Россия
В статье подтверждена оправданность применения роботизации – механизации производственных процессов. Делается акцент на сохранение от автоматизации здоровья человека, вследствие вывода его из зон опасности. Показано изменение чертежа детали «Корпус» после введения роботизации, которое, как следствие, позволило сэкономить значительное количество дорогостоящего материала (Al-сплава).
роботизация, автоматизация, механизация, поковка
В настоящее время с целью повышения производительности труда, уменьшения физических нагрузок на исполнителей, при выполнении монотонных операций горячего объемного деформирования металлов, в кузнечно-прессовых цехах машиностроительных предприятий принято считать, что одними из основных задач современного производства являются вопросы роботизации, автоматизации, механизации выполнения трудоемких операций, особенно в процессах изготовления крупногабаритных штампованных поковок.
Универсальные устройства с программным управлением, к числу которых относятся промышленные роботы, являются эффективными средствами автоматизации и механизации ручного труда, особенно циклически повторяющихся технологических процессов [1], выполняемых в условиях вредной для здоровья повышенной температуры, опасного производства и тяжелого физического труда.
Промышленные роботы используются для быстро переналаживаемых систем связи отдельных единиц оборудований друг с другом, перемещая заготовку от одного оборудования к другому [2], как, производя подачу нагретых заготовок до температуры деформирования в зону пресса в штамп, удаления готовой продукции. Роботизация – механизация участка позволяет вывести производственного рабочего кузнеца-штамповщика из опасной зоны, управлять процессом на расстоянии, поэтому значительно повышается производительность труда и снижает производственный травматизм.
Необходимо учесть, что при разработке программы роботизации – механизации выполнения трудоемких технологических процессов на отдельных участках кузнечно-прессового цеха не должна быть узконаправленной, роботизация не самоцель, а необходим комплексный подход, и одновременно рассмотреть возможность уменьшения нормы расхода материала, уменьшения количества переходов, повышения производительности труда, начиная с пересмотра действующих чертежей штампованных поковок. При таком анализе экономический эффект от внедрения в производство программы, предусматривающей комплексный подход к роботизации-механизации цеха, участка, значительно повышается.
Несмотря на значительные материальные вложения в программу по роботизации участка или цеха, как затраты на переустановку оборудования, закупка робота, комплектующих, монтаж, разработка программы, переработка оснастки и неучтенные дополнительные затраты, срок окупаемости комплексной программы существенно сокращается и составляет не более 1–1,5 лет.
На рис. 1 показан участок роботизации по изготовлению крупногабаритной штампованной поковки [3].
Гибкая производственная ячейка – участок состоит из следующих технологических оборудований и узлов:
- Робот-манипулятор.
- Транспортер подачи исходных заготовок.
- Исходная заготовка.
- Электрическая карусельная печь для нагрева исходных заготовок под операцию деформирования с загрузочно-выгрузочным окном.
- Вращающийся «под» электрической печи.
- Выталкиватель матрицы.
- Транспортер для удаления готовой продукции.
- Готовая продукция.
- Тара для готовой продукции.
- Матрица.
- Установка изотермическая газовая, УИГ 700.
- Двухпроводная газовая горелка.
- Гидравлический пресс модели ПА 2642, неподвижный стол, водоохлаждаемая подштамповая плита.
- Стяжные колонны гидравлического пресса.
На рис. 2 показан конструкторский чертеж, окончательно механически обработанной детали «Корпус», и с целью повышения прочностных – механических свойств, необходимо выполнить специфические требования, как направления волокна расположенной по конфигурации контура чертежа.
По существующему технологическому процессу ранее, исходя из габаритных размеров и с учетом выполнения требований технических условий, разработан чертеж крупногабаритной штампованной поковки (рис. 3а), и которая изготавливается по настоящее время.
С учетом изложенного и необходимостью комплексного подхода к роботизации – механизации трудоемких работ на участке и с целью повышения коэффициента использования металла переработан чертеж штампованной поковки, на рис. 3б – штампованная поковка с измененными геометрическими размерами и с учетом минимальных технологических напусков и припусков.
Переработка чертежа штампованной поковки с уменьшенными припусками и напусками (рис. 3б) позволила экономить 0,63 кг дорогостоящего Al-сплава на изготовление одной поковки, уменьшить норму расхода материала, сократить количество переходов, повысить качество и производительность труда, как в кузнечном цехе, так и механических цехах.
Комплексный подход при разработке мероприятий по роботизации выполнения технологических процессов, особенно при изготовлении крупногабаритных поковок в кузнечно-прессовых цехах, позволяет значительно сократить срок окупаемости произведенных материальных затрат, в конечном счете повышая эффективность производства.
Заключение
В результате работы было показано, что роботизация – механизация – необходимый процесс. Применение его оправдано многими факторами. При изготовлении детали «Корпус» автоматизация позволит минимизировать контакт человека с опасной средой, в которой работник находится в настоящий момент. Кроме того, как и следовало ожидать, применение роботизации значительно ускорит процесс и позволит сэкономить предприятию дорогостоящий Al-сплав.
1. Мартинов Г.М., Сосонкин В.Л. Системы числового программного управления: учебное пособие для высших учебных заведений. - Москва: Логос, 2005. - С. 296.
2. Нежметдинов Р.А., Кулиев А.У. Реализация распределенной системы управления гибкой производственной ячейкой на базе логических контроллеров российского производства//Сборник: Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (CAD/CAM/PDM-2010)Труды международной конференции. - 2010. - С. 200-202.
3. Искандарова В.Г. Автоматизация гибкой производственной ячейки по изготовлению крупногабаритной штампованной поковки типа «Корпус»//Журнал технических исследований. - 2019. - №4. - С. 50-52.
4. Аюпов Т.Х., Каримов Р.Х., Калинин Э.С. Установка для изотермического деформирования мод. «УИГ-700» // КШП. - 1989. - №9. - С. 31-33.
