RU2256526C2

RU2256526C2 - Automatic line for making bent articles

Info

Publication number: RU2256526C2
Application number: RU2003117819/02A
Authority: RU
Inventors: Виктор Львович Гилелес (BY); Виктор Львович Гилелес; Марк Леопольдович Дворкин (BY); Марк Леопольдович Дворкин; Владимир Константинович Швайкин (BY); Владимир Константинович Швайкин
Original assignee: Производственное республиканское унитарное предприятие "Минский автомобильный завод" (РУП "МАЗ")
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2005-07-20

Abstract

FIELD: plastic working of metals, namely apparatuses for bending blanks of metallic shapes such as rods, tubes, wire.

SUBSTANCE: automatic line includes loading apparatus, transporting system and working station provided with device for induction heating of blank and bending machine. Automatic line also has second working station having device for induction heating of blank and bending machine. Working station are arranged symmetrically relative to common loading apparatus. Device for induction heating of each station includes two or more successively arranged heating units. Transporting system is mounted with possibility of performing alternating successive motion, heating and bending of blank at each working station mounted with possibility of separate readjustment. Each bending machine includes in addition mechanism for discharging articles.

EFFECT: enhanced efficiency, possibility of rapid readjustment for making article of other type and size without interrupting operation of automatic line.

2 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для гибки заготовок из профильного металла типа прутков, труб, проволоки, например валов стабилизаторов автомобилей.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to devices for bending billets of profile metal such as rods, pipes, wires, for example, shaft stabilizers of automobiles.

Известно устройство - станок с отклоняющим роликом для получения изогнутых изделий, включающий механизм подачи, устройство нагрева - индуктор, механизм зажима заготовки, механизм гибки, выполненный в виде отклоняющего гибочного ролика и направляющего ролика, и системы охлаждения. (Гальперин А.И. Машины и оборудование для изготовления криволинейных участков трубопроводов. М.: Недра. - 1983. - С.133-137, рис.54а, 55).A device is known - a machine with a deflecting roller for obtaining curved products, including a feeding mechanism, a heating device - an inductor, a workpiece clamping mechanism, a bending mechanism made in the form of a deflecting bending roller and a guide roller, and a cooling system. (Halperin A.I. Machines and equipment for the manufacture of curved sections of pipelines. M .: Nedra. - 1983. - S.133-137, Fig. 54a, 55).

Недостатком данной конструкции является низкая производительность.The disadvantage of this design is the low productivity.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является автоматическая линия изготовления крутоизогнутых отводов, включающая устройство для загрузки, нагревательную установку и приспособление для изготовления крутоизогнутых отводов. Приспособление для изготовления крутоизогнутых отводов включает станину, на которой размещен механизм гибки, состоящий из матрицы и гибочных секторов. Автоматическая линия имеет транспортное устройство, включающее привод подачи нагревательной установки с направляющим лотком и механизм подачи приспособления для изготовления крутоизогнутых отводов. Удаление готового изделия происходит под действием собственного веса. (А.с. СССР №721164, МПК В 21 D 7/04, публ. 15.03.80 г., бюл. №10).The closest in technical essence and the achieved result is an automatic production line of steeply curved bends, including a loading device, a heating installation and a device for manufacturing steeply bent bends. A device for manufacturing steeply curved bends includes a bed on which a bending mechanism is placed, consisting of a matrix and bending sectors. The automatic line has a transport device, including a feed drive of the heating unit with a guide tray and a feed mechanism for the manufacture of steeply bent bends. Removing the finished product occurs under the influence of its own weight. (USSR AS No. 721164, IPC B 21 D 7/04, publ. March 15, 1980, bull. No. 10).

Недостатком данной конструкции является низкие производительность и надежность автоматической линии, а также невозможность переналадки линии для изготовления другого типоразмера изделий без остановки автоматической линии.The disadvantage of this design is the low productivity and reliability of the automatic line, as well as the inability to readjust the line for the manufacture of a different size of products without stopping the automatic line.

Задачей изобретения является повышение производительности изготовления изогнутых изделий.The objective of the invention is to increase the productivity of manufacturing curved products.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении производительности и обеспечении возможности быстрой переналадки на изготовление другого типоразмера изделий без остановки автоматической линии.The technical result of the claimed invention is to increase productivity and provide the ability to quickly changeover to the manufacture of a different size of products without stopping the automatic line.

Поставленная задача решается за счет того, что автоматическая линия изготовления изогнутых изделий, содержащая загрузочное устройство, транспортную систему и рабочий участок, включающий устройство для индукционного нагрева заготовки и гибочный станок, снабжена вторым рабочим участком, включающим устройство для индукционного нагрева заготовки и гибочный станок, рабочие участки установлены симметрично относительно общего загрузочного устройства, устройство для индукционного нагрева заготовок каждого из участков состоит из двух и более последовательно расположенных нагревательных установок, при этом транспортная система установлена с возможностью осуществления поочередно-последовательного перемещения, нагрева и гибки заготовок на каждом из рабочих участков, установленных с возможностью независимой друг от друга переналадки, а гибочный станок каждого из участков содержит дополнительно механизм выгрузки изделий.The problem is solved due to the fact that the automatic production line of curved products, containing a loading device, a transport system and a working section, including a device for induction heating of a workpiece and a bending machine, is equipped with a second working section, including a device for induction heating of a workpiece and a bending machine, workers the sections are installed symmetrically with respect to the common loading device, the device for induction heating of the blanks of each of the sections consists of two and more more sequentially located heating plants, while the transport system is installed with the possibility of alternating sequentially moving, heating and bending workpieces at each of the working sections installed with the possibility of independent readjustment from each other, and the bending machine of each of the sections additionally contains an unloading mechanism for products.

Совокупность заявляемых узлов и деталей и их взаимное расположение в устройстве позволяют достичь высокой производительности, так как наряду с возможностью одновременной работы двух рабочих участков обеспечивается возможность переналадки одного из рабочих участков на изготовление другого типоразмера деталей без остановки линии. Введение в гибочный станок механизма выгрузки изделий повышает надежность работы автоматической линии и следовательно ее производительность.The combination of the claimed nodes and parts and their mutual arrangement in the device allows to achieve high performance, since along with the possibility of simultaneous operation of two work sites, it is possible to readjust one of the work sites to manufacture another standard size of parts without stopping the line. Introduction to the bending machine of the product unloading mechanism increases the reliability of the automatic line and hence its productivity.

Установка транспортной системы и ее связь с загрузочным устройством обеспечивает синхронную и поочередно-последовательную работу автоматической линии и возможность независимой переналадки каждого из рабочих участков.The installation of the transport system and its connection with the boot device provides synchronous and alternating sequential operation of the automatic line and the possibility of independent readjustment of each of the work sites.

Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения условию патентоспособности “изобретательский уровень”.This allows us to conclude that the technical solution meets the condition of patentability “inventive step”.

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности “новизна”.Comparison of the claimed technical solution with the prior art in scientific, technical and patent documentation at the priority date in the main and related sections shows that the set of essential features of the claimed solution was not known, therefore, it meets the patentability condition of “novelty”.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, так как может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно соответствует условию патентоспособности “промышленная применимость”.The proposed technical solution is industrially applicable, as it can be manufactured industrially, efficiently, feasibly and reproducibly, therefore it meets the patentability condition “industrial applicability”.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена автоматическая линия, вид сбоку; на фиг.2 - фронтальный вид.Figure 1 shows the automatic line, side view; figure 2 is a front view.

Автоматическая линия включает два симметрично расположенных относительно общего загрузочного устройства рабочих участка для параллельной обработки заготовок, работающих одновременно поочередно-последовательно. Когда на одном из рабочих участков осуществляют работу в режиме “Автомат”, на другом рабочем участке возможна работа в наладочном режиме для переналадки для изготовления другого типоразмера изделия.The automatic line includes two work areas symmetrically located relative to the common loading device for parallel processing of workpieces working simultaneously alternately-sequentially. When at one of the working sites they work in the “Automatic” mode, at the other working site it is possible to work in the adjustment mode for readjustment for the manufacture of another standard size of the product.

Автоматическая линия содержит загрузочное устройство, включающее кассету-каретку 1 с направляющими 2 и механизм поштучной выдачи заготовок 3 из кассеты-каретки, транспортную систему 4, рабочие участки 5 и 6, установленные симметрично относительно общего загрузочного устройства. Каждый из рабочих участков содержит устройство для индукционного нагрева заготовок, включающее две последовательно расположенные нагревательные установки 7 и 8 с приемными призмами 9, и гибочный станок 10. На гибочном станке 10 смонтированы механизм центрирования 11 заготовки относительно оси станка, опорная 12 и формообразующие 13 и 14 матрицы, механизмы фиксации заготовки 15 и 16, механизмы гибки 17 и 18 с гибочными роликами 19 и 20, механизм выгрузки 21 готового изделия. Над каждым рабочим участком 5 и 6 на общем портале транспортной системы 4 расположен комплект трех манипуляторов 22, 23 и 24, связанных между собой и обеспечивающих синхронную подачу и перемещение заготовок. Манипуляторы 22, 23 и 24 имеют верхнее расположение над загрузочным устройством и рабочими участками 5 и 6. Каждый из манипуляторов имеет каретку 25 и схваты 26. Для управления автоматической линией установлен программируемый контроллер (не показан) и система датчиков (не показаны).The automatic line contains a loading device, including a carriage cassette 1 with guides 2 and a piece-by-piece dispensing mechanism 3 from a carriage cassette, a transport system 4, work sections 5 and 6, installed symmetrically with respect to a common loading device. Each of the working sections contains a device for induction heating of billets, including two successively arranged heating units 7 and 8 with receiving prisms 9, and a bending machine 10. On the bending machine 10, a centering mechanism 11 of the workpiece relative to the axis of the machine, supporting 12 and forming 13 and 14 are mounted matrices, fixing mechanisms of the workpiece 15 and 16, bending mechanisms 17 and 18 with bending rollers 19 and 20, the unloading mechanism 21 of the finished product. Above each work area 5 and 6 on the common portal of the transport system 4, there is a set of three manipulators 22, 23 and 24, interconnected and providing simultaneous supply and movement of workpieces. Manipulators 22, 23 and 24 are located above the loading device and work areas 5 and 6. Each of the manipulators has a carriage 25 and grips 26. To control the automatic line, a programmable controller (not shown) and a sensor system (not shown) are installed.

Автоматическая линия работает следующим образом.Automatic line operates as follows.

Кассету-каретку 1 загружают штучными заготовками в положении, показанном на фиг.2. При этом конструкцией кассеты-каретки 1 обеспечивается предварительная ориентация и направление заготовок как по длине, так и по поперечному сечению. Загруженную заготовками кассету-каретку 1 задвигают по направляющим 2 в автоматическую линию между рабочими участками 5 и 6 и фиксируют ее.The carriage cassette 1 is loaded with piece blanks in the position shown in figure 2. The design of the cartridge carriage 1 provides a preliminary orientation and direction of the workpieces both in length and in cross section. Loaded with blanks, the cartridge carriage 1 is pushed along the guides 2 into the automatic line between the working sections 5 and 6 and fixed.

В исходном положении автоматической линии, когда кассета-каретка 1 зафиксирована, механизм поштучной выдачи заготовок 3 находится в нижнем исходном положении, комплект манипуляторов 22, 23 и 24 рабочего участка 6 также находится в исходном положении. При этом манипулятор 22 расположен над загрузочной кассетой-кареткой 1 с опущенной вниз кареткой 25 и раскрытыми схватами 26, а манипуляторы 23 и 24 с раскрытыми схватами 26 находятся в верхнем положении соответственно над нагревательными установками 7 и 8. Комплект манипуляторов 22, 23, 24 рабочего участка 5 может находиться в любой зоне своего участка, исключая зону, занимаемую манипулятором 22 рабочего участка 6, что обеспечивается соответствующей системой датчиков и программируемым контроллером. На пульте управления автоматической линией переключателем режимов работы выбирается положение, соответствующее совместной работе участков 5 и 6. Нажатием кнопки “Цикл” автоматическая линия запускается в работу. Механизм поштучной выдачи заготовок 3 перемещает сформированный в кассете-каретке 1 пакет заготовок вверх до срабатывания соответствующего датчика, контролирующего положение верхней заготовки пакета под захват схватами 26 манипулятора 22. Каретка 25 манипулятора 22 перемещает заготовку вверх, в транспортное положение, а весь комплект манипуляторов 22, 23, 24 перемещается вправо на шаг автоматической линии и каретка 22 оказывается над нагревательной установкой 7. После этого манипулятор 22 опускает заготовку на приемные призмы 9 нагревательной установки 7, схваты манипулятора 22 разжимаются и каретка 25 со схватами 26 поднимается в верхнее транспортное положение. После того как комплект манипуляторов 22, 23, 24 рабочего участка 6 освободит зону над загрузочным устройством, комплект манипуляторов 22, 23, 24 рабочего участка 5 перемещается вправо в положение, когда его манипулятор 22 занимает позицию над загрузочным устройством, и каретка 25 манипулятора 22 опускается с раскрытыми схватами 26. Механизм поштучной выдачи заготовок 3 выдает одну заготовку под захват манипулятора 22, как это было описано выше для рабочего участка 6. Далее манипуляторы 22, 23 и 24 рабочего участка 5 выполняют такую же последовательность действий, как и для рабочего участка 6.In the initial position of the automatic line, when the cassette-carriage 1 is fixed, the mechanism for the single issue of blanks 3 is in the lower initial position, the set of manipulators 22, 23 and 24 of the working section 6 is also in the initial position. In this case, the manipulator 22 is located above the loading cassette-carriage 1 with the carriage 25 lowered down and open tongs 26, and the manipulators 23 and 24 with the open tongs 26 are in the upper position, respectively, above the heating units 7 and 8. A set of manipulators 22, 23, 24 of the worker section 5 can be located in any zone of its section, excluding the zone occupied by the manipulator 22 of the working section 6, which is provided by the corresponding sensor system and programmable controller. On the control panel of the automatic line, the mode switch selects the position corresponding to the joint operation of sections 5 and 6. By pressing the “Cycle” button, the automatic line starts up. The mechanism for the single-piece dispensing of workpieces 3 moves the package of workpieces formed in the cartridge carriage 1 until the corresponding sensor controls the position of the upper workpiece of the package under the grippers 26 of the manipulator 22. The carriage 25 of the manipulator 22 moves the workpiece up into the transport position, and the whole set of manipulators 22, 23, 24 moves to the right by a step of the automatic line and the carriage 22 is above the heating unit 7. After that, the manipulator 22 lowers the workpiece onto the receiving prisms 9 of the heating setting 7, the grips of the manipulator 22 are unclenched and the carriage 25 with grips 26 rises to the upper transport position. After the set of manipulators 22, 23, 24 of the working section 6 releases the zone above the loading device, the set of manipulators 22, 23, 24 of the working section 5 moves to the right to the position when its manipulator 22 takes a position above the loading device, and the carriage 25 of the manipulator 22 is lowered with open grips 26. The mechanism for the single-piece dispensing of workpieces 3 gives out one workpiece for the capture of the manipulator 22, as described above for the working section 6. Next, the manipulators 22, 23 and 24 of the working section 5 perform the same sequence ystvy as for working section 6.

После того как комплект манипуляторов 22, 23, 24 рабочего участка 5 переместился на один шаг влево, комплект манипуляторов 22, 23, 24 рабочего участка 6 также перемещается влево на шаг автоматической линии, при этом манипулятор 22 вновь располагается над загрузочным устройством, манипулятор 22 - над первой нагревательной установкой устройства для индукционного нагрева 7, а манипулятор 23 - над второй нагревательной установкой устройства для индукционного нагрева 8. Схваты 26 всех манипуляторов разжаты. Как только заготовка, находящаяся в первой нагревательной установке 7 рабочего участка 6, нагреется до заданной температуры, каретки манипуляторов 22 и 23 опускаются вниз, производят захват соответствующей заготовки из загрузочного устройства и частично нагретой заготовки из первой нагревательной установки 7, затем поднимаются в транспортное положение, после чего весь комплект манипуляторов перемещается на один шаг автоматической линии вправо. Далее манипулятор 22 опускает заготовку на приемные призмы 9 первой нагревательной установки 7, а манипулятор 22 - на приемные призмы второй нагревательной установки 8. Схваты 26 манипуляторов 22 и 23 раскрываются и каретки 25 поднимаются в транспортное положение.After the set of manipulators 22, 23, 24 of the working section 5 has moved one step to the left, the set of manipulators 22, 23, 24 of the working section 6 also moves to the left by a step of the automatic line, while the manipulator 22 is again located above the loading device, the manipulator 22 - above the first heating installation of the device for induction heating 7, and the manipulator 23 is above the second heating installation of the device for induction heating 8. The tongs 26 of all manipulators are unclenched. As soon as the workpiece located in the first heating installation 7 of the working section 6 is heated to a predetermined temperature, the carriages of the manipulators 22 and 23 go down, capture the corresponding workpiece from the loading device and the partially heated workpiece from the first heating installation 7, then rise to the transport position, after which the entire set of manipulators moves one step of the automatic line to the right. Next, the manipulator 22 lowers the workpiece onto the receiving prisms 9 of the first heating unit 7, and the manipulator 22 - onto the receiving prisms of the second heating unit 8. The tongs 26 of the manipulators 22 and 23 are opened and the carriages 25 are raised to the transport position.

После освобождения зоны загрузочного устройства комплектом манипуляторов рабочего участка 6 комплект манипуляторов рабочего участка 5 выполняет аналогичные операции на своем участке, и, после освобождения им зоны загрузочного устройства, комплект манипуляторов рабочего участка 6 перемещается влево на шаг автоматической линии. Как только заготовка на второй нагревательной установке 8 достигает заданной температуры, все три манипулятора (22, 23, 24) опускают каретки 25 со схватами 26 вниз, захватывают, каждый на своей позиции, заготовки (холодную, предварительно нагретую и нагретую окончательно), поднимают их вверх - в транспортное положение и далее весь комплект манипуляторов перемещается вправо на шаг автоматической линии. Затем манипуляторы 22 и 23 повторяют действия, описанные выше, а манипулятор 23 укладывает заготовку на опорную матрицу 12 гибочного станка 10. Срабатывает механизм центрирования 11 заготовки на гибочном станке 10, который ориентирует заготовку относительно оси станка, после чего происходит разжим схватов манипулятора 24, зажим заготовки механизмами фиксации 15 и 16 с одновременным подъемом каретки 25 манипулятора в верхнее (транспортное) положение. Затем отводится механизм центрирования 11 и включаются приводы механизмов гибки 17 и 18. Гибочные ролики 19 и 20 перемещаются по траектории, обеспечивающей плотное огибание нагретой частью заготовки формообразующих матриц 13 и 14. По окончании формообразования механизмы гибки 17 и 18 возвращают гибочные ролики 19 и 20 в исходное положение, происходит расфиксация готовой детали и ее выгрузка механизмом выгрузки 21. Во время выполнения операций на гибочном станке 19, начиная с отвода механизма центрирования 11, комплект манипуляторов 22, 23, 24 этого рабочего участка 6 перемещается в крайнее левое положение, ожидает для готовности повторения цикла автоматической линии окончания рабочего процесса на гибочном станке 10. Все узлы и механизмы рабочего участка 5 функционируют в такой же последовательности, но этот цикл выполняется со смещением во времени относительно цикла узлов и механизмов рабочего участка 6 на величину, примерно равную половине такта автоматической линии, то есть рабочие участки работают поочередно-последовательно.After releasing the boot device zone with the set of manipulators of the working section 6, the set of manipulators of the working section 5 performs similar operations on its section, and, after releasing the zone of the boot device with it, the set of manipulators of the working section 6 moves to the left by the step of the automatic line. As soon as the workpiece on the second heating unit 8 reaches a predetermined temperature, all three manipulators (22, 23, 24) lower the carriages 25 with grippers 26 down, grab the workpieces (each cold, preheated and finally heated), each in their position, raise them up - to the transport position and then the whole set of manipulators moves to the right by a step of the automatic line. Then the manipulators 22 and 23 repeat the steps described above, and the manipulator 23 lays the workpiece on the support matrix 12 of the bending machine 10. The centering mechanism 11 of the workpiece on the bending machine 10 is activated, which orientates the workpiece relative to the axis of the machine, after which the grips of the manipulator 24 are expanded, clamp workpieces by locking mechanisms 15 and 16 while lifting the manipulator carriage 25 to the upper (transport) position. Then, the centering mechanism 11 is retracted and the drives of the bending mechanisms 17 and 18 are turned on. The bending rollers 19 and 20 move along a path that provides a tight bending around the heated part of the blank of the forming matrices 13 and 14. At the end of shaping, the bending mechanisms 17 and 18 return the bending rollers 19 and 20 to initial position, the finished part is released and unloaded by the unloading mechanism 21. During operations on the bending machine 19, starting from the retraction of the centering mechanism 11, a set of manipulators 22, 23, 24 of this working section 6 moves to the leftmost position, waiting for the readiness to repeat the cycle of the automatic line of the end of the workflow on the bending machine 10. All the nodes and mechanisms of the working section 5 function in the same sequence, but this cycle is performed with an offset in time relative to the cycle of nodes and mechanisms work section 6 by an amount approximately equal to half the cycle of the automatic line, that is, the work sections work alternately-sequentially.

При необходимости перехода с обработки одного типоразмера заготовок на другой автоматическая линия переводится переключателем режимов работы на цикловую работу только на одном рабочем участке, например на рабочем участке 6. При этом на рабочем участке 5 осуществляют в наладочном режиме все действия механизмов, кроме загрузочного устройства, а на перемещение комплекта манипуляторов 22, 23, 24 рабочего участка 5 накладывается ограничение перемещения вправо до границы зоны над загрузочным устройством, используемой манипулятором 22 рабочего участка 6.If it is necessary to switch from processing one type of workpiece size to another, the automatic line is switched by the operating mode switch to cyclic operation only in one working area, for example, in working area 6. At the same time, in operating mode 5, all the actions of the mechanisms are performed, except for the loading device, and the movement of the set of manipulators 22, 23, 24 of the working section 5 is limited by the restriction of movement to the right to the border of the zone above the loading device used by the manipulator 22 of the worker part 6.

Таким образом, автоматическая линия, благодаря совокупности заявляемых признаков, выполняет поставленную задачу: повышение производительности.Thus, the automatic line, thanks to the combination of the claimed features, performs the task: increasing productivity.

Claims

An automatic production line for curved products, comprising a loading device, a transport system and a work section, including a device for induction heating of the workpiece and a bending machine, characterized in that it is equipped with a second work section, including a device for induction heating of the workpiece and a bending machine, the work sections are installed symmetrically relative to the common boot device, a device for induction heating of the blanks of each of the sections consists of two or more in series aspolozhennyh heating installations, wherein the transport system is installed with the possibility of alternately-sequential movement, heating and bending of workpieces in each of the working portions mounted for independent from each other changeover, and each bending machine further comprises a mechanism for discharging products.