SU1516311A1 - Производственный модуль испытаний материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано при создании автоматизированных производственных систем дл  испытани  механических свойств заготовок в металлургических, механообрабатывающих, сборочно сварочных производствах. Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности результатов испытаний, производительности, а также техники безопасности. Между тактовым столом 6 и ма тниковым копром 7 размещен механизм загрузки 23 копра. Автооператор 26 механизма загрузки 23 берет образец 12, наход щийс  в термокриостатирующей камере 15 и устанавливает его на копр 7, где происходит механическое воздействие на него. После разрушени  образца части последнего по вибролотку 34 транспортируютс  и загружаютс  в ванну 35 дл  фиксации структуры разлома, откуда части образца перегружаютс  устройством выгрузки деталей 47 в  чейки 52 многопозиционного роторного стола 53. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Вид

W

ел

а со

7 8 и Ч 3638 45 50 V3 51 51 53 Фаг. г

Изобретение относитс  к машино- стройиию и может быть использовано при создании аптоматизирова1П1ых производственных систем дл  испытани  механических свойств заготовок в металлургических , механообрабатывающих сборочно-сварочных производствах.

Цель изобретени  - повышение достоверности результатов испытаний, производительности, а также техники безопасности.

На фиг. 1 изображен производственный модуль испытаний, план; на фиг. 2 - вид Л на фиг. 1; на фиг.З - вид Б на фиг. 2; на фиг. 4 - вид В на фиг. 1; па фиг. 5 - узел I на фиг. 2.

Производственный модуль испытаний 1-1атериалов содержит промышленный ро

бот 1, траиспортно-пакопительную систему 2, с кассетой 3, систему 4 управлени  модулем, технологи ,ческое оборудование, включающее твердомер 5, стол 6 тактовый и ма тниковый копер 7, представл ющий собой станину 8 с размещенными па пей ударным ма тником 9, на конце которого смонтирован нож 10, и ложементом 11 дл  уладки испытательного образца 12. Робот 1 смонтирован так, что имеет возможность обслуживать твердомер 5 и загрузочную позицию 13 тактового стола 6. На транспортных пластинах 14 тактового стола 6 с возможностью кругового реверсивпого движени  смонтированы

Iтермокриостатнрующие камеры 15, чис- ho которых определ етс  диапазоном температур испытательного образца 12. Между транспортными пластинами 14 тактового стола 6 на загрузочной и разгрузочной позици х 13 и 16 установлены механизмы 17 подъема крышк1 18 термокриостатирующих камер 15 и датчики 19 положени , адекватно вазимодействующие с соответствующими термокриостатитующими камерами 15. Внутри термокриостатирующих камер 15 жестко закреплены опоры 20 дл  размещени  испытательных образцов 12, опорна  плоскость 21 которых параллельпа опорной плоскости 22 ложемента 11 копра 7. Опоры 20 разнесены в термокриостатирующих камерах 15 с шагом t (фиг. 2). Между тактовым столом 6 и ма тниковым копром 7 размещен механизм 23 загрузки копра выполненный в виде корпуса 24, в на

5

0

5

0

5

0

5

0

5

правл ющих 25 которого установлен автооператор 26 с возможностью шагового перемещени  в горизонтальной плоскости посредством пневмоцилиндра 27 и взаимодействи  его захвата 28 с испытательным образцом 12. При этом величина шагового перемещени  равна шагу t расстановки опор 20 в термокриостатирующих камерах 15. Дл  фиксации положени  автооператора 26 при шаговом перемещении предназначены пневмоупоры 29 (фиг. 5). Автооператор 26 имеет возможность поворота на угол, больший 180, вокруг оси 30 (фиг. 5) с помощью управл ющего пневмоцилиндра 31. Ось 30 поворота автооператора 26 параллельна опорной плоскости 22 ложемента 11 копра 7 и расположена асимметрично относительно него и ближней к копру 7 опоры 20 термокриостатирующей камеры 15 на величину , большую ширины b захвата 28 автооператора 26.

На станине 8 копра 7 размещены кожухи 32 и 33 дл  улавливани  разлетающихс  при ударе половинок образцов 12. В нижней части кожухов 32 и 33 размещен вибрационный лоток 34, обеспечивающий транспортирование половинок образцов 12 в ванну 35 дл  фиксации структуры разлома.

На ложементе 11, жестко смонтированном на станине 8, размещены механизм 36 съема образца и механизм 37 центрировани  образца, представл ю- дие собой пневмоограничители 38 с убирающимис  упорами 39, смонтированными симметрично относительно оси 40 ма тника 9. Пневмоограничители 38 механизма 36 съема образца имеют возможность взаимодействи  с образцом 41 (фиг. 4), заклинившим на ноже 10 ма тника 9 только на обратном ходе ма тника, а команда на их срабатывание поступает от фотореле 42, жестко закрепленного на станине 8, при пр мом ходе ма тника 9.

Ванна 35 представл ет собой герметичный резервуар 43 с откидывающейс  крьш1кой 44, управл емой пневмоци- линдром 45. Внутри ванны с возможностью вращени  вокруг горизонтальной оси 46 установлено устройство 47 выгрузки деталей, на боковых гран х 48 которого выполнены отверсти  49. Устройство 47 управл етс  пневмоцилинд- ром 50,.Ванна 35 дл  фиксации структуры металла установлена на подстав515

ке 51. Устройство выгрузки деталей имеет возможность эвакуировать образцы 12 в  чейки 52 многопозиционного роторного стола 53. Результаты испытаний автоматически фиксируютс  системой 4 управлени  модулем и распечатываютс  дл  дальнейшего пользовани .

Производственный модуль работает следующим образом.

Кассета 3 с механически обработанными образцами 12 посредством транс- портно-накопительной системы 2 пода- атс  на модуль и устанавливаетс  в зоне действи  промьшшенного робота 1 IВ соответствии с заданной программой Система 4 управлени  модулем, выдает команду роботу 1 и последний устанавливает испытуемый образец 12 на приемный стол твердомера 5. Автоматически производитс  измерение твердости образца 12, показатели твердости пере дшотс  в систему 4 управлени . Одновременно на загрузочную позицию 13 тактового стола 6 подаетс  термокрио- статируюца  камера 15, обеспечивающа  охлаждение или нагрев образца в соответствии с заданной программой испытаний . Положение камеры 15 на загрузочной позиции 13 блокируетс  датчи- ом 19 положени . Механизм 17 подъема

крышки 18 камеры 15 открывает крышку 18 последней и по программе робот 1 укладывает образец 12 на регламентированную программой опору 20 камеры 15. Крышка 18 закрываетс  и начинаетс  цикл охлаждени  или нагрева образца 12 до температуры испытаний . После достижени  заданной температуры испытаний образец 12 выдерживаетс  при заданной температуре в течение 15 мин. Тем самым обеспечиваетс  выравнивание температуры по всему сечению образца 12. После укладки образца 12 в камеру 15 робор 1 вновь захватывает образец 12 из кассеты, укладьшает его на приемный стол твердомера 5, цикл повтор етс  пока в соответствии с програм1-юй все образцы из кассеты не будут размещены в камерах 15.

После выдержки образцов в камере 15 при заданной температуре камера 15 подаетс  на разгрузочную позицию 16 тактового стола 6. По команде от системы 4 управлени  автооператор 26 при помощи управл ющего пневмоцилинд- ра 27 перемещаетс  по направл ющим 25

10

63116

механизма 23 загрузки копра 7 в положение , соответствующее пор дковому номеру образца 12 в камере 15. Положение определено соответствующим 5 пневмоупором 29. Автооператор 26 находитс  в вертикальном положении. Крышка 18 камеры 15, наход щейс  на разгрузочной позиции 16, открываетс  при помощи механизма 17 подъема. Автооператор 26 разворачиваетс  вокруг оси 30 при помощи управл ющего пневмоцилиндра 31,

Вращение автооператора 26 вокруг I

5 оси 30 осуществл етс  посредством пневмоцилиндра 31, закрепленного на ползуне 54, при помощи зубчато-реечной передачи 55. Автооператор 26 вращаетс  вокруг оси 30, жестко закреп0 ленной на ползуне 54, смонтированном на пневмоцилиндре 27. Ползун 54 совместно с корпусом пневмоцилиндра 27 перемещаетс  по направл ющей 25, выполн ющей функцию штока пневмоцилинд-

5 ра, жестко закрепленного на корпусе 24. Захват 28 автооператора 26 зажимает образец 12 в камере 15 и обратным ходом переносит его на ложемент 11 .копра 7, одновременно пневмо-

0 цилиндр 27 переводит аптооператор 26 в крайнее, ближнее к копру 7, положение с учетом величины большей ширины b захвата 28. При развороте автооператора 26 на угол, больший , захват 28 освобождает образец 12 и оставл ет его лежащим на ложементе 1 1. Пневмоограничител ми 38 механизма 37 центрировани  образца обеспечиваетс  смещение концентратора напр жени  об-

JQ разца 12 относительно оси 40 ма тни- ;са 9 с точностью ±0,5 мм. Врем  на

укладку образца 12 на ложемент 11, его центрирование не превышают 2 с. Одновременно с центрированием образ-

5 ца осуществл етс  вывод захвата 28 автооператора 26 из рабочей зоны копра 7, С этой целью при повороте автооператора 26 на угол, больший 180°, захват 28 выводитс  из зацеплени 

0 с образцом 12, остающимс  лежать на ложементе 11, и обратным ходом авто- оператора 26 при помощи пневмоцилиндра 27 на величину, большую ширины b захвата 28, автооператор 26 выводптс с  ИЗ рабочей зоны копра 7. Посредством пневмоц линдра 31 автооператор 26 фиксируетс  в вертикальном положении . После освобо;вденл  рабочей зоны по команде системы 4 управлени 

5

коиер 7 посредством ма тника 9 с но- ;хо1-1 10 образец 12 разрубает и автоматически поднимает ма тник п верхнее исходное положение, Автоматически проводитс  процесс измерени  и регистрации энергии, затрачиваемой на разрушение образца. Результаты измерени  передаютс  на цифронечатающее устройство системы 4 управлени .

При большей пластичности материала образца, образец 12 может не раз- рубитьс  и быть заклиненным на ноже 10 конра 7. По команде фотореле 42, фиксирующего пр мой ход ма тника 9, включаютс  нневмоограничители 38 механизма 36 съема образца, которые взаимодействуют с образцом при обратном ходе ма тника 9 и сбрасывают его с ножа 10 ма т1Н1ка 9. .

После завершени  испытани  кожухи 32 и 33 улавливают половинки образца или неразрубленньш образец п посредством вибрационного лотка 34 образцы транспортируютс  в ванну 35 дл  фиксации структуры разлома.

По команде системы управлени  на разгрузочную позицию 16 тактового стола подаетс  нова  термокриостати- рующа  камера 15 с образцом, выдержанным до определенной температуры, или остаетс  стара  камера. При ио- моци управл ющего пневмоцилиндра 27 автооператор 26 перемещаетс  по направл ющим 25 механизма 23 загрузют копра 7 в положение, соответствующее пор дковому номеру образца в камере. Положение определено соответствующим пневмоупором 29.

Цднсл захвата образца и его укладка на ложемент 11 повтор етс .

Перед включением вибрационного лотка 34 посредством гн1евмоцилиндра 45 открываетс  крьи пса 44 резервуара 43. После выдер ла времени 10-15 с, .достаточного дл  транспортировани  образца в ванну 35, крышка 44 последней закрываетс , исключа  испарение в атмосферу паров спирта с зеркала резервуара 43. После выдержки времени, достаточного дл  фиксации структуры pa3JiOMa образца, крышка вновь открываетс , устройство 47 выгрузки деталей при помощи управл ющего иневмоцилипдра 50 извлекаетс  из резервуара 43, разворачива сь вокруг горизонтальной оси 46. В проме- , точном положении устройство 47 останавливаетс , обеспечива  слив спир15163118

та в резервуар 43 через дренажные отверсти  49, выполненные в боковых гран х 48.

После эвакуации деталей в  чейки 52 многопозиционного роторного стола 53 устройство 47 возвращаетс  в исходное положение, крышка 44 резервуара 43 закрываетс . Цикл испытаний повтор етс .

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Claims (3)

1.Производственный модуль испытаний материалов, содержащий промьшшен- ный робот, транспортно-накопительную систему, систему управлени , технологическое оборудование, включающее

в себ  тактовый стол с термокамерами, в которых размещены опоры под испытуемые образцы, ма тниковый копер, состо щий из станины с размещенными на ней ударным ма тником и ложементом с опорной поверхностью дл  испытуемого образца, ванну с рабочей жидкостью дл  фиксации структуры разлома образца, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности результатов испытаний и производительности , он снабжен механизмом загрузки копра, размещенным между тактовьи столом и копром и выполненным в виде корпуса, в направл ющих которого установлен автооператор с захватом с возможностью щагового перемещени  между копром и тактовым столом в горизонтальной плоскости, шаг которого равен рассто нию между опорами в термокамере, при этом автооператор размещен с возможностью поворота вокруг оси, расположенной па раллельно опорной плоскости ложемента копра п асимметрично относительно .него и близлежащей к копру опоры термокамеры на величину, превьш1ающую габаритные размеры захвата автооператора .

2.Модуль по п. 1,отличаю- щ и и с   тем, что копер снабжен механизмом съема образца, размещенным с возможностью взаимодействи  с образцом при обратном ходе ма тника и вибролотком, расположенным с воз- ожностью транспортировки и загрузки образцов в ванну фиксации структуры разлома.

3.Модуль по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью повышени  техники безопасности, ванна дл 

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Формула изобретени 

1.Производственный модуль испытаний материалов, содержащий промьшшен- ный робот, транспортно-накопительную систему, систему управлени , технологическое оборудование, включающее

в себ  тактовый стол с термокамерами, в которых размещены опоры под испытуемые образцы, ма тниковый копер, состо щий из станины с размещенными на ней ударным ма тником и ложементом с опорной поверхностью дл  испытуемого образца, ванну с рабочей жидкостью дл  фиксации структуры разлома образца, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности результатов испытаний и производительности , он снабжен механизмом загрузки копра, размещенным между тактовьи столом и копром и выполненным в виде корпуса, в направл ющих которого установлен автооператор с захватом с возможностью щагового перемещени  между копром и тактовым столом в горизонтальной плоскости, шаг которого равен рассто нию между опорами в термокамере, при этом автооператор размещен с возможностью поворота вокруг оси, расположенной па раллельно опорной плоскости ложемента копра п асимметрично относительно .него и близлежащей к копру опоры термокамеры на величину, превьш1ающую габаритные размеры захвата автооператора .

2.Модуль по п. 1,отличаю- щ и и с   тем, что копер снабжен механизмом съема образца, размещенным с возможностью взаимодействи  с образцом при обратном ходе ма тника и вибролотком, расположенным с воз- ожностью транспортировки и загрузки образцов в ванну фиксации структуры разлома.

3.Модуль по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью повышени  техники безопасности, ванна дл 

дидб

35

ФигМ

П С 3

23

Фиг.5