При крупносерийном изготовлении крупных поковок с массой 1—20 т для загрузки печей и подачи заготовок к молотам, печам и прессам часто применяют манипуляторы, которые полностью механизируют все вспомогательные работы и могут производить следующие операции: захватывание заготовки клещами, вращение ее вокруг своей оси, передвижение заготовки в горизонтальном направлении, вдоль фронта печей или молотов, ее подъем и опускание.
Грузоподъемность манипулятора назначают в зависимости от усилия пресса.
При грузоподъемности до 2 т манипуляторы могут выполняться подвесными в виде удлиненных кантователей с клещевым захватом, подвешиваемыми за две точки к двум спаренным тележкам балочного типа или мостового крана. Спаренные тележки управляются специальным контроллером, обеспечивающим как синхронный подъем и спуск двумя лебедками, так и раздельный.
Для управления кантователем с пола применяют двухкнопочный пульт управления. Принципиально возможно управление всеми движениями манипулятора с подвесного пульта. Конструкция манипулятора рассчитана на работу ковочного пресса с числом ходов 40— 60 мин-1. Соответственно этому частота включений механизма движения должна быть рассчитана на ПВ = 100%. Частота вращения кантователя 18 мин-1, усилие зажима кантователя у манипулятора 24 кН. При большей грузоподъемности применяют напольные манипуляторы, механизмы которых смонтированы на самоходной рельсовой платформе или безрельсовом шасси. Безрельсовые манипуляторы легкого типа (до 500 кг) монтируют на трехколесном шасси с резиновым ходом, они отличаются от безрельсовых загрузочных машин тем, что хобот снабжен клещами для захвата нагретой заготовки.
Производительность прессов и молотов при обслуживании их манипуляторами увеличивается по сравнению с обслуживанием крюковыми кранами в сочетании с кантователями, поэтому у каждого молота или пресса устанавливают по две камерные печи. При безрельсовых манипуляторах, не имеющих на шасси специального механизма вращения в горизонтальной плоскости, печи устанавливают под углом 90° друг к другу (45° к оси пресса или молота). Труд оператора облегчается при частичной автоматизации, исключающей необходимость управления поворотом манипулятора на 45° комбинированным движением его колес. Для этого в центре пересечения осей печей и ковочного пресса устанавливают стационарный поворотный круг, автоматически поворачивающийся на 45° при наезде машины на упор с одновременной подготовкой реверса для перемены хода с заднего на передний.
Типы манипуляторов и схемы их установки
При грузоподъемности свыше 5 т применяют только напольные рельсовые манипуляторы, подразделяющиеся на пять типов:
I — мостовой неповоротный с тележкой, несущей хобот,
поворачивающий заготовку вокруг горизонтальной оси с качением в вертикальной плоскости;
— мостовой с поворотной тележкой, несущей хобот, который кроме вышеуказанных движений может поворачиваться в горизонтальной плоскости на 180°, так как смонтирован на поворотном круге тележки;
—тележечный, без моста, с хоботом, не вращающимся в горизонтальной плоскости;
— тележечный, поворотный на 360°, без моста;
— мостовой поворотный.
Грузоподъемность напольных рельсовых манипуляторов до 80 т.
Основным назначением манипуляторов любого типа при ковке является поддержка и поворот заготовки под молотом. При этом должны быть обеспечены кантовка заготовок, быстрота и точность захвата и возможность быстрой подачи заготовки вдоль бойка. Манипуляторы III типа, не имеющие поворота в горизонтальной плоскости, предназначены только для операции ковки. Они не могут осуществлять передачу нагретой заготовки непосредственно из печи под пресс. Это производит рельсовая загрузочная машина, передающая заготовку через пресс «из клещей в клещи». Манипуляторы IV типа не могут совершать движений заготовки в направлении, перпендикулярном рельсовому пути тележки, поэтому печь располагается только напротив молота или пресса. Это является недостатком манипуляторов такого типа, так как при этом невозможна установка двух печей для обеспечения полного использования пресса. Поэтому более универсальными и предпочтительными являются манипуляторы I, II и V типов.
При работе на манипуляторах крайне важную роль играет хотя бы частичная, автоматизация управления, так как машинисту приходится в процессе ковки производить частичное включение механизмов вращения хобота и подачи или осадки заготовки, причем весьма существенно, чтобы движение рукоятки управления тем или иным механизмом осуществлялось в направлении движения самого механизма. Наиболее удобными и целесообразными приборами являются однорукояточные девятипозиционные пульты управления с встроенной в рукоятку кнопкой.
При установке на манипуляторе пульта с двумя однорукояточными командоаппаратами и магнитных станций он может подавать следующие команды:
Левый командоаппарат Номер
Выключены и заторможены О все электродвигатели Качание хобота:
вверх 1
вниз 2
Поворот платформы:
влево 3
вправо 4
Поворот платформы влево 5 с подачей заготовки назад Поворот платформы вправо 6 с подачей заготовки назад Поворот платформы влево 7 с качанием хобота Поворот платформы вправо 8 с качанием хобота
Качание хобота на 1-й скорости 1 или 2 при I и II позициях
Правый командоаппарат
Выключены и заторможены все электродвигатели Подача заготовки: назад вперед
Вращение заготовки вокруг своей оси: влево вправо
Вращение заготовки влево с подачей назад
Вращение заготовки вправо с подачей назад
Подача заготовки вперед с вращением ее влево вокруг оси Подача заготовки вперед с вращением ее вправо вокруг оси Нажата правая кнопка Медленная подача при I и II позициях
Роботы явились дальнейшим развитием манипуляторов. Первое их поколение имело в своем составе хобот с автоматическим захватом для штучных грузов цилиндрической или призматической формы с раздвигающимися и сдвигающимися лапами и вращением вокруг оси хобота, а также станину. Они отличались конструктивными особенностями, определяющимися их конкретным применением и местом работы.
Одним из них является транспортное оборудование станков при механической обработке различных деталей, т. е. выполнение таких операций: снятие обработанной детали со станка и укладка ее в строго определенное место, захват из другого места подлежащей обработке детали и установка ее между центрами или на стол станка с последующим снятием ее по сигналу оператора или от программного устройства. Повышение производительности рабочих машин возможно за счет уменьшения вспомогательного времени на обслуживание, например сокращения времени ожидания от момента снятия детали до установки новой тем же роботом. Для этого каждое рабочее место должно иметь два специализированных и связанными друг с другом программным устройством робота — один для снятия, другой для установки детали. Каждый из роботов имеет телескопический, часто сочлененный хобот в виде руки, позволяющий захватывать и устанавливать детали в пределах заданного транспортного поля. Привод механизмов роботов гидравлический. Грузоподъемность определяется максимальной массой детали, чаще всего она небольшая (25 кг).
В настоящее время разработаны для специальных целей и более сложные роботы, снабженные некоторыми органами чувств — слухом (например, воспринимающие команды человеческим голосом), зрением (воспринимающие форму и цвет предмета и сравнивающие их с заданными для нахождения в видимом транспортном поле нужного предмета и выполняющие по нахождению его требуемую операцию).
Основная область применения роботов — выполнение утомительных и тяжелых работ, а также работ во вредных для здоровья людей условиях. В зависимости от условий работы роботы могут выполняться либо с дистанционным управлением — полуавтоматическим (кнопочным или ключевым по команде оператора), либо с программным управлением по заданной программе без участия оператора. Первые — с дистанционным управлением при визуальном или телевизионном наблюдении — предназначены для работы во вредных для человека условиях, вторые — для однообразных монотонных операций, весьма утомительных при ручных работах.
