автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Исследование, разработка и внедрение гибкого производственного модуля многопереходной листовой штамповки крупногабаритных деталей типа "балка"

МИНИСТЕРСТВО ПАЖИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ Я ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКГВСКИЯ И1.СТИТИ ПРИБОРОСТРОЙШ

ЙССЛВДСШШЕ, РАЗРАБОТКА. И ВНВДРЕНИВ ГИБКОГО ПРОИЗВОЛЗТВЕЯ1ЮГО МОДУЛЯ ШОГОПЕРЕХОДНОЙ ЛИСТОВОЙ Ш'ШШОВКЙ КРУПНОГАБАРИТНЯ ДСШНЯ ТИПА "БАЛКА"

Специальность 05л 3. об - Процессы и шишш обработки давлением Специальность 05.02.05 - Роботы, манипуляторы и робототехнические

системы

На правах рукописи

АВТОР® ЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 1992

Работа выполнена в Московском институте пржЬростроэния. Шушшй руководитель - доктор технических наук, профессор Крючков М.А.

Официальные оппоненты: • .

Заслуженный деятель науки и техники РСФСР, профессор, доктор технических наук Семенов В.И.

Доцеиг, кандидат технических наук Сувтша М.П.

Ведущая организация предприятие ВПТИТгШЛЯ, г. Москва

Защита состоится О 3 1Э93 г. в ______ часов

на засэцаяии специализированного совета К. 063.93.01 в Моекойском институте приборостроения по адресу: 107046, г. Москва, ул. Охромынка, 20.

Автореферат разослан

г.

Учень'П с -'кр'-'гарь специализированного совэта 1 ^ ппесшгх наук, доцент

_ А.П. Лмьсиая

(ЩАЯ ХЛРЛКТЕРЮТСА РАБОШ

Актуальность работы. При автоматизации листоштамповочного производства основной тенденцией является создание гибких производственных систем, основная структурная единица которых - гибкий производственный иодуль (ГШ) . В настоящее время в структуре парка прессов преобладают универсальные прессы, следовательно, при модернизации существующего производства актуальной становится задача создания ГШ на базе универсального оборудования.

Большинство существующие ГШ предназначены для обработки малогабаритных деталей. При автоматизации листовой штамповки крупногабаритных деталей на универсальных прессах известные конструкции ГШ но всегда обеспечивают возмозность реализации процессов шюго-переходной штамповки, производительность и надежность их недостаточны. Существующие технология и штамповал оснастка не отвечают условиям автоматизированного производства, а конструкции вспоыога-. телышх устройств ГШ не являются оптимальными. Поэтому весьма актуальной является задача создаиш ГГь5 нногопереходной штамповки крупногабаритных деталей с повышенными показателями эффективности.

Исследованию вопросов теории и практики при решении задач комплексной автоматизации производства аосвящеш работы С.И. Артоболевского, B.C. Еалакшша, Л.И. Волчдввича, Л.Я. Кошкина, В.А. Яхимовича, П.Н. Еелянина, Е.И. DpsBirua и других отечествешшх ученых. Существенный аклад в развитие автоматизации листоштаг¡побочного производства внесли А.Н. ¡Лалов, В.5. ilpei'tc, И.А. Норицнн, В.В. Филиппов, Е.И, Семенов, В.II. Роиановскт! и др.

Наиболее успешно задачи автоматизации решаются при использовании в составо ГОД кашптулятороп и иронц.иленшк роботов (dpi для выполнения транспортных операций и операции по загрузк-з - разгрузке штампов. В настоящее время создание автоматизированных систем ориентируется главным образом на использование универсальных н специализирован: тх ПР.

Обычно в ГШ1 используется ¡чшвер^алыше ПР со шогиш степенями П0ДВ1ЕН0СТИ, что дает возможность выполнения разнообразных операций, но при ото» us всегда используются все степени подвижности Iff, что снижает э.$ективиопгь их применения. При обеспзча-нии загрузки - разгрузки штампов а большинстве случаев достаточно использовать спецн-.лизированше IP, обладающие двумя - тремя степенями подбеяюстл.

Крупногабаритные детали обрабатываются в основном на пресса) большой мощности со станинами закрытого типа., в которых ограничен доступ к рабочей позиции пресса и требуется значительный рабочий ход манипулятора для осуществления загрузки - разгрузки штампов, что не всегда обеспечивают существующие ПР. Недостаточное быстродействие созданных ПР также снижает в фиктивность функционирования ГПМ. Следовательно, актуальной становится задача создания специализированного манипулятора для транспортировки крупногабаритных деталей в пресса со станинами закрытого типа.

Связь диссертационной работы с планами отраслей науки и народного хозяйства. Работа выполнена в соответствии с комплексной целевой общегосударственной научно-технической программой 20.16.01 "Создать на основе прогрессивной малоотходной технологии н освоил производство высокопроизводительного кузнечно-шгаыповочного оборудования, комплексов и участков в т.ч. с программный управлением!

Целью работы является исследование, разработка и внедрение гибкого производственного модуля разделительных и формообразующих -операций холоднолистовой штамповки крупногабаритных деталей на базе универсального пресса и специализированного манипулятора."

Для достижения цели в работе поставлены следующие задачи:

- разработать специализированный манипулятор, выполненный в виде плоского замкнутого шарнирного миогозвенника с параллельными между собой осями шарниров и обеспечивающий значительные перемещения выходного звена с высоким быстродействием,

- провести теоретические и экспериментальные исследования быстродействия предложенного манипулятора,

- разработать ПЫ многспереходной листовой штамповки крупногабаритных деталей на базе универсального пресса большой мощности со станиной закрытого типа и предложенного манипулятора.

Научная новизна работы. Разработана математическая модель предложенного манипулятора.

На основании разработанной математической модели:

- решена прямая задача динамики,

- проведено сравнение по быстродействию предложенного манипулятора с манипулятором типа " -ГС-А XА «г построенным по разомкнутой кинематической схеме с тремя вращательными парами, оси которых параллельны между собой, в ходе которого установлено, что предложенный манипулятор позволяет увеличить быстродействие в 1,5 рчэа.

Практическая новизна работы. Создан специализированный манипулятор с одной транспортной степенью подвижности в рабочей плоскости, позволивший в 2,85 раза увеличить среднюю скорость транспортировки крупногабаритных деталей по сравнению с серийно выпускавший манипуляторами промышленных роботов.

На базе плоского замкнутого шарнирного многозвенника с параллельными между собой осями шарниров создан универсальный манипулятор с тремя степенями подвижности в рабочей плоскости для автоматизации высокопроизводительных процессов штамповки и сборки.

Создан гибкий производственный модуль на базе универсального пресса большой мощности для выполнения как разделительннх, так и формообразующих операций при холоднолистовой штамповке крупногабаритных заготовок.

В процесса создания ГШ для расширения его технологических и функциональных возможностей разработаны новые эффективные конструкции:

- автоматически сменяемых штампов со встроенными программно управляемыми приводами, обеспечивающих итамповху заготовок без крепления верхних плит штампов к полиуну пресса и компенсирующих отсутствие автоматической регулировки закрыто.! высоты на универсальных прессах,

- устройства быстрой смэны крупногабаритных штампов, обеспечивающего замену штампов на рабочеА позиции прессу менее чем за

3 мин.,

- устройства, обеспечивающего поштучную выдачу заготовок из кассет с гарантпрованннм отделением заготовки от стопы и ориентированную укладку полуфабрикатов в кассету для промежуточного складирования с последующей' вздачей под схвати манипулятора,

- вспсиогателькшс устро&стп, обеспечивающих удаление отходов из рабочей зоны пресса и смазку заготовок или штампов,

- схЕатоз манипулятора, обеспечивающих захват как плоских, так и объегшых заготовок, полуфабржсатов и деталей без их переналадки.

Реализация результатов работы. Ожидаемый экономический эффект от внедрения специали3!фовашюго манипулятора и ГШ состав;«1 50,9 тыс. руб. на вдшнщу" оборудования в ценах 1987 г. ГШ проходит oniiTHO-npovamciffljra эксплуатация на .Рижском машиностроительном заводе "Эялар".

Апробация н публикация работ. Основные положения диссертационной работы дондадывались на научно-техническом семинаре Автоматизация технологий производства электронной техники, элок-

' S

троадгсзионше захвата и закрепляющие устройства" (г. Москва, 1391 г. ) , изложены в двух статьях н трех авторских свидетельствах СССР на изобретения.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, списка литературы из 89 наименований, прилояения и изложена на страницах машинописного текста, содержит 68 рисунков ц 5 таблиц.

краткое содкшщ РАБОТЫ -

Во введении обосновывается актуальность теш диссертация, сформулирована цель работы.

В первой главе анализируются совремзнноо состояние автоматизации листовой штамповки и направления исследований промышленных роботов и манипуляторов.

Проведен подробный анализ существующих отечественных и зарубежных Г [ЕЛ, автоматизированных и робототехнологических комплексов, " показавший, что большинство направлений, по которым ведутся разработки, связаны с автоматизацией многопереходной штамповки малогабаритных деталей. Ирн автоматизации листовой тташовкн крупногабаритных. деталей на универсальных прессах большой мощности необходимо решить проблемы, связанные с созданием эффективных устройств загрузки - разгрузки заготовок в штампы. Анализ целе- , сообразности использовании ПР при листовой штамповке показывает, что одной- из эффективных областей применения является их использование при штамповке крупногабаритных заготовок сравнительно большой массы, перемещаемых на расстояния, превосходящие радиус действия руки человека. Крупногабаритные заготовки обрабатываются в основном на прессах со станинами закрытого типа, в которых ограничен доступ к рабочей позиции. Существующие конструкции серийно выпуекаеиьк 1Р не всегда обеспечивают возможность загрузки - разгрузки штампов, установленных на таких прессах. Практически не решена проблем многопереходной штамповки на отдельных прессах этого типа.

Анализ направлений исследований манипуляторов указывает на необходимость поиска нетрадиционных реыений при создании новых ПР. Использование- замкнутых кинематических схем для реализации одной или нескольких степеней подвижности манипулятора дает ряд преимуществ по сравнении с традиционно применяемой в конструк-

€

циях манипуляторов разомкнутой кинематической схемой:

- высокую »асткостъ механизма,

- высокую точность позиционирования выгодного звена,

- приеылииую грузоподъемность,

- хорошве распределение масс в осэснишгричних конструкциях,

- высокую скорость перемещения выходного оввиа.

. Рассмотрена ыетоди, нспользуешм цля математического аодели-рования манипуляторов, сяеии которих содержат эашснутие кинематические цепи. Указанные иетода приводят практически к одной и той ае системе уравнений относигеяьно уснорениЛ и реакций связей. При использовании автоматизированных методов расчета' ьти ыетоди дам возможность составить равноценные програшш, незначительно различающиеся по объену вычислений. В тех случаях, когда реакции связей не представляют интереса, целесообразно применять уравнения Лаграша второго рода, записанное в матричной форме, применимые для описания как зташутш., так н ¡жьошиутих кинеиапгчесвих цепей.

На основании проведенного анализа уточнена, цель работы и определены задачи исследования.

Во второй главе проведен ашлни ьсймовдостй создания специализированного манипулятора на плоского ¡замкнутого механизма с одной степенью подвижности, образованного шестьо вращательными парами пятого класса, оси которых параллельны иеаду собой. Привода ведущие звеньев размещены на основании. Двизениэ ведомых звеньев кинематически связано с движением ведущих звеньев. Вздосшо звенья шарнирио соединены через промежуточное звено, на котором смонтированы сквагн. Величина прямолинейного перемещения схватов определяется длиной звеньев и ограничена, б принципа, только упруг®.»! свойствами материала звеньев.

Построена математическая модель цшнпулятора с использованием матричного ыетода. С учетом условий замкнутости кинематической цепи и симметрии цакипудлтора относительно его продольной оси получены соотношения, СЕЯЗкваицио длшш звеньев и обобщешдю координата. Принимал ао -викшнио, что с точки зрэшш мобильности наиболее выгодно использовать иашшуяячорц, ииеюцио одинакового длину звеньев, шводоно уравКЗ'ша кино дог шш манипулятора. При отработка слояноп движения схватов манипуляторе уравнение хине-

шушш ыокэт бить получено ашопгшо.

?

Для описания динамики манипулятора испольаовались уравнения Лагранжа второго рода. Звенья манипулятора перемещается s горизонтальной плоскости, поатому считалось, что потенциальная энергия манипулятора не изменяется. Кинетическая энергия К манипулятора определялась по формуле -

к* //et%rf w**"i h, <li

где фj - обобщенные скорости, /7 « 5 - число подвижных звеньев.

Рассматривая звенья манипулятора как тонкие однородные стержни длины и массы определялся след матрицы tr(ßlMj ßi * следующим образом:

ir(i}ui 8?*)* ail/3 * ^ (АГ/^г>0, < ¿jcts&J/f* *■ Cd (rffjfr i l/cc* 0i)/2 +

где G>i - ft * ... £ etj., S,'/»

Li * £ fj-

Учитывая полученные ранее соотношения ыеаду длинами звеньев и обобщенными коордиттаыи и считая независимой обобщенной координатой Ç/ , определялась кинетическая энергия манипулятора:

К т< fr/С * + a? fi/* *

* m* Qt*y/(/Û- 9 cas •*

Считая массы /Я^ ведущих и ведошлс звеньев одинаковыми, а массу /Яз промежуточного звена с размещенным на ней приводом . подъема схватов « êPm /3 , получено уравнение движения

манипулятора:

. ■ ?f ÍS- eos S/П zfr -- m, (aJ

где М- /Poi'sn , a Mf - коыенг сил, приложенный к ведущим звеньям.

Решая yp"í;2i:«5 (4; , определялось время ¿f прямолинейного перемещения схватов манипулятора при изменении обобщенной координаты в интервале [ - •*■ Т?/

jif « 4. £ « Írr> . .(5)

Доведено сравненнз времени отработки того ¡sa перемещения схватами трзхзвэнного манипулятора, построенного по схеме ВВП с параллельными мезду собой осями шарниров. Кинематическая цепь разомкнута. Сравнение проводилось из условий равенства грузоподъемности» точности позиционирования и управляющих моментов.

Для получения уравнения двкаыиш использован тот не метод, •что и для предложенного иашшулятсрд. После интегрирования уравнения дзккгная определено вр«!/я ig перенесения схватов манипулятора при йзмзнешги обобщенной координаты у/ в том же интервала t-v/¿. *-т/е] :

■¿г * £9 a , , Сб )

Как вэдно из сравнения выражений id) и (&) предложенный манипулятор отрабатывает заданное пареиещгние d 1,5 раза быстрее.

Далез рассмотрена совместимость предложенного манипулятора с технологически».! оборудованием и определен«-зависимости длюш звона от геометрических характеристик оборудования и максимальных Габаритов транспортируемой детали от длшш звена.

D третьей глава рассмотрены разработанные на основании про-■ веденного аналитического исследования конструкции манипуляторов, содержащие оаиснутуа кинеиатическую цепь для реализации одной или нескольких степеней подвюшост:!.

Манипулятор с одной транспортной степенью подвижности содержит основание и иеханизи прямолинейного перемещения, выполненный в виде шарнирного шэстновенншш, состоящего из неподвижного звена, совиепулшого с основанием, двух одинаковых пар ведущих и ведомых звеньев и променуточного звена, на котором смонтированы схваты.. При необходимости, и промехуточнсе звено встраивается

s

привод подъема схватов. Каждое ведущее увено имеет индивидуальный привод с выдвижными упорами. Кинематическая связь ведуирк и ведомых звеньев каадой пари осуществляется цепной перецачей через звездочки, неподвижно лакрепленша на основании и ведомых звеньях. Дчшщ звеньев и передаточное отношение цепной передачи подобраны таким образом, что при повороте ведущих звеньев ведомые звенья поворачиваются в противоположной направлении, а промежуточное звено вместе со схватили перемещается прямолинейно. Пневматическая схема приводов ведущих звеньев обеспечивает плевмотормежэлие схватов при юс позиционировании.

Созданный манипулятор позволил перемещать крупногабаритные заготовки на расстояние 2 м с максимальной скоростью перемещения с.уватов 6,1 л/с при требуемой точности позиционирования схватов * 0,1 мм.

Манипулятор был использован при создании ГШ многопереходной листовой штамповки. Оащцаешй экономический эффект составил 14,7 тыс. руб. на один манипулятор в ценах 1937 г.

Замкнутая кинематическая цель с вестью арзицггельними параш оси которых параллельны мея,чу собой, может обеспечить до трех.степеней подвижности манипулятора в рабочей плоскости. Зта возможное! была реализована при создании многозвенного манипулятора с элэкгр< MS.tai¡¡i4üCKHi.i приводом. Манипулятор разработан в двух вариантах неподлепил: с одноосными и двухосный»! шарнирами, ¡йхдов звано образовало двумя жестко связанными приводами, вклмчаюцими в себя элек: родвигятели с ¡глекгромагнитнымя тормозами, связашшв через цилиц'? рическую зубчатую передачу с червячными парами, червячнна колеса которых соадинегш с выходными валами звеньев.

При сборке уанкпул.чтора двухосный шарнир крепления к основанию состоит иэ трех обратимых червячных пар, в которых червячные колеса крайних пар шарнира жестко соединены с выходными валам;» соответствующих звеньев, а червяки i>t«¡x пар жестко соединены между соЗол через чераяк средчэД пары, червячное колесо которой жест ко соединено с. основанном. Двухосный Еарпир креплен.« схьпга со-с.ет trj двух обрзтияи: чарьачии. пар, чорвнчшэ колеса которых, жзегко соединены с выходными вала:.!и соответствующих звеньев, а чесанки ьтих пар хестко соединены мелду собой через а-зстзрн», np»i во%щ$ую о двгтнр» ро.Чну с закреплениям на ней схвагои.

При отмешенных эдоктромигччгниж ч.. ¡».¡и «¿^даигчгели

заторггееш и иаг:ялулдгор шиа^лге-я в ¿аданноа лодохеп/я.

/С

При определенной комбинации включенных я отключетшк тормозов и двигателей обеспечивается ре.оеняе практически всех задач при перемещении охвата не плоскости ( радиальное перемещение, вращение относительно оси кропления к основанию, плоскопараллельное перемещение или комбинация втюс движении ), а так о» подъем или • вращение схвата.

Манипулятор был использован при создании ГШ порошковой металлургии для стапелироваяия спрессованных деталей перед загрузкой их в вакуумную печь н может быть использован при автоматизации операция сборки.

Для решения ряда проблем, связанных с обработкой крупногабаритных заготовок на единичных прессах большой мощности, под руководством автора был разработан Г1У, обеспечивающий выполнение иак разделительных, так и формообразующих операций при многопереходной листовой штамповке. В качестве типовой детали рассматривалась полоса с размерами 1,2 х 101 х 1020 ыа, ПИ разработан на базе двухкривошипного пресса модели КА 3732 с номинальным усилием 160О кН. В качестве устройства, обеспечивающего загрузку - разгрузку штампов, использован специализированный манипулятор с двумя степенями подвтжностн.

При создании ГШ была разработана новая технология обработки типовой детали и спроектированы новые быстросъешше штампы. ГЯМ обеспечивает выполнение следуткцих функций:

- поштучную выдачу заготовок из кассет и перемещение их в штамп,

- межпозиционное перемещение заготовок а полуфабрикатов,

- складирование в кассчту полуфабрикатов,

- удаление из иташта отлтампованш« деталей,

- удаление отходов,

- смазку поверхности заготовки, полуфабриката или штампа,

- смв!г/ штампов на рабочей по-кц'.м пресса.

ГГМ состоит из снстеиы управления, пресс», штампов первого и второго переходов, устройства раскрытия штампов, устролства фиксации шта." ;ов, устройства прижима ¡синих пм:гг штампов, устройства подъема г.тампов, привода лиав.шого пзролгеи^ния дтамяов в направляющих, смонтированных на пэдзтамповой на.гге пзрпекгжу-лярно ,'ренту пресса, («.«ятулягор» со с<вят\чя, установленного на одной основан.«! с усгр-'..сгвом птитучиьй вццачи а снладирлвания заготовок или полуфабрикатов, устройстве сбор» я удалений отходов, устройства с«аэки заготовок или ита!.«юв, двух позиционного

//

приводного поворотного стола, установленного на подцтамповой плите.

Определена следующая схема работы штампов: '

- нижняя плита устанавливается на центрирующие пальцы устройства фиксации штампов и поджимается к яодотамповой плите пп^^с^^шми клиньями устройства прижима н^иц

- верхняя плита штампа не крепится к ползуну пресса,

- направляющие втулка и колонки штампов выполнены в виде пнеомо-цшшндров. 7-де направляюще втулки выполняют роль корпусо» ци-ли^ров, а колонки - плунжеров,

- подвод сжатого воздуха в рабочие полости Ц*лицдров осуществляется через отверстия в нижней плита, уплотнение разьемов происходит автоматически при установке штампа на рабочую позиции • пресса.

Применение подобной схемы позволило использовать в конструкциях автоматически сменяемых штампов пневмопривода для, например, перемещения клиньев и т.п. Управление пневмоприводами осуществлялось от системы управления ГОД.

Опытная эксплуатация штампов, созданных по приведенной слемз, показала цх эффективность и высокую работоспособность. Стойкость штампа первого перехода при штамповке типовой детали увеличились в три ра^а и составила 60 тыс. ударов.

Согласованная работа устройства подъема штампов, привода линейного перемещения штампов и двухпоысционного приводного поиорог-цого стода позволяет осуществлять быструю смену крупногабаритны-; штампов с размерами в плане 350 х 1500 ш и массой 1500 кг ыии.о чем за 3 мин. ' .

Расширение технологических н функциональных возможностей ГНИ достигнуто за счет создания аффективных успомогателышх устроен:

- ус чойство поштучной выдачи н складирования заготовок или ■ фабрикатов обеспечивает гарантцровадноз отделение оаготоики i стопы ^а счет упругого изгиба заготошн установленные на ¡ л з-нш высотах подпрушшешшш вакуумнывд схватома, ориентиров^.! нуш укладку полуфабрикатов в кассету для промежуточного складирования, используя тот ке датчик уровня, что и при захвате заготовка, выдачу под схвати ианипулягора. как заготовок, так и полуфабрикатов,

- устройство сбора и удалении отходов шаолнано в веде приводного транспортера и размещено в пазу подштаиповой плиты параллельно фронту пресса, . - •

- смазка заготовок или штампов осуществляется распылением смазочного состава из управляемых форсунок, при этом подача смазки идет пэ открнтнт емкостей, в которых автоматически поддерживается постоянный уровень, подпятка идет из герметичного маслобака''

- для захвата как плоских, так и объемных "заготовок, полуфабрикатов и деталей схваты манипулятора выполнены в воде подпружиненных электромагнитов, установленных на двух линейках, связанных с приводом подъема схватов манипулятора.

Далее в работе приведено описания структуры системы управления ГПМ и дан перечень и состояние опрашиваема* датчиков и их функциональное назначение, а также перечень программно управляемых приводов и примеры блок-схем управляющих подпрограмм.

Созданный ГШ проходит опытно-промышленную эксплуатацию на Рижском машиностроительном заводе "Эллар". Ожидаемый экономический эффект от внедрения одного ГШ составил 36,2 тыс. руб. в ценах 1987 г. .

В четвертой главе проведено исследование быстродействия специализированного манипулятора. Теоретическое время перемещения схватов манипулятора при изменении обобщенной координаты в интервала [-■1(77/3,+МГ/З] вычислялось на диалоговом вычислительном комплексе ДВК - 2 по приближенным методам с использованием уравнения (4^ движения манипулятора и составило- t а 1,40 с. За пто вреш схваты манипулятора перемещались на *tom 1,97 и со средней скоростью ~X¡o ■ 2,85 и/с. При прохождении продольной оси симметрии манипулятора максимальная скорость перемещения схватов составила igo - 6,1 м/с. При моделировании били приняты следующие условия: масса ведущего звона 3,6 кг, масса схв&та-виесте с массой промежуточного звена и привода подъема "74»9,б кг.

Экспериментальные исследования проводились на опытной образце манипулятора в составе ГПМ в производственных условиях. Метод исследования заключался в измерении времени перемещения схватов из одного крайнего положения э другое. Для этого измерялось время движения поршня цилиндра пневмопривода ведущего звена, соответствующее времени от прохождения коман.цы на включения таймера и шюв-моклапана системы управления до срабатывания соответствующего датчика и отключения таймера.•Измерительный комплекс включал в собя ДВК - 2, сопряженный с системой управления ГПМ. В качестве таймера использован внутренний таймер мшсроЭВМ. Среднее время перемещения схватов составило ta я 1,52 е., что подтвердило результаты теоретической оценки быстродействия манипулятора.

ОБЩИЕ ШВОД

1. Анализ состояния автоматизации листовой штамповки крупногабаритных: заготовок показал, что известные ГПМ не всегда обеспечивают возможность реализации процессор тогоаврвхоцной штаиловка на универсалышх прессах со станиной загритого типа. Производительность и надежность их недостаточны, конструкции вспомогательных устройств ГПМ, в т.ч. манипуляторов, не являются оптимальными, существующая технология и штампован оснастка не отвечают условиям автоматизированного производства. Поэтому весьма актуальной является задача создания ГПК многопереходной штамповки крупногабаритных заготовок с повышенными показателями эффективности.

2. По результатам проведенного анализа направлений исследований ПР предложено использовать для загрузки - разгрузки заготовок, полуфабрикатов и деталей В рабочую зону пресса манипулятор, выполненный в виде плоского замкнутого иарнирного многозвенника

с параллелышми между собой, осями шарниров, обеспечивающего по сравнению с известными .конструкциям« высокую жесткость иаханнзш, приамлииую грузоподъемность и высокую скорость перемещения выходного звена, .

3. Математическое моделирование предложенного манипулятора позволил'

- решить прямую задачу динамики,

- провести сравнение по быстродействии предложенного манипулятора с манипуляторои типа ¿САНА , построенным по разомкнутой кинематической с^ема с тремя вращательными парами, оси которых параллэльвд нейду собой, Р ходе которого установлено, что прод-

-¡деншй манипулятор позволяет увеличить быстродействие в 1,6 раза.

4. Создан спэциадизироватиП 'манипулятор с одной транспортной степенью подвютости в рабочей плоскости, позволивший в 2,85 раза увеличить среднюю скорость транспортирован крупногабаритных заготовок в пресса со станиной закрытого типа по сравнения с серийно аыпускаещши манипуляторами провдэлвнных роботов.

5. Экспериментальные ицсда.цонаниа "питного образца специализированного манипулятора подтвердили , вульгаты теоретического исследования быстродействия манипулятора, ^схождение экспериментальных и т8орат((чэсй{(2 вначеннй времена отработки заданного перемещения нэ превышает 5 $.

6. На базе плоского замкнутого шарнирного многозвенннка с параллелыгшот меяду собой осями парниров создан универсальный манипулятор с тремя степенями подвижности в рабочей плоскости для < автоматизации высокопроизводительных процессов штамповки и сборки.

7. Создал гибкий производственный модуль на базе универсального пресса большой мощности для выполнения как разделительных, тал к формообразующие операция при холоднолкстов^й штамповке крупногабаритна* заготовок, прл ото» разработаны новые оффелтив-ныв конструкции:

- автоматически сменявши: пташтов со пстроеннши программно управляешь приводами, обеспечивающих штаотовку заготовок без крепления верхних плит штампов к ползуну пресса и коыпеиеирую-иргх отсутствие автоматической регулировки закрытой высоты на универсальных прессах,

- устройства быстрой снены крупногабаритных штампов, обеспечивающего замену птампов на рабочей позиция пресса менее чем за

3 мин.,

- устройстса, обеспечивающего-поштучную выдачу заготовок из кас-' сот о гарантированным отдалением заготовил от стопы и ориентированную укладку полуфабрикатов в кассету для прэнежуточного складирования' с последующей выдаче!? под схваты манипулятора,

- вспомогательных устройств, обеспечивающих удаление отходов из рабочей зоны пресса и смазку заготовок или оттягов,

- схватов манипулятора, обеспечивачхцгос захват как плоских, так и объемных заготовок, полуфабрикатов и детален без их переналадки.

8. Ожидаемый экономический эффект от внедрения специализированного манипулятора и ГШ составит 50,9 тыс. руб. на единицу оборудования в ценах Г.'87 г. На конструкции специализированного

н универсального манипуляторов, а также на гибкий производственный модуль холоднолистовой штамповки получены три авторских свидетельства СССР на изобретения.

Основнке положения диссертаций опубликованы в пяти печатных работах.

1. Ручкин Л.В., Крючков W.A. Исследование дшгле.чия манипулятора, построенного по замкнутой кинематической схеме ВВЕВВВ с параллельными осями. И Автоматизация и моделирование в производстве приборов: Межвузовский сборник научных тркдов. - U.: МИЛ,- FJ83. - С. 82 - 88.

2. Ручкии Л.В., Крючков 'i.A.. АмоматизирсванниЯ комплекс для двухпереходнод штамповки деталей типа "балка". // Автомати-

// .

аацня технологии производства влевтронной техники: Махвуэовскнй сборник научных трудов. - М,, 1992. - С. 82 - 90.

3. Л.с. 1502080 СССР, ШИ4 В 21 Д 43 / 00, В 30 В 15 / 30. Гибкий производственный модуль для холоднолистовой штамповки /

Л.В. Ручкин, В.В. Ленчевский, В.Е. Лихтенштейн. // Б.И. - 19^0. -г *» 34.

4. А.с. 1414625 СССР, ШИ4 В 25 -Э 9/00. Манипулятор / Л.В. Ручкин // Б.И. - 1388. - 9 29.

5. Заявка 419435С/25-27, 1КИ4 В 25 J II / 00. Манипулятор / Л.В. Ручкин, В.Е. Мартынов. // Положительное решение ВНШГПЭ от 23.11.83.

Подп. в печать 15.12.92 г. оО;.е» I д. д. Тирад ТООаьз. За к. №4.2 Ротапринт ЦШ