SU1468717A1 - Robotic complex - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано дл  изготовлени  деталей сложной объемной формы . Цель изобретени  - расширение технологических возможностей за счет получени  деталей и изделий сложной пространственной формы со сплошной структурой в услови х гибкого автоматизированного производства . Дл  этого робототехнический комплекс содержит основание, на котором собираютс  листовые контуры заданной формы из термопластичного материала в соответствии с чертежом детали и заданным количеством сечений. После соединени  очередного листового контура или их группы полости, формируемые этими контурами, заполн ют- -с  композиционным самотвердеюшим материалом детали, подаваемым из полости плиты прижима через ее перфорированные отверсти . После затвердевани  композита дл  изъ ти  детали листовые контуры удал ют и посредством устройства переработки отходов используют по замкнутому циклу. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. S (ЛThe invention relates to mechanical engineering and can be used for the manufacture of parts of complex volumetric shape. The purpose of the invention is the expansion of technological capabilities by obtaining parts and products of complex spatial form with a solid structure under conditions of flexible automated production. For this, the robotic complex contains a base on which leaf contours of a given shape are assembled from a thermoplastic material in accordance with the detail drawing and a predetermined number of sections. After connecting the next sheet contour or their group of cavities, formed by these contours, they are filled with self-hardening composite material, the parts supplied from the cavity of the pressure plate through its perforated holes. After the composite has hardened to remove the parts, the leaf contours are removed and, through a waste treatment device, are used in a closed loop. 2 hp f-ly, 4 ill. S (l

Description

1one

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано дл  изготовлени  деталей сложной объемной формы.The invention relates to mechanical engineering and can be used for the manufacture of parts of complex volumetric shape.

Цель изобретени  - расширение технологических возможностей,за счет обеспечени  получени  изделий сложной формы со сплошной структурой в услови х гибкого автоматизированного производства.The purpose of the invention is the expansion of technological capabilities by ensuring the production of products of complex shape with a solid structure under conditions of flexible automated production.

На фиг. 1 показана схема робототех- нического комплекса; на фиг. 2 - установочный стол; на фиг. 3 плита прижимаFIG. 1 shows a diagram of a robotic complex; in fig. 2 - installation table; in fig. 3 pressure plate

с дополн ю.шими ее элементами; на фиг. 4with additional elements; in fig. four

разрез А-А на фиг. 3.Section A-A in FIG. 3

Роботизированный комплекс (фиг. 1) содержит установку 1 раскро  и резки листа , промышленный робот 2, установочный стол 3, плиту 4 прижима, систему 5 управлени , систему 6 вакуумировани , устройство 7 подачи материала и устройство 8 переработки отходов.The robotic complex (Fig. 1) comprises a plant 1 for cutting and cutting a sheet, an industrial robot 2, an installation table 3, a pressing plate 4, a control system 5, an evacuation system 6, a material supply device 7 and a waste processing device 8.

Установка 1 раскро  и резки листа представл ет собой модуль, в котором по командным сигналам от системы 5 управлени  производитс  раскрой и вырезание листовых контуров по заданной программе. Система 5 управлени  представл ет собой электронно-вычислительный комплекс на базе микроэвм, выполн ющий следующие функции: определение конфигурации сечений вспомогательного материала с заданным ща- гом в направлении, параллельном заданному направлению формообразовани , и обработка этой информации с целью определени  размеров сечений; выдача команд на все элементы роботизированного комплекса .Installation 1 of cutting and cutting of a sheet is a module in which, according to command signals from the control system 5, cutting and cutting of sheet contours are carried out according to a predetermined program. The control system 5 is a microcomputer-based electronic-computer complex that performs the following functions: determining the configuration of the auxiliary material sections with a given tongue in a direction parallel to the specified shaping direction, and processing this information to determine the dimensions of the sections; issuing commands to all elements of the robotic complex.

Установочный стол 3 (фиг. 2) содержит имеющее каналы 9 основание 10, размещенное в направл ющем корпусе 11 с нагревател ми 12 и с устройством переработки отходов, выполненным в виде кольцеобразного коллектора 13 с отводным лотком, прикрепленного к нижней поверхности осно- вани  10, и винтового конвейера 14. Основание 10 имеет возможность вертикального перемещени  в направл ющем кор4; аThe setting table 3 (Fig. 2) comprises a base 10 having channels 9 placed in a guide body 11 with heaters 12 and with a waste processing device made in the form of a ring-shaped collector 13 with a bypass tray attached to the bottom surface of the base 10, and a screw conveyor 14. The base 10 has the possibility of vertical movement in the guide box 4; but

0000

пусе посредством ходового винта 15 на заданный шаг, равный то.тщине соедин емых между собой листовых контуров 16 в заданном количестве или толщине одного листа.by means of the lead screw 15 at a given step, equal to the thickness of interconnected leaf contours 16 in a predetermined number or thickness of one sheet.

С плитой прижима св зано устройство дл  подачи материала (фиг. 3), выполненное в виде полого цилиндра 17, установленного на перфорированное основание 18 плиты прижима 4, и герметизированной крышки 19. Внутри цилиндра 17 установпромышленного робота 2 на установочный стол 3, где этот контур присоедин етс  к уже ранее сформированным сло м листовых контуров 16, образующим опалубку дл  материала детали 28, причем первый лист на основании 18 не имеет контура и служит перегородкой дл  отверстий основани  18.A device for feeding the material (Fig. 3), made in the form of a hollow cylinder 17 mounted on a perforated base 18 of the pressing plate 4, and a sealed cover 19 is connected with a press plate. Inside the cylinder 17, install the industrial robot 2 on the setting table 3, where this contour joins already previously formed layers of sheet loops 16 forming the formwork for the material of the part 28, the first sheet on the base 18 having no contour and serving as a barrier for the holes of the base 18.

Послойное соединение контуров сечени  листового материала осуществл етс , наприлена по меньшей мере одна перегородка 20,Ю мер, склеиванием, спеканием, полимеризараздел юща  его на полости 21 и 22. Прицией, сваркой, сшиванием и т. д.The layer-by-layer connection of the contours of the section of the sheet material is carried out, for example, at least one partition 20, HU, gluing, sintering, polymerizing it on cavities 21 and 22, by priming, welding, sewing, etc.

этом полость 21 соединена с системой 23Формообразование детали происходит слевакуумировани , а полость 22 - с нако-дующим образом.By this, the cavity 21 is connected to the system 23. The formation of the part takes place a vacuum vacuum, and the cavity 22 is connected with the rest.

пителем 24 устройства подачи материала де-После установки каждого нового сло Pittel 24 material feeders de-After installing each new layer

тали в жидкотекучем состо нии при помо- j листового контура 16 (вспомогательного материала ) на основание 10 установочного сто20hoists in a fluid state with the help of j sheet contour 16 (auxiliary material) on the base 10 of the installation stand 20

2525

щи трубопровода 25. Цилиндр 17 св зан с приводом (не показан) и при помощи винта 26 имеет возможность вертикального и кругового перемещени . На основании 18 выполнены перфорированные отверсти  27, которые расположены по спирали (см. фиг. 4J с рассто нием между ее витками Я (1,6...2,1)0 и шагом h(4...6}d, причем d - диаметр перфорированных отверстий, который выбираетс  в зависимости от реологических свойств жидкотекучего материала детали.piping 25. Cylinder 17 is connected to a drive (not shown) and with the help of a screw 26 it has the possibility of vertical and circular movement. On the base 18, perforated holes 27 are made, which are arranged in a spiral (see Fig. 4J with a distance between its turns I (1.6 ... 2.1) 0 and step h (4 ... 6} d, and d is the diameter of the perforated holes, which is selected depending on the flow properties of the flowable material of the part.

Промышленный робот 2 служит дл  переноса листовых контуров 16 от установки 1 раскро  и резки листа к установочному столу 3, в частности к основанию 10.The industrial robot 2 serves to transfer the sheet loops 16 from the cutting apparatus 1 and cutting the sheet to the setting table 3, in particular to the base 10.

Листовые контуры вырезаютс , как правило , из термопластичных материалов, например полиэтилена, полистирола, воска, парафина и др. Деталь 28 изготавливаютс  из. термореактивного материала.,например раствора цемента, эпоксидной смолы, а также различных композиций на их основе, вклю- з5 ча  наполнители.Leaf outlines are usually cut from thermoplastic materials, such as polyethylene, polystyrene, wax, paraffin, etc. Part 28 is made from. thermosetting material., for example, cement mortar, epoxy resin, as well as various compositions based on them, including 5 fillers.

Роботизированный комплекс работает следующим образом.The robotic complex operates as follows.

На вход электронно-вычислительного ком., плекса системы 5 управлени  подаетс  кодированна  информаци  об изделии (на- пример, чертеж), которое необходимо получить . Программными и аппаратными средствами (пам ть, процессор) информаци  о детали преобразуетс  из одномерной формы (проекции) в трехмерную модель с по- .г следующим формированием продольных (по заданному направлению формообразовани ) сечений издели .The coded information about the product (for example, a drawing), which is to be obtained, is supplied to the input of the electronic com- plex, the plex of the control system 5. Software and hardware (memory, processor) information about the part is converted from a one-dimensional shape (projection) into a three-dimensional model with the next formation of longitudinal (in a given direction of formation) sections of the product.

Выходна  информаци  о контурах каждого формируемого в данный момент сечени  вырабатываетс  в соответствии с действительной высотой уже сформированной части издели  и преобразуетс  в технологические команды, которые в определенном пор дке поступают на установку 1 раскро  и резки листа, плиту 4 прижима и уела происходит его опускание с помощью ходового винта 15 на величину, равную толщине сло  листового контура 16 или толщине их нескольких слоев. Полученна  полость (или полости) соответствует определенному сечению детали, причем эта полость  вл етс  формообразующей опалубкой при формовании детали 28.The output information about the contours of each section being formed at a given moment is generated in accordance with the actual height of the already formed part of the product and is converted into technological teams, which in a certain order arrive at the installation 1 of cutting and cutting the sheet, the clamp plate 4 and the cut are lowered using lead screw 15 by an amount equal to the thickness of the layer of the sheet contour 16 or the thickness of several layers. The resulting cavity (or cavities) corresponds to a specific section of the part, and this cavity is a formwork during the molding of the part 28.

Плита прижима опускаетс  на опалубку, а в полости 21 посредством системы 23 создаетс  вакуум. При этом отсасываетс  воздух из полостей опалубки, подлежащих заполнению материалом детали. Одновременно с этим плита прижима при помощи винта 26 поворачиваетс  на заданный угол, 30 но не более 2п при одной лерегородке 20. За счет вакуума, образованного в полост -х опалубки, из полости 22 через перфорированные отверсти  27 вытекает жидкий материал детали и заполн ет все полости опалубки из слоев листовых контуров 16 (фиг. 2).The pressing plate is lowered onto the formwork, and a vacuum is created in the cavity 21 by means of the system 23. In doing so, air is sucked from the cavities of the formwork to be filled with the material of the part. At the same time, the pressing plate with a screw 26 is rotated at a predetermined angle, 30 but not more than 2p with one rail. 20. Due to the vacuum formed in the cavity of the formwork, liquid part material flows out of the cavity 22 through the perforated holes 27 and fills everything the cavity of the formwork of the layers of leaf contours 16 (Fig. 2).

После заполнени  полостей опалубки разрежение в полости сектора 21 плиты прижима снимаетс , и последн   при помощи винта 26 поднимаетс .After filling the cavities of the formwork, the vacuum in the cavity of the sector 21 of the pressing plate is removed and the latter is raised with the help of the screw 26.

Заверщение процесса формовани  детали происходит при переходе материала детали из жидкой фазы в твердую в результате замораживани , полимеризации, кристаллизации и при использованием других способов затвердевани .The completion of the part molding process takes place when the material of the part is transferred from the liquid phase to the solid phase as a result of freezing, polymerization, crystallization and using other methods of solidification.

Дл  изъ ти  изготовленной детали 28 в направл ющем корпусе 11 включаютс  нагреватели 12. При этом материал опалубки слоев листовых контуров разжижаетс , через каналы 9 основани  10 попадает в кольцеобразный коллектор 13 и далее направл етс  в винтовой конвейер 14 дл  переработки отходов и их последующего использовани  по. замкнутому циклу.To remove the fabricated part 28, heaters 12 are turned on in the guide casing 11. At the same time, the formwork material of the sheet layer layers is liquefied, through the channels 9 of the base 10 enters the ring-shaped collector 13 and is then sent to a screw conveyor 14 for recycling and subsequent use . closed loop.

Расположение отверстий на основании плиты прижима по спирали при повороте плиты прижима на угол до 2л позвол етThe arrangement of the holes on the base of the clamp plate in a spiral when the clamp plate is rotated up to an angle of 2 liters allows

5050

тановочный стол 3. При этом на установ-55 заполнить любую локальную полость самоке 1 из термопластичного материала выре-го различного сечени , так как хот  бы одзаетс  листовой контур соответствующегоно или несколько отверстий, расположенсечени , который перемещаетс  при помощиных по спирали, проход т над полостью.setting table 3. At the same time, on the set-55, fill any local cavity of the female 1 from a thermoplastic material of a cut-out of various sections, since at least the sheet contour of the corresponding or several holes, arranged in a section that moves with the help of a spiral, passes through the cavity .

промышленного робота 2 на установочный стол 3, где этот контур присоедин етс  к уже ранее сформированным сло м листовых контуров 16, образующим опалубку дл  материала детали 28, причем первый лист на основании 18 не имеет контура и служит перегородкой дл  отверстий основани  18.industrial robot 2 on the setting table 3, where this contour is attached to the previously formed layers of the sheet contours 16 forming the formwork for the material of the part 28, the first sheet on the base 18 does not have a contour and serves as a partition for the openings of the base 18.

Послойное соединение контуров сечени  листового материала осуществл етс , напри мер, склеиванием, спеканием, полимеризаThe layer-by-layer connection of the contours of the section of the sheet material is carried out, for example, by gluing, sintering, polymerizing

ла происходит его опускание с помощью ходового винта 15 на величину, равную толщине сло  листового контура 16 или толщине их нескольких слоев. Полученна  полость (или полости) соответствует определенному сечению детали, причем эта полость  вл етс  формообразующей опалубкой при формовании детали 28.La is its lowering using the lead screw 15 by an amount equal to the thickness of the layer of the sheet contour 16 or the thickness of several layers. The resulting cavity (or cavities) corresponds to a specific section of the part, and this cavity is a formwork during the molding of the part 28.

Плита прижима опускаетс  на опалубку, а в полости 21 посредством системы 23 создаетс  вакуум. При этом отсасываетс  воздух из полостей опалубки, подлежащих заполнению материалом детали. Одновременно с этим плита прижима при помощи винта 26 поворачиваетс  на заданный угол, но не более 2п при одной лерегородке 20. За счет вакуума, образованного в полост -х опалубки, из полости 22 через перфорированные отверсти  27 вытекает жидкий материал детали и заполн ет все полости опалубки из слоев листовых контуров 16 (фиг. 2).The pressing plate is lowered onto the formwork, and a vacuum is created in the cavity 21 by means of the system 23. In doing so, air is sucked from the cavities of the formwork to be filled with the material of the part. At the same time, the clamping plate with a screw 26 is rotated at a predetermined angle, but not more than 2p with one rail. 20. Due to the vacuum formed in the cavity of the formwork, the liquid material flows out of the cavity 22 through the perforated holes 27 and fills all the cavities formwork from layers of leaf contours 16 (Fig. 2).

г g

После заполнени  полостей опалубки разрежение в полости сектора 21 плиты прижима снимаетс , и последн   при помощи винта 26 поднимаетс .After filling the cavities of the formwork, the vacuum in the cavity of the sector 21 of the pressing plate is removed and the latter is raised with the help of the screw 26.

Заверщение процесса формовани  детали происходит при переходе материала детали из жидкой фазы в твердую в результате замораживани , полимеризации, кристаллизации и при использованием других способов затвердевани .The completion of the part molding process takes place when the material of the part is transferred from the liquid phase to the solid phase as a result of freezing, polymerization, crystallization and using other methods of solidification.

Дл  изъ ти  изготовленной детали 28 в направл ющем корпусе 11 включаютс  нагреватели 12. При этом материал опалубки слоев листовых контуров разжижаетс , через каналы 9 основани  10 попадает в кольцеобразный коллектор 13 и далее направл етс  в винтовой конвейер 14 дл  переработки отходов и их последующего использовани  по. замкнутому циклу.To remove the fabricated part 28, heaters 12 are turned on in the guide casing 11. At the same time, the formwork material of the sheet layer layers is liquefied, through the channels 9 of the base 10 enters the ring-shaped collector 13 and is then sent to a screw conveyor 14 for recycling and subsequent use . closed loop.

Расположение отверстий на основании плиты прижима по спирали при повороте плиты прижима на угол до 2л позвол етThe arrangement of the holes on the base of the clamp plate in a spiral when the clamp plate is rotated up to an angle of 2 liters allows

00

5 заполнить любую локальную полость самоШаг спирали Н выбран с таким расчетом , чтобы равномерно производить отсос воздуха из полости опалубки при повороте плиты прижима на заданный угол и создавать в этих полост х разрежение, обеспечивающее вытекание материала детали через перфорированные отверсти . Причем перфорированные отверсти  имеют такой диаметр d, чтобы при атмосферном давлении материал детали не вытекал из полости плиты прижима.5 to fill any local cavity of the self-helix H selected so as to uniformly produce air suction from the cavity of the formwork when the pressure plate is rotated at a given angle and to create a vacuum in these cavities allowing the part material to flow out through the perforated holes. Moreover, the perforated holes have a diameter d such that at atmospheric pressure the material of the part does not flow out of the cavity of the pressure plate.

Шаг Л, с которым выполнены отверсти  на плите прижима, определ етс  из услови  жесткости основани. Причем отверсти , совпадающие с перегородками, не перфорируютс  во избежание разгерметизации полости плиты.The pitch L, with which the holes on the pressure plate are made, is determined from the condition of stiffness of the base. Moreover, the holes coinciding with the partitions are not perforated in order to avoid depressurization of the cavity of the plate.

Claims (3)

Формула изобретени Invention Formula . Робототехнический комплекс, содержащий установку раскро  и резки, устройство подачи материала изделий, технологическое оборудование дл  изготовлени  издели , включающее в себ  установленный с возможностью вертикального перемещени  в направл ющем корпусе установочный стол, плиту прижима с приводом ее линейного перемещени , нагреватели, а также систему. A robotic complex containing a cutting and cutting unit, a device for feeding material of products, technological equipment for manufacturing a product, including a mounting table installed with the possibility of vertical movement in the guide housing, a clamping plate with a drive for its linear movement, heaters, and a system 00 5five 00 5five управлени , отличающийс  тем, что, с целью расщирени  технологических возможностей, он снабжен системой вакуумировани  и устройством переработки отходов, а устройство подачи материала изделий выполнено в виде накопител  материала и цилиндра по меньшей мере с двум  внутренними полост ми, закрепленного на плите прижима, причем в последней выполнены открывающиес  в полости цилиндра отверсти , при этом одна из полостей цилиндра св зана трубопроводом с накопителем материала, а друга  - с системой вакуумировани , кроме того, нагреватели расположены в направл ющем корпусе , а установочный стол выполнен с каналами , при этом устройство переработки отходов размещено под столом, а плита прижима снабжена приводом ее поворота.control, characterized in that, in order to expand the technological capabilities, it is equipped with an evacuation system and a waste treatment device, and the device for feeding the material of the products is made in the form of a storage material and a cylinder with at least two internal cavities fixed on the pressure plate, and the latter has openings opening in the cylinder cavity, with one of the cylinder cavities connected by pipeline to the material storage unit, and the other to the vacuum system, in addition, heaters p The installation table is made with channels, the waste management device is placed under the table, and the pressure plate is equipped with a drive for its rotation. 2.Комплекс по п. 1, отличающийс  тем, что отверсти  в плите расположены по спирали с рассто нием Н между ее витками , с шагом h, выбираемыми из соотношений Я (1,6-2,d,h (4-6)й, где d - диаметр отверстий.2. The complex according to claim 1, characterized in that the holes in the plate are arranged in a spiral with a distance H between its turns, with a step h chosen from the ratios I (1.6-2, d, h (4-6) nd where d is the diameter of the holes. 3.Комплекс по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что устройство переработки отходов выполнено в виде размещенного на нижней поверхности установочного стола кольцеобразного коллектора дл  сбора отходов и винтового конвейера.3. The complex of paragraphs. 1 and 2, characterized in that the waste treatment device is designed as an annular manifold placed on the lower surface of the setting table for collecting waste and a screw conveyor. иглneedles Фиг. 2FIG. 2 2323 2121 цлcl i ij C EE MM MMffii ij C EE MM MMffi фиг.Зfig.Z |Гч 1|КЧ|КМ|К Д|ГЧЧ|| Гч 1 | КЧ | КМ | К Д | ГЧЧ | 1818 л l 1818 2727 2727 Фиг, iiFIG, ii