ảnh hởng của tải trọng vận hành tới chuỗi kích thớc công nghệ khép kín khi lắp ráp. Sản phẩm trong quá trình vận hành sẽ chịu tác động của nhiều loại tải trọng, gọi là tải trọng vận hành. Các tải trọng này sẽ đợc các chi tiết và các phần tử cấu thành của các đơn vị lắp ráp và sản phẩm tiếp nhận. Dới tác động của tải trọng, xuất hiện các dịch chuyển và biến dạng làm thay đổi chuỗi kích thớc công nghệ khép kín. Khi tính toán chuỗi kích thớc, nếu không tính tới tải trọng vận hành, các thông số kỹ thuật thiết kế của sản phẩm sẽ không đạt đợc ở điều kiện làm việc cụ thể. Để xác định chuỗi kích thớc công nghệ khép kín chính xác, phù hợp với điều kiện làm việc cụ thể, chúng ta phải tính tới khâu khép kín của chuỗi động học. Khâu khép kín của chuỗi động học có thể xác định theo phơng trình sau đây:
∑− = ∆ = 1 + 1 . . m i q i i A D A ξ ξ ξδ Trong đó: ∆
A - kích thớc khâu khép kín của chuỗi kích thớc công nghệ.
i
A - kích thớc của các khâu thành phần trong chuỗi.
i
ξ - hàm truyền.
δ ξ
D - lợng dịch chuyển tổng cộng trong chuỗi kích thớc của đơn vị lắp do hiện tợng khép kín động học khi làm việc gây ra.
q
ξ - hàm truyền, đặc trng cho phơng tác động của khâu khép kín của chuỗi kích thớc động học.
Nhiệm vụ thứ ba của lắp ráp tự động là xác định và đánh giá các sai số công nghệ trên các nguyên công lắp ráp các mối lắp cố định, tìm kiếm các phơng pháp hợp lý nhằm loại bỏ chúng, nâng cao chất lợng của mối lắp và sản phẩm. Khi thực hiện quá trình lắp ráp có thể xảy ra một số sai lệch về chế độ và điều kiện so với giá trị thiết kế. Các sai lệch này sẽ gây ra các sai số công nghệ làm ảnh hởng tới chất lợng quá trình lắp ráp, độ tin cậy và nhiều chỉ tiêu có giá trị lớn hơn cả. Do đó, để bảo đảm cho các mối lắp có đợc chất lợng yêu cầu, cần thiết phải xác định độ chính xác hợp lý của các bề mặt lắp ráp.
Nhiệm vụ thứ t của lắp ráp tự động là sử dụng gia công cơ để loại bỏ ảnh hởng của quan hệ lắp ráp và tải trọng vận hành cũng nh các sai số công nghệ xuất hiện khi vận hành. Trong một số trờng hợp lắp ráp, có thể loại bỏ ảnh hởng của quan hệ lắp ráp tới chất lợng của các mối lắp cố định thông qua một số nguyên công gia công cơ bổ sung. Ví dụ, mặt gơng của xilanh trong một số động cơ chỉ đợc gia công tinh sau khi nó đã đợc lắp vào thân động cơ. Biện pháp này cho phép loại bỏ các biến dạng bề mặt thực hiện chuyển động công tác chính của cụm (mặt gơng của xilanh) dới tác động của lực lắp ráp. Để loại bỏ ảnh hởng của tải trọng vận hành tới chất lợng sản phẩm, trong nhiều trờng hợp, ngời ta thực hiện gia công một trong các bề mặt thực hiện chuyển động công tác chính theo các prôfin đặc biệt đã đợc tính toán trớc (ví dụ, để tránh ảnh hởng của giãn nở nhiệt trong thời gian làm việc, một số píttông đợc chế tạo với tiết diện ôvan hoặc xẻ rãnh phần đáy). Cả hai trờng hợp kể trên các nguyên công lắp ráp đợc ghép vào quá trình gia công.
Nhiệm vụ thứ năm của lắp ráp tự động là nghiên cứu thiết lập các phơng pháp và các cơ cấu chấp hành làm việc theo nguyên lý sao chép lại quỹ đạo chuyển động đặc trng của các mối lắp có khe hở an toàn, khi thực hiện các mối lắp cố định, loại bỏ hiện tợng kẹt khi lắp ráp. Khi chuyển các mối lắp cố định về dạng các mối lắp có khe hở, quá trình lắp ráp sẽ thực hiện dễ dàng hơn, không gây ra quan hệ lắp ráp, chất lợng mối ghép chỉ phụ thuộc vào độ chính xác trớc đó mà không phụ thuộc vào bản thân quá trình lắp ráp. Có nhiều phơng pháp chuyển các mối ghép cố định về dạng có khe hở nh dùng tác động của nhiệt độ để làm thay đổi tỷ lệ kích thớc các chi tiết, tạo điều kiện lắp ráp dễ dàng, không gây hiện tợng kẹt và quan hệ lắp ráp. Để thực hiện nhiệm vụ thứ năm, thờng phải giải quyết hai vấn đề sau:
- Xác định quỹ đạo chuyển động đặc trng và vị trí giới hạn của chúng cho cả loạt chi tiết.
- Xác định giá trị và phơng tác động của lực lắp ráp hợp lý, sao cho lực này không làm thay đổi quỹ đạo chuyển động của các chi tiết trong quá trình lắp ráp và không gây biến dạng dẻo trên các bề mặt tiếp xúc.