Міністерство освіти Російської Федерації
Кафедра «»
Реферат
Тема: «Зварювання барабана роторної жниварки комбайна на роботизованому технологічному ділянці складання»
Виконав:
Група:
Перевірив:
Зміст
Введення
Структура роботизованого технологічного ділянки
Пристрій і робота РТК-1
Пристрій і робота РТК-2
Пристрій і робота РТК-3
Висновки
Література
Введення
У сучасних зернозбиральних машинах високі вимоги до точності вузлів основних агрегатів, відповідальних за їх технологічні характеристики, обумовлені необхідністю досягнення максимальної продуктивності, якості обмолоту і зниження втрат зерна.
Роторна жатка ЖР-3500 (рис.1) є скашивающими агрегатом кормозбирального комбайну Дон-680. Два барабана, що обертаються зустрічно зі швидкістю 2 об / с, подають стебла під ножі дискових роторів, що обертаються співвісно з барабанами зі швидкістю 4 об / с. Зрізані стебла подаються в приймальну камеру і далі у подрібнювач комбайна.
Барабан діаметром 1600 мм (Рис.2) являє собою зварену обичайку, утворену чотирма царгами - стінками 1. Жорсткість обичайці надають три кільцевих пояса I, II, III, кожен з яких складається з чотирьох сегментів 2, зварених між собою встик. Фланець 3, на який барабан встановлюється в жниварці, з'єднаний з поясами чотирма спицями 4 і чотирма зв'язками 5. Перераховані деталі утворюють остов барабана 6, до нижнього торця якого приварені вісім секцій знімача 7, а по висоті циліндричної поверхні обичайки розподілені два кільцеві пояса зубчастих сегментів 8, 9 і два пояси гребінок 10і11. Лівий і правий барабани по конструкції є дзеркальним відображенням один одного.
Чотири царги товщиною 3 мм зварені між собою встик односторонніми внутрішніми швами. Кожен пояс I, II, III приварений до обичайки переривчастими односторонніми кутовими швами 100/200 мм, катетом 5 мм . Знімачі товщиною 7 мм приварені до нижнього поясу по периметру барабана внахлестку двома переривчастими швами 75/150 мм, катетом 5 мм . Зубчасті сегменти товщиною 5 мм і гребінки товщиною 6 мм встановлюються на обичайці виступами в щілинні отвори і утворюють прорізні зварні з'єднання, що їх зсередини барабана. З'єднання спиць та зв'язків з поясами - таврові односторонні, а з фланцем - нахлесточного, катетом 4 мм . При виготовленні барабана виконують 356 швів загальною довжиною 21 м .
Захоплення і подача зрізаних стебел у приймальну камеру можливі завдяки тому, що зуби гребінок і сегментів при обертанні входять у відповідні прорізи в бокових стінках приймальної камери. Цим і зумовлені жорсткі вимоги до геометрії барабана:
• радіальне биття обичайки не більше 2 мм (Щоб уникнути контактування зі стінками барабана і приймальної камери)
• торцеве биття площині знімачів не більше 2 мм (Щоб уникнути торкання ротора);
• биття площин сегментів і гребінок відносно площини знімача не більше 2 мм (Щоб уникнути заклинювання зубів у пазах стінок приймальної камери);
• відхилення від паралельності привальний площині фланця відносно площини знімачів не більше 0,8 мм .
Очевидно, що витримати при зварюванні такі жорсткі допуски для тонкостінної листової конструкції діаметром 1600 мм , Що має таку кількість зварних швів, є складним технічним завданням.
Структура роботизованого технологічного ділянки
У процесі підготовки виробництва жниварки на заводі АТ «Ростельмаш» спочатку були створені технологічний процес і складально-зварювальний оснащення, яка передбачає застосування напівавтоматичного зварювання в середовищі вуглекислого газу. У кондукторі зварювали із сегментів три кільця жорсткості, на які потім в іншому пристосуванні базували чотири стінки, обтиску їх зовні. У третьому пристосуванні в отриманий барабан встановлювали і приварювали спиці, зв'язку і фланець, центруючи їх відносно обичайки. Після цього, повертаючи остов на обертачі, встановлювали і приварювали зубчасті сегменти, гребінки і знімачі, не користуючись оснащенням. У результаті застосування такої технології шлюб з геометричним параметрам становив близько 40%, з них половина - шлюб невиправний. Для зменшення биття використовували механічну правку і накладення холостих валиків на зв'язку. Обмір партії барабанів показав, що порушення форми мають випадковий характер, що свідчило про відсутність систематичної похибки при складанні і нестабільності технологічного процесу. Значення катетів, довжини окремих швів і порядок їх накладення мали суттєві відхилення від регламентованих. У результаті обсяг наступних доводочних робіт при випробуванні зібраної жниварки на обкатному стенді втричі перевищував тривалість самої обкатки. Виникла у виробництві ситуація зажадала створення стабільної технології складання і зварювання барабана, що забезпечує його проектну точність. У зв'язку з цим був проведений аналіз технологічності конструкції барабана з метою оцінки можливості роботизації процесу його зварювання.
Внаслідок значних економічних втрат від браку головною метою створення технології роботизованою зварювання є отримання конструкції, що відповідає вимогам проектної документації перш за все щодо точності і стабільності геометрії, а також якості зварних з'єднань. У даному випадку, мабуть, справедлива теза Г. Герда про те, що застосування роботів як засобів автоматизації слід передбачати не там, де їх можна використовувати, а там, де без них не можна обійтися.
При розробці нової технології виготовлення барабана за допомогою роботів виходили з таких міркувань. Очевидно передусім, що виконання всіх швів на повністю зібраному барабані неможливо без використання маніпулятора. Проте габаритні розміри і маса вироби ( 245 кг ) Вимагають позиціонера великої вантажопідйомності, точність позиціонування якого не може задовольнити умовам застосування роботизованого зварювання. До того ж загальна кількість швів таке, що обсяг пам'яті робота, необхідний для їх виконання, набагато перевершує можливості останнього. Спільна робота всередині барабана двох роботів проблематична, так як розвести в часі і в просторі траєкторії їх пальників (уникнути зіткнень) у таке обмеженому просторі практично неможливо.
Таким чином, з одного боку, очевидна необхідність розчленовування виробу на окремі технологічні вузли, з іншого боку, висока проектна точність конструкції вимагала такої схеми розчленування, при якій вузол, який визначає точність всього виробу, повинен бути виготовлений в одному кондуктора, тим більше що відсутність переустановлень вироби зменшує можливі відхилення електрода від осі стику і тим самим підвищує якість зварних з'єднань. Зазначені вище взаємовиключні вимоги змусили шукати певний компроміс при створенні нової технології.
Варіанти розчленування на складальні одиниці аналізували за допомогою системи РОБОМАКС для визначення доступності для робота і досяжності ним усіх швів. У результаті аналізу був прийнятий наступний варіант. Виготовлення барабана здійснюється на трьох РТК. На першому з них (РТК-1) спиці 4 і зв'язку 5 приварюють до окремих сегментів, при цьому утворюється дві складальні одиниці Т-1 і Т-2 (див. рис.2) для лівого і правого барабанів.
На другому комплексі (РТК-2) виготовляють остови лівого і правого барабанів, утворюючи їх зі стінок, сегментів, вузлів Т-1, Т-2 і фланця. За умови стаціонарності стенду виконання всіх зварних швів у нижньому положенні можливо лише при вертикальному розташуванні осі барабана. Робот, встановлений на підлозі і розташований впритул до двох вартим
поруч зварювальним стендам, обслуговує їх по черзі. Аналіз доступності для пальника зварних швів, виконуваних на даній позиції, показав, що на повністю зібраному кістяку близько 25% швів залишалися недоступними. Оскільки подальше розчленування на складальні одиниці не доцільно, було вирішено скористатися методом послідовного нарощування, чергуючи складальні та зварювальні операції. Моделювання такого процесу підтвердило його прийнятність. Детально він буде розглянутий нижче.
Зварені остови лівого і правого барабанів надходять на третій роботизований комплекс (РТК-3), де на двох стендах проводиться приварювання знімача, гребінок і сегментів. Для зварювання всіх швів у нижньому положенні вісь барабана, щодо якої Кант виріб, розташовується горизонтально. Робот знаходиться між стендами і обслуговує їх по черзі. У той час як на одному стенді робот виробляє зварювання, на іншому стенді ведеться складання. Аналіз доступності швів показав, що за одну установку можна зварити чверть усієї кількості швів за умови, що частина їх буде розташовуватися на циліндричній поверхні під кутом до горизонту, що досягає 40 °. Таким чином, на стенді здійснюється чотириразове позиціонування вироби з поворотом на 90 ° навколо горизонтальної осі.
Всі три РТК технологічно взаємопов'язані, що передбачає об'єднання їх в організаційно самостійне виробничий підрозділ. Попередні техніко-економічні розрахунки показали, що істотні відмінності тривалості складально-зварювальних операцій на окремих РТК роблять недоцільним створення автоматичної лінії зварювання барабана з єдиною системою управління. Тому вирішено було організувати роботизований технологічний ділянку, об'єднавши окремі РТК загальної механізованої транспортною системою з накопичувачами між ними. Для лівого і правого барабанів необхідно було передбачити два окремих вантажопотоку зі своїм технологічним обладнанням.
Враховуючи складність і високу точність вузлів і виробу в цілому і значущість втрат від можливого браку, був проведений статистичний контроль якості деталей, що надходять на дільницю. Результати показали, що для сегментів, спиць і зв'язків, одержуваних контурній вирубкою на пресах, а також для фланців, що проходять токарну обробку, шлюб не перевищує 2%. Стінку отримували контурній вирубкою з подальшою гнучкою на пресі. При такій технології шлюб досягав 50%, основним дефектом було відхилення від проектного значення радіуса згинання стінки. Місцеві недогіби або перегини на базі 150 ... 200 мм викликали непрілеганіе стінки до сегментів. Зазори в місцях накладення швів досягали 3 мм , Що не тільки не дозволяло виконати якісний шов, а й викликало неприпустиме радіальне биття барабана. Це зажадало удосконалення технології виготовлення стінки, а до складу ділянки довелося ввести спеціалізоване робоче місце для 100%-ного вхідного контролю її геометричних розмірів. Бракувальною ознакою був зазор більше 1,4 мм , Що залишається між стінкою і сегментом після їх закріплення у спеціальному пристрої. Крім того, на дільниці були організовані робочі місця для 100%-ного контролю геометрії кістяка барабана і місце контролю та виправлення браку готової продукції.
Вирішення питань організації вантажопотоку та компонування окремих РТК дозволило приступити до розробки технологічного процесу, технічних завдань і проектування технологічного обладнання.
Пристрій і робота РТК-1
Оскільки технологічні вузли лівого і правого барабанів є дзеркальним відображенням один одного, відповідно такими ж є і пристосування для їх складання. На одному пристосуванні збираються вузли Т-1 лівого і Т-2 правого барабанів, на іншому - відповідно Т-2 лівого і Т-1 правого барабанів (див. рис. 2).
Схема одного з пристосувань показана на рис. 3. На плоскій рамі 1 закріплені опори з установочними пальцями 2. Сегмент 3 встановлюють на два пальці і закріплюють двома клиновими 4 і дуговими 5 притисками.
На сегмент встановлюють спицю 6 (для Т-1) або зв'язок 7 (для Т-2), фіксують за допомогою знімних пальців 8 і притискають дуговим притиском 9. У місці приварки до сегмента похило розташована зв'язок закінчується гнучкими вусиками, які при транспортуванні деталей часто деформуються. Для додання їм перед зварюванням положення, заданого кресленням, служить відкидний клиноподібний фіксатор 10, який в робочому положенні розпирає вусики до одного і того ж розміру, незалежно від їх початкової деформації. Цим досягається точність попадання кінця електрода на лінію стику деталей, а значить - отримання якісного шва при зварюванні роботом.
Наявність у пристосуванні тієї або іншої деталі, правильність її положення та якість закріплення фіксують індукційні датчики положення 11. Вони ж формують для системи управління РТК код, за яким робот розпізнає готовність до зварювання того чи іншого вузла в певному пристосуванні і викликає відповідну зварювальну підпрограму.
Розташування обладнання РТК-1 показано на рис. 4. Пристосування 1 і 2 розміщені попарно на двох столах 3, які обслуговує робот 4 типи IR-161/15. Між столами встановлено пристрій 5 для очищення пальника робота. Кожне робоче місце має окремий пульт управління б. Поблизу пультів розташовані стійка 7 системи управління роботом RC20/41 і джерело 8 харчування зварювальним струмом типу SGL300IR. Перед столами встановлені підлоги безпеки 9. Кожна зона збірки має місця 10 складування й стелажі-накопичувачі 11 для готових вузлів.
Оператор-складальник збирає на двох пристосуваннях лівого столу вузли Т-1 і Т-2 лівого барабана, натискає кнопку «Старт» лівого пульта і переходить до правого столу. Робот по черзі аналізує коди пристосувань і, якщо збірка зроблена правильно, виконує зварювання вузлів за відповідною підпрограмі. Потім робот і оператор обмінюються робочими місцями і всі операції повторюються знову.
Пристрій і робота РТК-2
Найбільш складним і точним технологічним вузлом у складі барабана є його остов. Відхилення від правильної геометричної форми, отримані при його виготовленні, лімітують точність виготовлення барабана. Тому, приступаючи до проектування складального кондуктора, сформулюємо основні вимоги до нього:
• кондуктор повинен бути стаціонарним;
• кондуктор повинен забезпечувати виготовлення кістяка при вертикальному розташуванні його осі;
• установка деталей, відповідальних за точність кістяка барабана (стінок і фланця), повинна здійснюватися з базових елементів пристосування, а не за інших деталей;
• точність позиціонування деталей у вузлі повинна бути достатньою для виконання роботом якісних зварних з'єднань;
• жорсткість кондуктора повинна більш ніж на порядок перевищувати жорсткість вузла, що збирається;
• конструкція кондуктора і порядок складання повинні забезпечувати доступність для пальника робота всіх зварних швів;
• базові елементи повинні бути регульованими, а зусилля притисків - достатнім, щоб забезпечити фіксацію деталей у заданому положенні незалежно від відхилень їх форми;
• кондуктор повинен мати систему контролю якості складання вузла, включену в систему управління РТК і містить елементи, що виключають неправильну установку деталей;
• час складання вузла в кондуктора не повинно перевищувати час його зварювання роботом.
Відповідно до цих вимог процес виготовлення кістяка був розчленований на три етапи (див. рис. 1):
етап 1 - складання і зварювання обичайки і нижнього поясу сегментів;
етап 2 - складання і зварювання середнього пояса сегментів, утвореного чотирма вузлами Т-1, і приварювання його до центрального фланця;
етап 3 - складання і зварювання верхнього пояса сегментів, утвореного чотирма вузлами Т-2, і приварювання його до фланця.
Високі вимоги до точності барабана і необхідність вільного доступу пальники робота до зварних швах всередині барабана зумовили вибір системи базування стінок по зовнішній поверхні і притиснення їх до баз магнітними силами. Аналогічним чином повинен фіксуватися фланець - найбільш відповідальний елемент, точність установки і незмінність положення якого в процесі зварювання визначають торцеве і радіальне биття кістяка. Технологічні вузли Т-1 і Т-2 в даному випадку відіграють роль сполучних елементів. У зв'язку з трьох-етапністю процесу складання їх становище всередині барабана необхідно було задати спеціальної знімної оснащенням, а базувати - по стінках і фланця. Схема базування деталей, що відображає перелічені вимоги, показана на рис. 5.
Відповідно до технічного завдання були створені автоматизовані магнітні кондуктори, конструкція яких реалізує наведену схему базування. Схема кондуктора дана на рис. 6. Основними його вузлами є: підстава 1; плита опорна 2; кінцеві 3, основні 4 і центральні 5 магнітні модулі; замикач 6 обичайки з фіксаторами 7; пульти 8 управління секціями; центральний пульт керування 9; притиски вертикальні 10 і горизонтальні 11; проставки малі 12 і великі 13; панель 14 пневматичних агрегатів.
Кафедра «»
Реферат
Тема: «Зварювання барабана роторної жниварки комбайна на роботизованому технологічному ділянці складання»
Виконав:
Група:
Перевірив:
Зміст
Введення
Структура роботизованого технологічного ділянки
Пристрій і робота РТК-1
Пристрій і робота РТК-2
Пристрій і робота РТК-3
Висновки
Література
Введення
У сучасних зернозбиральних машинах високі вимоги до точності вузлів основних агрегатів, відповідальних за їх технологічні характеристики, обумовлені необхідністю досягнення максимальної продуктивності, якості обмолоту і зниження втрат зерна.
Роторна жатка ЖР-3500 (рис.1) є скашивающими агрегатом кормозбирального комбайну Дон-680. Два барабана, що обертаються зустрічно зі швидкістю 2 об / с, подають стебла під ножі дискових роторів, що обертаються співвісно з барабанами зі швидкістю 4 об / с. Зрізані стебла подаються в приймальну камеру і далі у подрібнювач комбайна.
Барабан діаметром
Чотири царги товщиною
Захоплення і подача зрізаних стебел у приймальну камеру можливі завдяки тому, що зуби гребінок і сегментів при обертанні входять у відповідні прорізи в бокових стінках приймальної камери. Цим і зумовлені жорсткі вимоги до геометрії барабана:
• радіальне биття обичайки не більше
• торцеве биття площині знімачів не більше
• биття площин сегментів і гребінок відносно площини знімача не більше
• відхилення від паралельності привальний площині фланця відносно площини знімачів не більше
Очевидно, що витримати при зварюванні такі жорсткі допуски для тонкостінної листової конструкції діаметром
Структура роботизованого технологічного ділянки
У процесі підготовки виробництва жниварки на заводі АТ «Ростельмаш» спочатку були створені технологічний процес і складально-зварювальний оснащення, яка передбачає застосування напівавтоматичного зварювання в середовищі вуглекислого газу. У кондукторі зварювали із сегментів три кільця жорсткості, на які потім в іншому пристосуванні базували чотири стінки, обтиску їх зовні. У третьому пристосуванні в отриманий барабан встановлювали і приварювали спиці, зв'язку і фланець, центруючи їх відносно обичайки. Після цього, повертаючи остов на обертачі, встановлювали і приварювали зубчасті сегменти, гребінки і знімачі, не користуючись оснащенням. У результаті застосування такої технології шлюб з геометричним параметрам становив близько 40%, з них половина - шлюб невиправний. Для зменшення биття використовували механічну правку і накладення холостих валиків на зв'язку. Обмір партії барабанів показав, що порушення форми мають випадковий характер, що свідчило про відсутність систематичної похибки при складанні і нестабільності технологічного процесу. Значення катетів, довжини окремих швів і порядок їх накладення мали суттєві відхилення від регламентованих. У результаті обсяг наступних доводочних робіт при випробуванні зібраної жниварки на обкатному стенді втричі перевищував тривалість самої обкатки. Виникла у виробництві ситуація зажадала створення стабільної технології складання і зварювання барабана, що забезпечує його проектну точність. У зв'язку з цим був проведений аналіз технологічності конструкції барабана з метою оцінки можливості роботизації процесу його зварювання.
Внаслідок значних економічних втрат від браку головною метою створення технології роботизованою зварювання є отримання конструкції, що відповідає вимогам проектної документації перш за все щодо точності і стабільності геометрії, а також якості зварних з'єднань. У даному випадку, мабуть, справедлива теза Г. Герда про те, що застосування роботів як засобів автоматизації слід передбачати не там, де їх можна використовувати, а там, де без них не можна обійтися.
При розробці нової технології виготовлення барабана за допомогою роботів виходили з таких міркувань. Очевидно передусім, що виконання всіх швів на повністю зібраному барабані неможливо без використання маніпулятора. Проте габаритні розміри і маса вироби (
Таким чином, з одного боку, очевидна необхідність розчленовування виробу на окремі технологічні вузли, з іншого боку, висока проектна точність конструкції вимагала такої схеми розчленування, при якій вузол, який визначає точність всього виробу, повинен бути виготовлений в одному кондуктора, тим більше що відсутність переустановлень вироби зменшує можливі відхилення електрода від осі стику і тим самим підвищує якість зварних з'єднань. Зазначені вище взаємовиключні вимоги змусили шукати певний компроміс при створенні нової технології.
Варіанти розчленування на складальні одиниці аналізували за допомогою системи РОБОМАКС для визначення доступності для робота і досяжності ним усіх швів. У результаті аналізу був прийнятий наступний варіант. Виготовлення барабана здійснюється на трьох РТК. На першому з них (РТК-1) спиці 4 і зв'язку 5 приварюють до окремих сегментів, при цьому утворюється дві складальні одиниці Т-1 і Т-2 (див. рис.2) для лівого і правого барабанів.
На другому комплексі (РТК-2) виготовляють остови лівого і правого барабанів, утворюючи їх зі стінок, сегментів, вузлів Т-1, Т-2 і фланця. За умови стаціонарності стенду виконання всіх зварних швів у нижньому положенні можливо лише при вертикальному розташуванні осі барабана. Робот, встановлений на підлозі і розташований впритул до двох вартим
поруч зварювальним стендам, обслуговує їх по черзі. Аналіз доступності для пальника зварних швів, виконуваних на даній позиції, показав, що на повністю зібраному кістяку близько 25% швів залишалися недоступними. Оскільки подальше розчленування на складальні одиниці не доцільно, було вирішено скористатися методом послідовного нарощування, чергуючи складальні та зварювальні операції. Моделювання такого процесу підтвердило його прийнятність. Детально він буде розглянутий нижче.
Зварені остови лівого і правого барабанів надходять на третій роботизований комплекс (РТК-3), де на двох стендах проводиться приварювання знімача, гребінок і сегментів. Для зварювання всіх швів у нижньому положенні вісь барабана, щодо якої Кант виріб, розташовується горизонтально. Робот знаходиться між стендами і обслуговує їх по черзі. У той час як на одному стенді робот виробляє зварювання, на іншому стенді ведеться складання. Аналіз доступності швів показав, що за одну установку можна зварити чверть усієї кількості швів за умови, що частина їх буде розташовуватися на циліндричній поверхні під кутом до горизонту, що досягає 40 °. Таким чином, на стенді здійснюється чотириразове позиціонування вироби з поворотом на 90 ° навколо горизонтальної осі.
Всі три РТК технологічно взаємопов'язані, що передбачає об'єднання їх в організаційно самостійне виробничий підрозділ. Попередні техніко-економічні розрахунки показали, що істотні відмінності тривалості складально-зварювальних операцій на окремих РТК роблять недоцільним створення автоматичної лінії зварювання барабана з єдиною системою управління. Тому вирішено було організувати роботизований технологічний ділянку, об'єднавши окремі РТК загальної механізованої транспортною системою з накопичувачами між ними. Для лівого і правого барабанів необхідно було передбачити два окремих вантажопотоку зі своїм технологічним обладнанням.
Враховуючи складність і високу точність вузлів і виробу в цілому і значущість втрат від можливого браку, був проведений статистичний контроль якості деталей, що надходять на дільницю. Результати показали, що для сегментів, спиць і зв'язків, одержуваних контурній вирубкою на пресах, а також для фланців, що проходять токарну обробку, шлюб не перевищує 2%. Стінку отримували контурній вирубкою з подальшою гнучкою на пресі. При такій технології шлюб досягав 50%, основним дефектом було відхилення від проектного значення радіуса згинання стінки. Місцеві недогіби або перегини на базі 150 ... 200 мм викликали непрілеганіе стінки до сегментів. Зазори в місцях накладення швів досягали
Вирішення питань організації вантажопотоку та компонування окремих РТК дозволило приступити до розробки технологічного процесу, технічних завдань і проектування технологічного обладнання.
Пристрій і робота РТК-1
Оскільки технологічні вузли лівого і правого барабанів є дзеркальним відображенням один одного, відповідно такими ж є і пристосування для їх складання. На одному пристосуванні збираються вузли Т-1 лівого і Т-2 правого барабанів, на іншому - відповідно Т-2 лівого і Т-1 правого барабанів (див. рис. 2).
Схема одного з пристосувань показана на рис. 3. На плоскій рамі 1 закріплені опори з установочними пальцями 2. Сегмент 3 встановлюють на два пальці і закріплюють двома клиновими 4 і дуговими 5 притисками.
На сегмент встановлюють спицю 6 (для Т-1) або зв'язок 7 (для Т-2), фіксують за допомогою знімних пальців 8 і притискають дуговим притиском 9. У місці приварки до сегмента похило розташована зв'язок закінчується гнучкими вусиками, які при транспортуванні деталей часто деформуються. Для додання їм перед зварюванням положення, заданого кресленням, служить відкидний клиноподібний фіксатор 10, який в робочому положенні розпирає вусики до одного і того ж розміру, незалежно від їх початкової деформації. Цим досягається точність попадання кінця електрода на лінію стику деталей, а значить - отримання якісного шва при зварюванні роботом.
Наявність у пристосуванні тієї або іншої деталі, правильність її положення та якість закріплення фіксують індукційні датчики положення 11. Вони ж формують для системи управління РТК код, за яким робот розпізнає готовність до зварювання того чи іншого вузла в певному пристосуванні і викликає відповідну зварювальну підпрограму.
Розташування обладнання РТК-1 показано на рис. 4. Пристосування 1 і 2 розміщені попарно на двох столах 3, які обслуговує робот 4 типи IR-161/15. Між столами встановлено пристрій 5 для очищення пальника робота. Кожне робоче місце має окремий пульт управління б. Поблизу пультів розташовані стійка 7 системи управління роботом RC20/41 і джерело 8 харчування зварювальним струмом типу SGL300IR. Перед столами встановлені підлоги безпеки 9. Кожна зона збірки має місця 10 складування й стелажі-накопичувачі 11 для готових вузлів.
Оператор-складальник збирає на двох пристосуваннях лівого столу вузли Т-1 і Т-2 лівого барабана, натискає кнопку «Старт» лівого пульта і переходить до правого столу. Робот по черзі аналізує коди пристосувань і, якщо збірка зроблена правильно, виконує зварювання вузлів за відповідною підпрограмі. Потім робот і оператор обмінюються робочими місцями і всі операції повторюються знову.
Пристрій і робота РТК-2
Найбільш складним і точним технологічним вузлом у складі барабана є його остов. Відхилення від правильної геометричної форми, отримані при його виготовленні, лімітують точність виготовлення барабана. Тому, приступаючи до проектування складального кондуктора, сформулюємо основні вимоги до нього:
• кондуктор повинен бути стаціонарним;
• кондуктор повинен забезпечувати виготовлення кістяка при вертикальному розташуванні його осі;
• установка деталей, відповідальних за точність кістяка барабана (стінок і фланця), повинна здійснюватися з базових елементів пристосування, а не за інших деталей;
• точність позиціонування деталей у вузлі повинна бути достатньою для виконання роботом якісних зварних з'єднань;
• жорсткість кондуктора повинна більш ніж на порядок перевищувати жорсткість вузла, що збирається;
• конструкція кондуктора і порядок складання повинні забезпечувати доступність для пальника робота всіх зварних швів;
• базові елементи повинні бути регульованими, а зусилля притисків - достатнім, щоб забезпечити фіксацію деталей у заданому положенні незалежно від відхилень їх форми;
• кондуктор повинен мати систему контролю якості складання вузла, включену в систему управління РТК і містить елементи, що виключають неправильну установку деталей;
• час складання вузла в кондуктора не повинно перевищувати час його зварювання роботом.
Відповідно до цих вимог процес виготовлення кістяка був розчленований на три етапи (див. рис. 1):
етап 1 - складання і зварювання обичайки і нижнього поясу сегментів;
етап 2 - складання і зварювання середнього пояса сегментів, утвореного чотирма вузлами Т-1, і приварювання його до центрального фланця;
етап 3 - складання і зварювання верхнього пояса сегментів, утвореного чотирма вузлами Т-2, і приварювання його до фланця.
Високі вимоги до точності барабана і необхідність вільного доступу пальники робота до зварних швах всередині барабана зумовили вибір системи базування стінок по зовнішній поверхні і притиснення їх до баз магнітними силами. Аналогічним чином повинен фіксуватися фланець - найбільш відповідальний елемент, точність установки і незмінність положення якого в процесі зварювання визначають торцеве і радіальне биття кістяка. Технологічні вузли Т-1 і Т-2 в даному випадку відіграють роль сполучних елементів. У зв'язку з трьох-етапністю процесу складання їх становище всередині барабана необхідно було задати спеціальної знімної оснащенням, а базувати - по стінках і фланця. Схема базування деталей, що відображає перелічені вимоги, показана на рис. 5.
Відповідно до технічного завдання були створені автоматизовані магнітні кондуктори, конструкція яких реалізує наведену схему базування. Схема кондуктора дана на рис. 6. Основними його вузлами є: підстава 1; плита опорна 2; кінцеві 3, основні 4 і центральні 5 магнітні модулі; замикач 6 обичайки з фіксаторами 7; пульти 8 управління секціями; центральний пульт керування 9; притиски вертикальні 10 і горизонтальні 11; проставки малі 12 і великі 13; панель 14 пневматичних агрегатів.
На прямокутному підставі 1 встановлена опорна плита 2 - основний несучий елемент кондуктора. Верхня площину плити оброблена механічно з відхиленням від площинності не більше 1 мм . На діаметрі 1500 мм розташовані шістнадцять лінійних опор 15, що задають площину спирання кістяка. Найбільш відповідальними вузлами кондуктора, від яких залежить точність виготовлення кістяка, є стійки з магнітними модулями, розташовані по периметру кондуктора, і блок центральних магнітних модулів, які фіксують фланець. Двадцять магнітних модулів згруповані у чотири секції. Кожна секція містить два кінцевих 3 та три основні 4 модулі, закріплених у відповідних стійках. Положення модулів в стійках може регулюватися шляхом плоскопаралельного радіального переміщення, а також поворотів у вертикальній і горизонтальній площинах. Для регулювання використовується система направляючих і конічних упорів, що переміщаються за допомогою ексцентриків.
Принцип дії всіх керованих постійних магнітних модулів однаковий і заснований на взаємодії магнітних полів перемагничиваемом і неперемагнічіваемих постійних магнітів, об'єднаних в модуль. Співвідношення магнітних полів цих магнітів визначає одне з двох станів модуля: активне і пасивне.
Управління магнітним потоком перемагничиваемом магніту здійснюється за допомогою охоплює його котушки. Для приведення модуля в активний стан на котушку подається імпульс постійної напруги, що доводить матеріал магніту до стану магнітного насичення. При цьому полярність імпульсу така, що магнітні потоки обох постійних магнітів складаються, направляються в прилеглу до них деталь і практично повністю в ній замикаються. Сумарне магнітне поле, яке утримує деталь, залишається практично незмінним більше 10 діб.
Для перекладу модуля в пасивний стан на котушку перемагничиваемом магніту подається електричний імпульс зворотної полярності. Магнітні потоки обох магнітів взаємно компенсуються, і сила, що утримує деталь, стає близькою до нуля.
У модуль кожного магніту вбудовані датчики сили утримання деталі і щільності її прилягання до полюсів. При повному приляганні стінки до магнітів, розташованим по зовнішньому контуру кістяка барабана, сила утримання кожного модуля дорівнює 2 кН. Зусилля, що розвивається блоком центральних магнітів, що утримують фланець, досягає 1 кН.
Ліва половина стійок модулів закріплена на плиті нерухомо, з тим, щоб робочі поверхні полюсних наконечників утворювали циліндричну поверхню діаметром 1514 мм (Зовнішній діаметр кістяка), перпендикулярну площині плити. Решта стійки закріплені на рухомому сегменті 16% який ковзає по плиті, повертаючись навколо осі 17. При замиканні відбувається обтиснення обичайки в тангенціальному напрямку і змикання торцевих крайок стінок. Механізм замикання приводиться в рух пневматичним циліндром і утримується в заданому положенні трьома фіксаторами 7. Контроль за роботою механізмів замикача здійснюється за допомогою індукційних датчиків наближення.
Управління магнітними модулями кожної секції здійснюється з окремих пультів 8, встановлених по периферії кондуктора, управління центральними магнітними модулями і замикачем - з центрального пульта 9. Тут же знаходяться блок зв'язку з системою управління РТК та блоки живлення.
Якщо від точності фіксації в кондуктора обичайки і центрального фланця залежить в основному геометрія кістяка, то якість зварних з'єднань, що виконуються роботами, визначається точністю і стабільністю фіксації положення деталей, ними з'єднуються. Досягненню останньої мети служить додаткова стаціонарна або знімна оснащення, якою обладнаний кондуктор.
На 1-му етапі сегменти нижнього пояса укладають на опори 15, базуючи кожен технологічним отвором на один палець 18, притискають до обичайки ексцентриком 19, а до опор зверху притисками 10, через малі 12 і великі 13 проставки. Зусилля притискання достатньо, щоб усунути неплощинність сегментів, обумовлену контурній вирубкою по криволінійних поверхонь. Завдяки цьому відхилення лінії сполучення деталей не перевищують допустимого значення для кутових швів даного розміру (для катета шва 5 мм це значення становить + 1,2 мм при зазорі не більше 1,5 мм ). Цикл зварювання починається з постановки роботом на кожному стику стінок двох прихваток, які надають обичайці кільцеву жорсткість. Потім проводять приварення сегментів до обичайки переривчастими швами і в останню чергу на мідній підкладці виконують 20 стикових швів, що з'єднують сегменти між собою.
На 2-му етапі великі проставки видаляють, а на малі встановлюють чотири вузли Т-1, базуючи їх сегментами на обичайку, а спицями на циліндричні упори 21 і підпружинені п'яти 22. На центральні магнітні модулі укладають фланець, базуючи його по оправці 23, і фіксують, переводячи магніти в активний стан. На сегменти вузлів Т-1, що утворюють другий пояс жорсткості, встановлюють великі проставки і притискають ними пояс до малих проставкамі за допомогою притисків 10. Робот спочатку приварює сегменти до обичайки, потім зварює їх між собою і лише після цього приварює спиці до фланця. Досвід показав, що цей порядок виконання швів повинен суворо витримуватися. У цьому випадку поперечна усадка швів, що з'єднують сегменти з обичайкою, протікає безперешкодно і не може викликати відрив стінки від магнітів. Збільшення зазорів між сегментами, викликане деяким їх зміщенням від центру, не перевищує допустимого значення для стикових з'єднань деталей товщиною 6 мм . Нахлесточного з'єднання фланця і спиці, яке виконується в останню чергу, практично виключає дію зварювальних деформацій раніше виконаних швів на радіальне і торцеве биття кістяка барабана. Шви на фланці повинні виконуватися в діаметрально протилежних місцях і без зупинки робота. В іншому випадку усадка швів призводить до появи биття кістяка барабана, що перевищує допус-тімое. При зварюванні роботом виконання описаного порядку накладення швів гарантовано.
На 3-му етапі відкидають притиски 10, встановлюють циліндричні упори 21 та на великі проставки укладають чотири вузли Т-2, базуючи їх сегментами на обичайку, а зв'язками - на фланець і циліндричні упори. Сегменти притискають до проставкамі вертикальними 10, а до обичайки горизонтальними 11 притисками. При відпрацюванні технології зварювання кістяка виникли труднощі з виконанням кутових зварних з'єднань сегментів з обичайкою. Внаслідок малої товщини стінки метал іноді стікав по її зовнішньої поверхні, і формування шва було нестійким. Конструкцію зварного з'єднання змінили, «втопивши» сегменти на 4 мм і перетворивши тим самим кутове зварне з'єднання в Таврове. Якість таких сполук значно покращився. Для гарантованого притиснення зв'язку до фланця використовували пружність сегментів. Для цього при зборці вузлів Т-2 кілька збільшили кут між зв'язком і площиною сегмента. Пружно деформуючи останній притисками 10, повертали вузлу Т-2 необхідну геометрію і забезпечували притиск кінця зв'язку до фланця. При зварюванні верхнього пояса вплив поперечної усадки швів ускладнювався можливістю появи не тільки радіального, але і торцевого биття, так як усадочні сили могли діяти під гострим кутом до осі кістяка. Для підвищення точності розмірів у цьому випадку також дотримувалися описаний вище порядок виконання швів.
Після закінчення зварювання всі магніти переводять у пасивний стан, притиски відкидають і проставки витягують з остова. З метою виключення їх заклинювання в результаті дії зварювальних деформацій вони були виконані «ламаються». Вимкнувши фіксатори, рухливий сегмент з магнітними модулями відводять від кістяка й витягають з кондуктора за допомогою тельфера.
Система управління кондуктором пов'язана датчиками і кінцевими вимикачами з системою управління комплексом, основу якої становив комп'ютер робота. Як і в попередньому випадку, РТК-2 має два ідентичні пульта управління для кондукторів лівого і правого барабанів. Алгоритм управління РТК побудований таким чином, що при запуску з одного з пультів робот звертається до програми відповідного кондуктора, визначає, який із трьох етапів зварювання належить виконати, і контролює всі параметри готовності зварювальної оснастки і кондуктора. Якщо хоча б на одному з магнітних модулів зусилля утримання виявляється нижче норми, деталь недостатньо щільно прилягає до полюсним наконечникам, замикач не повністю обжимає обичайку, робот не починає зварювання, а на пультах кондуктора з'являються відповідні сигнали, то на дисплеї стойки управління з'являється повідомлення про причини відмови. Після їхніх вуст поранення робот виконує необхідний етап зварювання і запам'ятовує його для кожного з кондукторів. Очищення пальника здійснюється програмно після кожного зварювального циклу або по команді оператора з пульта управління.
Організовуючи роботизований комплекс РТК-2 (рис. 7), два кондуктори 7 і 2 (для лівого і правого барабанів) встановили поряд і між ними впритул - робот 3, по черзі обслуговуючий обидва кондуктора. У безпосередній близькості розташували пристрій 4 для зачистки пальники, стійку 5 системи управління, джерело 6 харчування зварювальним током.Сборочние місця огороджені статями безпеки 7, які працюють так, що при потраплянні людини на них зварювання припиняється. Для захисту людини під час збірки від нештатного переміщення робота в його бік між кондукторами встановили стійку 8 з аварійними вимикачами. Захист спрацьовує при відхиленні верхнього кінця стійки в будь-яку сторону від вертикалі більш ніж на 10 мм . Подальше виконання програми ініціюється або зі стійки робота, або з пультів 9 управління. Тельфер 10 обслуговує обидва кондуктора і переміщає зварені остови в накопичувач 11.
Організовуючи роботизований комплекс РТК-2 (рис. 7), два кондуктори 7 і 2 (для лівого і правого барабанів) встановили поряд і між ними впритул - робот 3, по черзі обслуговуючий обидва кондуктора. У безпосередній близькості розташували пристрій 4 для зачистки пальники, стійку 5 системи управління, джерело 6 харчування зварювальним струмом. Складальні місця огороджені статями безпеки 7, які працюють так, що при потраплянні людини на них зварювання припиняється. Для захисту людини під час збірки від нештатного переміщення робота в його бік між кондукторами встановили стійку 8 з аварійними вимикачами. Захист спрацьовує при відхиленні верхнього кінця стійки в будь-яку сторону від вертикалі більш ніж на 10 мм . Подальше виконання програми ініціюється або зі стійки робота, або з пультів 9 управління. Тельфер 10 обслуговує обидва кондуктора і переміщає зварені остови в накопичувач 11.
Крім того, у складі РТК-2 передбачені пристосування 12 для контролю якості стінки, стелажі 13-17 для деталей і вузлів, що входять до остов барабана, і верстак 18.
Аналіз якості зварювання показав, що кількість дефектних зварних з'єднань не перевищувало 5% від їх загального числа на цьому сайті. РТК-2 обслуговує один оператор-складальник.
Пристрій і робота РТК-3
Відповідно до прийнятої розбивкою на технологічні вузли (див. рис. 1) для завершення виготовлення барабана до його кістяка необхідно приварити чотири пояси зубчастих сегментів і гребінок і по торцю - пояс знімачів. При цьому в силі залишаються жорсткі вимоги до точності геометрії барабана. Відповідно до креслення основної базової поверхнею вузла є площина, утворена вісьмома секціями знімача, прилеглими до нижнього торця кістяка. У кінцевому рахунку всі допуски на биття барабана задані щодо цієї площини, паралельно якій розташовуються пояси гребінок, сегментів, а також обертається ротор жниварки.
З 150 зварних швів, виконуваних на даній позиції, дві третини складають прорізні шви, що прикріплюють сегменти і гребінки до остова і розташовані всередині нього. Проект передбачав конструкцію зварного з'єднання, показану на рис. 8 а. Очевидно, що таке з'єднання нетехнологічно з кількох причин. По-перше, послідовне виконання двох кутових швів неминуче викличе залишкову деформацію, що порушує перпендикулярність відносно стінки.
Врахувати таке відхилення при установці деталі у стенді складно. По-друге, доступ до одного з двох швів утруднений навіть при використанні напівавтоматичного зварювання. Попередні технологічні експерименти показали, що, зменшивши висоту виступу, що входить в проріз стінки, можна перейти до конструкції зварного з'єднання, показаної на рис. 8 б. По міцності
і обсягом наплавленого металу такий шов, схожий з електрозаклепочним, не поступається проектному, а по величині деформацій внаслідок зварювання вигідно відрізняється від нього.
Розташування прорізів на чотирьох стінках кістяка ідентично, тому зварювання прорізних швів по всьому периметру обичайки виконується при чотириразовому позиціонуванні вузла з поворотом його на 90 ° щодо горизонтально розташованої осі барабана. Необхідними умовами для цього є доступність для пальника усіх швів, достатня повторна точність позиціонування і отримання якісних з'єднань на похилій поверхні стінок.
Моделювання ситуації за допомогою системи РОБОМАКС показало, що всі шви виявляються доступними при відхиленні осі пальника від нормалі до стінки на кут до 45 °. Попередні експерименти зі зварювання з таким кутом нахилу показали, що в тих випадках, коли відхилення електрода від осі шва не перевищує 1,5 мм , Зварні з'єднання виходять якісними, в тому числі і при утопленні виступу в отворі до половини товщини стінки, а кутова деформація практично відсутня. Крім того, встановили, що формування швів, розташованих на похилих (до 40 °) частинах стінки залишається задовільним при їх зварюванні «на спуск». В іншому випадку спостерігалися протік металу і пропали. Найбільші труднощі виникли при зварюванні «на вазі» стикових швів стінок. З метою збільшення ширини шва використовували поперечні коливання електродного дроту з амплітудою 4 мм .
З огляду на сказане вище, вимоги до складально-зварювального стенду, призначеному для роботи в складі РТК-3, сформулювали таким чином:
• стенд повинен представляти собою позіционер з горизонтальним розташуванням осі обертання, що має чотири позиції, установка в які здійснюється шляхом повороту барабана на кут 90 °;
• повторна точність позиціонування вироби повинна бути не нижче ± 1,0 мм в осьовому напрямку і ± 0,3 ° по куту повороту;
• базування зібраного вузла необхідно здійснити по площині знімача;
• система базування гребінок і сегментів повинна забезпечувати їх установлення з відхиленням від паралельності основній базі не більше 0,3 мм ;
• зусилля притисків повинні бути достатніми для притиснення деталей до баз, незалежно від порушення їх проектної форми;
• елементи позиціонера не повинні погіршувати доступ пальника до зварних швах.
Відповідно до даних вимог і схемою базування, наведеної на рис. 9, був створений позиціонер, призначений для роботи в складі РТК-3. Основними вузлами позиціонера є: підстава, тримач барабана, блок ложементів, радіальний притиск, відвідна база, торцевої притиск, блок уловлювачів гребінок, панель управління.
На підставі 1 (рис. 10) розташований відвідної утримувач барабана, що представляє собою піноль 5, що обертається в підшипниковому опорі 4. Передній опорний фланець служить для установки кістяка барабана з центруванням його по отвору фланця. На задньому фланці закріплений обертається пневматичний циліндр 3, з'єднаний зі штоком б, що проходять усередині пінолі. На передній Т-подібний кінець штока надягають конусну шайбу 7. Опора пінолі закріплена на полозку 8, що приводяться в рух пневматичним циліндром 2.
У передній частині основи, під барабаном, розташований блок ложементів, призначених для фіксації гребінок і сегментів у проектному положенні щодо кістяка. Блок складається з чотирьох ложементів 11, окремо для кожного поясу деталей. Кожен ложемент встановлений на двох пружних напрямних качалка 12, завдяки яким деталі при збірці попередньо притискаються до остова, а їх виступи залишаються в пазах обичайки при її повороті. Ложементи можуть переміщатися за допомогою не тільки пружин, але і радіального притиску. Його пневматичні циліндри 13, розташовані з обох сторін ложементів, через поперечні планки 14 притискають всі п'ять поясів деталей, забезпечуючи їх щільне прилягання до остова перед зварюванням. По її закінченні циліндри відтягують ложементи вниз, звільняючи приварені деталі. Для фіксації деталей у пазах служать пневматичні притиски 15. Через штоки, пропущені крізь ложементи, пневматичний циліндр з допомогою пружних вилок притискає деталі до базової поверхні кожного ложемента, встановлюючи їх, таким чином, в проектне положення.
Основним базовим елементом позиціонера є сектор 10, на який за допомогою пальцевих фіксаторів 19 навішуються дві секції знімача. Сектор закріплений на двох стійках з повзунами 23 і переміщається важелем за допомогою потужного пневматичного циліндра 22. Будучи встановленим в робочу позицію, сектор у поєднанні з двома торцевими пневматичними притисками 16 забезпечує надійне базування барабана в осьовому напрямку. При цьому в тангенціальному напрямку його становище однозначно фіксується пальцевими фіксаторами 19, що потрапляють в технологічні отвори в сегментах кістяка. Завдяки такій системі базування, незалежно від торцевого биття кістяка, досягається сталість положення в просторі зварюваної чверті барабана, що забезпечує потрапляння електрода в місця розташування зварних швів з точністю, достатньою для отримання якісних зварних з'єднань.
Блок уловлювачів гребінок призначений для попереднього завдання положення деталей, підтиску їх до остова і утримання всього набору в процесі складання. Фіксатори 19, виконані у вигляді хитних пружних важелів 20 з клямками 21, встановлені на загальних підставах у площинах розташування гребінок і сегментів. При складанні барабан обертається за допомогою храпового механізму, який на схемі не показаний. У зоні роботи оператора-складальника розташована панель 18 з агрегатами пневмосистеми. Для контролю спрацьовування механізмів і правильності встановлення деталей при складанні передбачена система індукційних безконтактних датчиків. Позиціонер обладнаний системою витяжної вентиляції 17. Перед завантаженням кістяка позиціонер перебуває у вихідному положенні: піноль, відвідна база, торцеві притиски, осьові притиски ложементів і уловлювачі відведені в заднє положення, радіальний притиск утримує блок ложементів у верхньому положенні.
За допомогою тельфера остов встановлюють на ложементи і висувають піноль, вводячи центрирующий виступ опорного фланця в отвір фланця кістяка. Висувають вперед шток, надягають на нього конусну шайбу і, включаючи обертається пневмоцилиндр, фіксують остов на фланці пінолі. Відводять вниз блок ложементів, забезпечуючи вільне обертання кістяка. Звільняють важелі уловлювачів від клямок і, встановивши в них перший комплект деталей (займає одну восьму частину кола кістяка), притискають їх до обичайки, стежачи за попаданням виступів в прорізі. Потім з'єднують остов з храповим механізмом і повертають його на 45 °, вводячи деталі в пази ложементів. Аналогічним чином вводять другий комплект деталей і фіксують їх у ложементах осьовими притисками. На пальцеві фіксатори сектора відвідної бази навішують дві секції знімача і переводять її в робоче положення, домагаючись влучення фіксаторів в отвори кістяка. Остов і знімачі притискають до відвідної базі за допомогою торцевих пневмоциліндрів, а потім блок ложементів з деталями - до обичайки за допомогою радіальних притисків.
Попередній розрахунок і хронометраж при відпрацюванні технології показав, що цикл зварювання однієї чверті барабана триває 8 хв. За цей час оператор встигає провести збірку на позиціонері такий же його частини. Тому до складу РТК включили два позиціонера (для лівого і правого барабанів), які по черзі обслуговує один робот, розташований між ними. Схема розміщення обладнання РТК-3 наведена на рис. 11.
Остови, прийняті ВТК, оператор бере з накопичувача 8 і з допомогою тельфера 10 по черзі встановлює на обидва позиціонера 2. У процесі установки робочий знаходиться між позиціонером і роботом, на підлозі безпеки 7. Це виключає випадковий старт робота навіть при натисканні відповідної кнопки на пульті управління. Потім оператор переходить до одного з позіционеров і виробляє збірку першої чверті барабана. Закінчивши складання, він запускає робот з відповідного пульта 3 та переходить до іншого позиціонера. Система управління РТК контролює стан робота і якість збірки на позиціонері і при відсутності відхилень запускає відповідну зварювальну програму. Робот послідовно виконує зварювання сегментів, гребінок, стикового шва обичайки і знімачів.
Одночасно зі зварюванням оператор виконує складання першої чверті на другому позиціонері і з його пульта управління дає виклик робота. По завершенні зварювання на першому позиціонері проводиться очищення пальника на пристрої б, і після контролю якості складання робот починає зварювання першої чверті на другому позиціонері. В цей же час оператор збирає другу чверть барабана на першому позиціонері. Таким чином, робот, працюючи практично безперервно, за чотири етапи здійснює повну зварювання правого і лівого барабанів на обох позиціонера і йде у вихідну точку. Оператор знімає з них готові вироби та укладає на конвеєр 9, по якому барабани передаються на місце контролю та виправлення шлюбу.
Слід зазначити, що кількість і розміщення зварних швів в кожній чверті барабана відрізняються один від одного. Це не дозволило використовувати єдину зварювальну програму. Тому алгоритм роботи РТК передбачає послідовне підключення чотирьох підпрограм і контроль черговості їх виконання на кожному позиціонері. Після відключення системи управління або при необхідності зміни порядку виконання підпрограм номер потрібної підпрограми набирається на дисплеї стойки управління 4. При проміжних зупинках і ручних маніпуляціях з роботом номер підпрограми і місце її переривання запам'ятовуються, і при повторному старті робот продовжує зварювання від місця зупинки.
Якість і надійність роботи всіх РТК на ділянці, в кожної з яких входять маніпулятор, зварювальне та технологічне обладнання або оснащення, в значній мірі залежать від незмінності їх взаємного положення, чіткості та стабільності спрацьовування окремих механізмів, які задають і фіксують в просторі положення деталей, що зварюються. Для зниження втрат часу, викликаних збоями в роботі РТК, і підтримки якості зварних з'єднань на заданому рівні для всіх описаних вище РТК, були розроблені програми оперативного технологічного контролю стану обладнання та оснащення. Суть контролю полягає в періодичному вимірі відхилень від номінального положення в просторі основних базових і фіксуючих елементів технологічного обладнання, відповідальних за точність позиціонування деталей. Для вимірювань використовували робот, точність позиціонування якого становить 0,2 мм . Після закінчення налагодження обладнання РТК і виготовлення контрольної партії вузлів у місцях, доступних для пальника робота, на поверхнях контрольованих елементів (підстав, технологічних баз, упорів і притисків) наносили контрольні точки у вигляді кернів діаметром не більше 0,5 мм . На РТК-1 такі точки розташовували на рамах пристосувань, закріплених на столах, опорах жорсткостей і відкидному клиновому вкладиші; на РТК-2 - на плиті, рухомому сегменті і полюсних наконечниках всіх магнітних модулів; на РТК-3 - на підставі і на кінцях сектора 10 відвідної бази (див. рис. 11). Крім того, контрольну точку ставили на нерухомій станині самого робота. Остання служила для оцінки можливих відхилень кінця електрода. Замість мундштука в пальник вкручувати гострий конусний наконечник. У ручному режимі проводили навчальне програмування, підбиваючи пальник перпендикулярно до контрольованої поверхні так, щоб вістря наконечника торкнулося дна конусного керна, після чого пальник піднімали на 0,5 ... 1,0 мм й отриману точку заносили в пам'ять робота. Переміщуючи пальник від однієї контрольної точки до іншої, формували таким чином програму контролю. Багаторазово програмуючи одну і ту ж точку, встановили, що похибка роботи навчального оператора не перевищує 0,3 мм, а точність вимірювань у межах всієї програми становить 0,5 мм . Надалі подібний контроль проводили після заміни пальника, підналагодження або ремонту технологічного устаткування, а також при зниженні точності попадання кінця електрода на лінію стику деталей. При появі відхилень, що перевищують 1 мм (Їх значення зчитували на дисплеї системи управління роботом), знаходили і усували їх причину, після чого контроль повторювали. Досвід показав, що основними причинами зниження точності роботи устаткування і оснащення є порушення регулювань базових елементів і зміну зусиль притиснення деталей, викликане заїдання в рухомих елементах притисків. При використанні пневматичного приводу важливою є стабільність тиску в пневмосети.
Всі три описаних РТК були об'єднані в окрему ділянку роботизованою зварювання барабана. Схема розміщення обладнання на ділянці показано на рис. 12. Стандартні піддони з деталями розставляють на складеному місця за допомогою цехової кран-балки. Технологічні вузли Т-1 і Т-2, зварені на РТК-1, складують в стелажі 7 і 2 окремо для лівого і правого барабанів. Перед складанням кістяків на РТК-2 входять до них позначення стінки проходять 100%-ний контроль форми на пристосуванні 3. Його виконує оператор, що обслуговує РТК-1.
По завершенні трьохетапного процесу виготовлення кістяків на обох кондукторах вироби за допомогою тельфера передаються в накопичувачі 4. Зварені остови встановлюють у спеціальний стенд 5, на якому контролюють торцеве і радіальне биття, а також якість зварних з'єднань. Остови барабанів, визнані придатними ВТК, передаються в накопичувачі 6. Остови, що мають бракувальні ознаки, передають в ізолятор шлюбу 7, а потім на окреме робоче місце, де проводиться підварювання швів або виправлення форми шляхом місцевого нагрівання відповідних зв'язків. Кількісні результати контролю реєструються в спеціальному журналі. Їх періодична статистична обробка дозволяє судити про стабільність технологічного процесу і стан обладнання РТК. У разі появи систематичних відхилень, близьких до граничних, встановлюють причину їх виникнення і виробляють підналагодження устаткування, а при необхідності - позапланове технічне обслуговування та ремонт. Слід відзначити також, що результати контролю на цій стадії не знеособлені і використовуються для оцінки якості роботи обслуговуючих РТК операторів.
Остови барабанів за допомогою тельфера 8 встановлюють на позиціонери РТК-3, де проводять остаточну зварювання. Готові барабани передаються тельфером на підлоговий конвеєр-накопичувач 9, а потім на стенд 5, де контролюють геометричні розміри і якість зварних з'єднань. Прийняті ВТК вироби надходять на склад готової продукції 10. Барабани, що мають дефекти зварних швів або форми, передаються на робоче місце, укомплектоване кантователем 7 і напівавтоматом 11 для зварювання в середовищі вуглекислого газу, де проводиться усунення дефектів.
Аналіз роботи роботизованого технологічного ділянки показав, що не суміщеними в часі з процесом зварювання є в основному транспортні операції. Їх частка в загальній тривалості процесу не перевищує 10%. Найменш завантаженим є РТК-1, тому його операторові додатково доручено транспортування вузлів на всій ділянці. Найбільш «вузьким місцем» є операції контролю. Для їх скорочення доцільно було б, мабуть, автоматизувати процес контролю геометрії вузлів і реєстрації його результатів. Такт випуску виробів становив 40 хв.
Висновки
Досвід роботи роботизованого технологічного ділянки дозволяє укласти наступне.
1. В успішній реалізації проектів роботизованою дугового зварювання об'ємних великогабаритних конструкцій визначальну роль відіграє аналіз технологічності виробів, який слід проводити кілька разів, у міру розробки і впровадження проекту. Особливе значення має розчленовування виробу на технологічні вузли і аналіз умов, що забезпечують якість зварних з'єднань.
2. Основними вимогами при розробці технологічного устаткування і оснащення, що входять до складу РТК, є:
• забезпечення доступності зварних швів, що виконуються на даному комплексі;
• забезпечення точності і стабільності позиціонування деталей, достатніх для одержання якісних зварних з'єднань;
• реалізація в обладнанні конструктивно-технологічних рішень, що дозволяють виключити або врахувати вплив тимчасових і залишкових зварювальних деформацій на забезпечення заданих меж відхилень розмірів і геометричної форми виробу, що зварюється;
• можливість регулювання і надійна фіксація базових елементів обладнання;
• забезпечення зусилля притиснення деталей, достатнього для виключення впливу на точність позиціонування відхилень їх форми і розмірів від проектних значень.
Література
1. Медведєв С.В. Комп'ютерні технології проектування складально-зварювального остнасткі, Мінськ: Інститут техн. Кібернетики НАН Білорусі, 2000р.
2. Під редакцією Куркіна С.А., Ховова В. М. Комп'ютерне проектування і підготовка виробництва зварних конструкції: Учеб. Посібник для вузів, Москва: Видавництво МДУ ім. Баумана М. Е. , 2002 р .
Принцип дії всіх керованих постійних магнітних модулів однаковий і заснований на взаємодії магнітних полів перемагничиваемом і неперемагнічіваемих постійних магнітів, об'єднаних в модуль. Співвідношення магнітних полів цих магнітів визначає одне з двох станів модуля: активне і пасивне.
Управління магнітним потоком перемагничиваемом магніту здійснюється за допомогою охоплює його котушки. Для приведення модуля в активний стан на котушку подається імпульс постійної напруги, що доводить матеріал магніту до стану магнітного насичення. При цьому полярність імпульсу така, що магнітні потоки обох постійних магнітів складаються, направляються в прилеглу до них деталь і практично повністю в ній замикаються. Сумарне магнітне поле, яке утримує деталь, залишається практично незмінним більше 10 діб.
Для перекладу модуля в пасивний стан на котушку перемагничиваемом магніту подається електричний імпульс зворотної полярності. Магнітні потоки обох магнітів взаємно компенсуються, і сила, що утримує деталь, стає близькою до нуля.
У модуль кожного магніту вбудовані датчики сили утримання деталі і щільності її прилягання до полюсів. При повному приляганні стінки до магнітів, розташованим по зовнішньому контуру кістяка барабана, сила утримання кожного модуля дорівнює 2 кН. Зусилля, що розвивається блоком центральних магнітів, що утримують фланець, досягає 1 кН.
Ліва половина стійок модулів закріплена на плиті нерухомо, з тим, щоб робочі поверхні полюсних наконечників утворювали циліндричну поверхню діаметром
Управління магнітними модулями кожної секції здійснюється з окремих пультів 8, встановлених по периферії кондуктора, управління центральними магнітними модулями і замикачем - з центрального пульта 9. Тут же знаходяться блок зв'язку з системою управління РТК та блоки живлення.
Якщо від точності фіксації в кондуктора обичайки і центрального фланця залежить в основному геометрія кістяка, то якість зварних з'єднань, що виконуються роботами, визначається точністю і стабільністю фіксації положення деталей, ними з'єднуються. Досягненню останньої мети служить додаткова стаціонарна або знімна оснащення, якою обладнаний кондуктор.
На 1-му етапі сегменти нижнього пояса укладають на опори 15, базуючи кожен технологічним отвором на один палець 18, притискають до обичайки ексцентриком 19, а до опор зверху притисками 10, через малі 12 і великі 13 проставки. Зусилля притискання достатньо, щоб усунути неплощинність сегментів, обумовлену контурній вирубкою по криволінійних поверхонь. Завдяки цьому відхилення лінії сполучення деталей не перевищують допустимого значення для кутових швів даного розміру (для катета шва
На 2-му етапі великі проставки видаляють, а на малі встановлюють чотири вузли Т-1, базуючи їх сегментами на обичайку, а спицями на циліндричні упори 21 і підпружинені п'яти 22. На центральні магнітні модулі укладають фланець, базуючи його по оправці 23, і фіксують, переводячи магніти в активний стан. На сегменти вузлів Т-1, що утворюють другий пояс жорсткості, встановлюють великі проставки і притискають ними пояс до малих проставкамі за допомогою притисків 10. Робот спочатку приварює сегменти до обичайки, потім зварює їх між собою і лише після цього приварює спиці до фланця. Досвід показав, що цей порядок виконання швів повинен суворо витримуватися. У цьому випадку поперечна усадка швів, що з'єднують сегменти з обичайкою, протікає безперешкодно і не може викликати відрив стінки від магнітів. Збільшення зазорів між сегментами, викликане деяким їх зміщенням від центру, не перевищує допустимого значення для стикових з'єднань деталей товщиною
На 3-му етапі відкидають притиски 10, встановлюють циліндричні упори 21 та на великі проставки укладають чотири вузли Т-2, базуючи їх сегментами на обичайку, а зв'язками - на фланець і циліндричні упори. Сегменти притискають до проставкамі вертикальними 10, а до обичайки горизонтальними 11 притисками. При відпрацюванні технології зварювання кістяка виникли труднощі з виконанням кутових зварних з'єднань сегментів з обичайкою. Внаслідок малої товщини стінки метал іноді стікав по її зовнішньої поверхні, і формування шва було нестійким. Конструкцію зварного з'єднання змінили, «втопивши» сегменти на
Після закінчення зварювання всі магніти переводять у пасивний стан, притиски відкидають і проставки витягують з остова. З метою виключення їх заклинювання в результаті дії зварювальних деформацій вони були виконані «ламаються». Вимкнувши фіксатори, рухливий сегмент з магнітними модулями відводять від кістяка й витягають з кондуктора за допомогою тельфера.
Система управління кондуктором пов'язана датчиками і кінцевими вимикачами з системою управління комплексом, основу якої становив комп'ютер робота. Як і в попередньому випадку, РТК-2 має два ідентичні пульта управління для кондукторів лівого і правого барабанів. Алгоритм управління РТК побудований таким чином, що при запуску з одного з пультів робот звертається до програми відповідного кондуктора, визначає, який із трьох етапів зварювання належить виконати, і контролює всі параметри готовності зварювальної оснастки і кондуктора. Якщо хоча б на одному з магнітних модулів зусилля утримання виявляється нижче норми, деталь недостатньо щільно прилягає до полюсним наконечникам, замикач не повністю обжимає обичайку, робот не починає зварювання, а на пультах кондуктора з'являються відповідні сигнали, то на дисплеї стойки управління з'являється повідомлення про причини відмови. Після їхніх вуст поранення робот виконує необхідний етап зварювання і запам'ятовує його для кожного з кондукторів. Очищення пальника здійснюється програмно після кожного зварювального циклу або по команді оператора з пульта управління.
Організовуючи роботизований комплекс РТК-2 (рис. 7), два кондуктори 7 і 2 (для лівого і правого барабанів) встановили поряд і між ними впритул - робот 3, по черзі обслуговуючий обидва кондуктора. У безпосередній близькості розташували пристрій 4 для зачистки пальники, стійку 5 системи управління, джерело 6 харчування зварювальним током.Сборочние місця огороджені статями безпеки 7, які працюють так, що при потраплянні людини на них зварювання припиняється. Для захисту людини під час збірки від нештатного переміщення робота в його бік між кондукторами встановили стійку 8 з аварійними вимикачами. Захист спрацьовує при відхиленні верхнього кінця стійки в будь-яку сторону від вертикалі більш ніж на
Організовуючи роботизований комплекс РТК-2 (рис. 7), два кондуктори 7 і 2 (для лівого і правого барабанів) встановили поряд і між ними впритул - робот 3, по черзі обслуговуючий обидва кондуктора. У безпосередній близькості розташували пристрій 4 для зачистки пальники, стійку 5 системи управління, джерело 6 харчування зварювальним струмом. Складальні місця огороджені статями безпеки 7, які працюють так, що при потраплянні людини на них зварювання припиняється. Для захисту людини під час збірки від нештатного переміщення робота в його бік між кондукторами встановили стійку 8 з аварійними вимикачами. Захист спрацьовує при відхиленні верхнього кінця стійки в будь-яку сторону від вертикалі більш ніж на
Крім того, у складі РТК-2 передбачені пристосування 12 для контролю якості стінки, стелажі 13-17 для деталей і вузлів, що входять до остов барабана, і верстак 18.
Аналіз якості зварювання показав, що кількість дефектних зварних з'єднань не перевищувало 5% від їх загального числа на цьому сайті. РТК-2 обслуговує один оператор-складальник.
Пристрій і робота РТК-3
Відповідно до прийнятої розбивкою на технологічні вузли (див. рис. 1) для завершення виготовлення барабана до його кістяка необхідно приварити чотири пояси зубчастих сегментів і гребінок і по торцю - пояс знімачів. При цьому в силі залишаються жорсткі вимоги до точності геометрії барабана. Відповідно до креслення основної базової поверхнею вузла є площина, утворена вісьмома секціями знімача, прилеглими до нижнього торця кістяка. У кінцевому рахунку всі допуски на биття барабана задані щодо цієї площини, паралельно якій розташовуються пояси гребінок, сегментів, а також обертається ротор жниварки.
З 150 зварних швів, виконуваних на даній позиції, дві третини складають прорізні шви, що прикріплюють сегменти і гребінки до остова і розташовані всередині нього. Проект передбачав конструкцію зварного з'єднання, показану на рис. 8 а. Очевидно, що таке з'єднання нетехнологічно з кількох причин. По-перше, послідовне виконання двох кутових швів неминуче викличе залишкову деформацію, що порушує перпендикулярність відносно стінки.
Врахувати таке відхилення при установці деталі у стенді складно. По-друге, доступ до одного з двох швів утруднений навіть при використанні напівавтоматичного зварювання. Попередні технологічні експерименти показали, що, зменшивши висоту виступу, що входить в проріз стінки, можна перейти до конструкції зварного з'єднання, показаної на рис. 8 б. По міцності
і обсягом наплавленого металу такий шов, схожий з електрозаклепочним, не поступається проектному, а по величині деформацій внаслідок зварювання вигідно відрізняється від нього.
Розташування прорізів на чотирьох стінках кістяка ідентично, тому зварювання прорізних швів по всьому периметру обичайки виконується при чотириразовому позиціонуванні вузла з поворотом його на 90 ° щодо горизонтально розташованої осі барабана. Необхідними умовами для цього є доступність для пальника усіх швів, достатня повторна точність позиціонування і отримання якісних з'єднань на похилій поверхні стінок.
Моделювання ситуації за допомогою системи РОБОМАКС показало, що всі шви виявляються доступними при відхиленні осі пальника від нормалі до стінки на кут до 45 °. Попередні експерименти зі зварювання з таким кутом нахилу показали, що в тих випадках, коли відхилення електрода від осі шва не перевищує
З огляду на сказане вище, вимоги до складально-зварювального стенду, призначеному для роботи в складі РТК-3, сформулювали таким чином:
• стенд повинен представляти собою позіционер з горизонтальним розташуванням осі обертання, що має чотири позиції, установка в які здійснюється шляхом повороту барабана на кут 90 °;
• повторна точність позиціонування вироби повинна бути не нижче ±
• базування зібраного вузла необхідно здійснити по площині знімача;
• система базування гребінок і сегментів повинна забезпечувати їх установлення з відхиленням від паралельності основній базі не більше
• зусилля притисків повинні бути достатніми для притиснення деталей до баз, незалежно від порушення їх проектної форми;
• елементи позиціонера не повинні погіршувати доступ пальника до зварних швах.
Відповідно до даних вимог і схемою базування, наведеної на рис. 9, був створений позиціонер, призначений для роботи в складі РТК-3. Основними вузлами позиціонера є: підстава, тримач барабана, блок ложементів, радіальний притиск, відвідна база, торцевої притиск, блок уловлювачів гребінок, панель управління.
На підставі 1 (рис. 10) розташований відвідної утримувач барабана, що представляє собою піноль 5, що обертається в підшипниковому опорі 4. Передній опорний фланець служить для установки кістяка барабана з центруванням його по отвору фланця. На задньому фланці закріплений обертається пневматичний циліндр 3, з'єднаний зі штоком б, що проходять усередині пінолі. На передній Т-подібний кінець штока надягають конусну шайбу 7. Опора пінолі закріплена на полозку 8, що приводяться в рух пневматичним циліндром 2.
У передній частині основи, під барабаном, розташований блок ложементів, призначених для фіксації гребінок і сегментів у проектному положенні щодо кістяка. Блок складається з чотирьох ложементів 11, окремо для кожного поясу деталей. Кожен ложемент встановлений на двох пружних напрямних качалка 12, завдяки яким деталі при збірці попередньо притискаються до остова, а їх виступи залишаються в пазах обичайки при її повороті. Ложементи можуть переміщатися за допомогою не тільки пружин, але і радіального притиску. Його пневматичні циліндри 13, розташовані з обох сторін ложементів, через поперечні планки 14 притискають всі п'ять поясів деталей, забезпечуючи їх щільне прилягання до остова перед зварюванням. По її закінченні циліндри відтягують ложементи вниз, звільняючи приварені деталі. Для фіксації деталей у пазах служать пневматичні притиски 15. Через штоки, пропущені крізь ложементи, пневматичний циліндр з допомогою пружних вилок притискає деталі до базової поверхні кожного ложемента, встановлюючи їх, таким чином, в проектне положення.
Основним базовим елементом позиціонера є сектор 10, на який за допомогою пальцевих фіксаторів 19 навішуються дві секції знімача. Сектор закріплений на двох стійках з повзунами 23 і переміщається важелем за допомогою потужного пневматичного циліндра 22. Будучи встановленим в робочу позицію, сектор у поєднанні з двома торцевими пневматичними притисками 16 забезпечує надійне базування барабана в осьовому напрямку. При цьому в тангенціальному напрямку його становище однозначно фіксується пальцевими фіксаторами 19, що потрапляють в технологічні отвори в сегментах кістяка. Завдяки такій системі базування, незалежно від торцевого биття кістяка, досягається сталість положення в просторі зварюваної чверті барабана, що забезпечує потрапляння електрода в місця розташування зварних швів з точністю, достатньою для отримання якісних зварних з'єднань.
Блок уловлювачів гребінок призначений для попереднього завдання положення деталей, підтиску їх до остова і утримання всього набору в процесі складання. Фіксатори 19, виконані у вигляді хитних пружних важелів 20 з клямками 21, встановлені на загальних підставах у площинах розташування гребінок і сегментів. При складанні барабан обертається за допомогою храпового механізму, який на схемі не показаний. У зоні роботи оператора-складальника розташована панель 18 з агрегатами пневмосистеми. Для контролю спрацьовування механізмів і правильності встановлення деталей при складанні передбачена система індукційних безконтактних датчиків. Позиціонер обладнаний системою витяжної вентиляції 17. Перед завантаженням кістяка позиціонер перебуває у вихідному положенні: піноль, відвідна база, торцеві притиски, осьові притиски ложементів і уловлювачі відведені в заднє положення, радіальний притиск утримує блок ложементів у верхньому положенні.
За допомогою тельфера остов встановлюють на ложементи і висувають піноль, вводячи центрирующий виступ опорного фланця в отвір фланця кістяка. Висувають вперед шток, надягають на нього конусну шайбу і, включаючи обертається пневмоцилиндр, фіксують остов на фланці пінолі. Відводять вниз блок ложементів, забезпечуючи вільне обертання кістяка. Звільняють важелі уловлювачів від клямок і, встановивши в них перший комплект деталей (займає одну восьму частину кола кістяка), притискають їх до обичайки, стежачи за попаданням виступів в прорізі. Потім з'єднують остов з храповим механізмом і повертають його на 45 °, вводячи деталі в пази ложементів. Аналогічним чином вводять другий комплект деталей і фіксують їх у ложементах осьовими притисками. На пальцеві фіксатори сектора відвідної бази навішують дві секції знімача і переводять її в робоче положення, домагаючись влучення фіксаторів в отвори кістяка. Остов і знімачі притискають до відвідної базі за допомогою торцевих пневмоциліндрів, а потім блок ложементів з деталями - до обичайки за допомогою радіальних притисків.
Попередній розрахунок і хронометраж при відпрацюванні технології показав, що цикл зварювання однієї чверті барабана триває 8 хв. За цей час оператор встигає провести збірку на позиціонері такий же його частини. Тому до складу РТК включили два позиціонера (для лівого і правого барабанів), які по черзі обслуговує один робот, розташований між ними. Схема розміщення обладнання РТК-3 наведена на рис. 11.
Остови, прийняті ВТК, оператор бере з накопичувача 8 і з допомогою тельфера 10 по черзі встановлює на обидва позиціонера 2. У процесі установки робочий знаходиться між позиціонером і роботом, на підлозі безпеки 7. Це виключає випадковий старт робота навіть при натисканні відповідної кнопки на пульті управління. Потім оператор переходить до одного з позіционеров і виробляє збірку першої чверті барабана. Закінчивши складання, він запускає робот з відповідного пульта 3 та переходить до іншого позиціонера. Система управління РТК контролює стан робота і якість збірки на позиціонері і при відсутності відхилень запускає відповідну зварювальну програму. Робот послідовно виконує зварювання сегментів, гребінок, стикового шва обичайки і знімачів.
Одночасно зі зварюванням оператор виконує складання першої чверті на другому позиціонері і з його пульта управління дає виклик робота. По завершенні зварювання на першому позиціонері проводиться очищення пальника на пристрої б, і після контролю якості складання робот починає зварювання першої чверті на другому позиціонері. В цей же час оператор збирає другу чверть барабана на першому позиціонері. Таким чином, робот, працюючи практично безперервно, за чотири етапи здійснює повну зварювання правого і лівого барабанів на обох позиціонера і йде у вихідну точку. Оператор знімає з них готові вироби та укладає на конвеєр 9, по якому барабани передаються на місце контролю та виправлення шлюбу.
Слід зазначити, що кількість і розміщення зварних швів в кожній чверті барабана відрізняються один від одного. Це не дозволило використовувати єдину зварювальну програму. Тому алгоритм роботи РТК передбачає послідовне підключення чотирьох підпрограм і контроль черговості їх виконання на кожному позиціонері. Після відключення системи управління або при необхідності зміни порядку виконання підпрограм номер потрібної підпрограми набирається на дисплеї стойки управління 4. При проміжних зупинках і ручних маніпуляціях з роботом номер підпрограми і місце її переривання запам'ятовуються, і при повторному старті робот продовжує зварювання від місця зупинки.
Якість і надійність роботи всіх РТК на ділянці, в кожної з яких входять маніпулятор, зварювальне та технологічне обладнання або оснащення, в значній мірі залежать від незмінності їх взаємного положення, чіткості та стабільності спрацьовування окремих механізмів, які задають і фіксують в просторі положення деталей, що зварюються. Для зниження втрат часу, викликаних збоями в роботі РТК, і підтримки якості зварних з'єднань на заданому рівні для всіх описаних вище РТК, були розроблені програми оперативного технологічного контролю стану обладнання та оснащення. Суть контролю полягає в періодичному вимірі відхилень від номінального положення в просторі основних базових і фіксуючих елементів технологічного обладнання, відповідальних за точність позиціонування деталей. Для вимірювань використовували робот, точність позиціонування якого становить
Всі три описаних РТК були об'єднані в окрему ділянку роботизованою зварювання барабана. Схема розміщення обладнання на ділянці показано на рис. 12. Стандартні піддони з деталями розставляють на складеному місця за допомогою цехової кран-балки. Технологічні вузли Т-1 і Т-2, зварені на РТК-1, складують в стелажі 7 і 2 окремо для лівого і правого барабанів. Перед складанням кістяків на РТК-2 входять до них позначення стінки проходять 100%-ний контроль форми на пристосуванні 3. Його виконує оператор, що обслуговує РТК-1.
По завершенні трьохетапного процесу виготовлення кістяків на обох кондукторах вироби за допомогою тельфера передаються в накопичувачі 4. Зварені остови встановлюють у спеціальний стенд 5, на якому контролюють торцеве і радіальне биття, а також якість зварних з'єднань. Остови барабанів, визнані придатними ВТК, передаються в накопичувачі 6. Остови, що мають бракувальні ознаки, передають в ізолятор шлюбу 7, а потім на окреме робоче місце, де проводиться підварювання швів або виправлення форми шляхом місцевого нагрівання відповідних зв'язків. Кількісні результати контролю реєструються в спеціальному журналі. Їх періодична статистична обробка дозволяє судити про стабільність технологічного процесу і стан обладнання РТК. У разі появи систематичних відхилень, близьких до граничних, встановлюють причину їх виникнення і виробляють підналагодження устаткування, а при необхідності - позапланове технічне обслуговування та ремонт. Слід відзначити також, що результати контролю на цій стадії не знеособлені і використовуються для оцінки якості роботи обслуговуючих РТК операторів.
Остови барабанів за допомогою тельфера 8 встановлюють на позиціонери РТК-3, де проводять остаточну зварювання. Готові барабани передаються тельфером на підлоговий конвеєр-накопичувач 9, а потім на стенд 5, де контролюють геометричні розміри і якість зварних з'єднань. Прийняті ВТК вироби надходять на склад готової продукції 10. Барабани, що мають дефекти зварних швів або форми, передаються на робоче місце, укомплектоване кантователем 7 і напівавтоматом 11 для зварювання в середовищі вуглекислого газу, де проводиться усунення дефектів.
Аналіз роботи роботизованого технологічного ділянки показав, що не суміщеними в часі з процесом зварювання є в основному транспортні операції. Їх частка в загальній тривалості процесу не перевищує 10%. Найменш завантаженим є РТК-1, тому його операторові додатково доручено транспортування вузлів на всій ділянці. Найбільш «вузьким місцем» є операції контролю. Для їх скорочення доцільно було б, мабуть, автоматизувати процес контролю геометрії вузлів і реєстрації його результатів. Такт випуску виробів становив 40 хв.
Висновки
Досвід роботи роботизованого технологічного ділянки дозволяє укласти наступне.
1. В успішній реалізації проектів роботизованою дугового зварювання об'ємних великогабаритних конструкцій визначальну роль відіграє аналіз технологічності виробів, який слід проводити кілька разів, у міру розробки і впровадження проекту. Особливе значення має розчленовування виробу на технологічні вузли і аналіз умов, що забезпечують якість зварних з'єднань.
2. Основними вимогами при розробці технологічного устаткування і оснащення, що входять до складу РТК, є:
• забезпечення доступності зварних швів, що виконуються на даному комплексі;
• забезпечення точності і стабільності позиціонування деталей, достатніх для одержання якісних зварних з'єднань;
• реалізація в обладнанні конструктивно-технологічних рішень, що дозволяють виключити або врахувати вплив тимчасових і залишкових зварювальних деформацій на забезпечення заданих меж відхилень розмірів і геометричної форми виробу, що зварюється;
• можливість регулювання і надійна фіксація базових елементів обладнання;
• забезпечення зусилля притиснення деталей, достатнього для виключення впливу на точність позиціонування відхилень їх форми і розмірів від проектних значень.
Література
1. Медведєв С.В. Комп'ютерні технології проектування складально-зварювального остнасткі, Мінськ: Інститут техн. Кібернетики НАН Білорусі, 2000р.
2. Під редакцією Куркіна С.А., Ховова В. М. Комп'ютерне проектування і підготовка виробництва зварних конструкції: Учеб. Посібник для вузів, Москва: Видавництво МДУ ім. Баумана М. Е.