1

Univerzitet u novom sadu Fakultet tehničkih nauka

Departman Za Proizvodno Mašinstvo

Prof. dr Dragiša Vilotić

Mašine za obradu deformisanjem

Pomoćna oprema na mašinama

Novi Sad, mart, 2016.

2

SISTEMI ZA BRZU ZAMENU ALATA Uređaji koji se koriste za mehanizovanu zamenu alata umnogome doprinose smanjenju vremena zamene i ekonomičnosti procesa proizvodnje. Mali i srednji alati transportuju se viljuškarom ili dizalicoom i direktno postavljaju na mašinu. Veleki alati se transportuju i postavljaju na sto prese i pritiskivač pomoću specijalnih uređaja. Postavljanje velikih alata je lakše u slučajevima kada se gornji i donji delovi alata podudaraju i kada je moguće njihovo sklapanje van radnog prostora prese. U principu, sistem za brzu zamenu alata se sastoji od uređaja za transport i postavljanje alata u radni prostor prese i uređaja za stezanje alata. UREĐAJI ZA TRANSPORT POSTAVLJANJE ALATA

Šine sa rolnama Zamena alata mase do 2 tone uspešno se izvodi pomoću dizalice i kuka koje su popstavljne u alat. Međutim, za alate mase do 6 tona koriste se šine pomoću kojih se jednostavno pozicionira alat (slika ?). Pri tome se za lakše pkretanje alata koriste kaljene rolne. Pozicioniranje alata mase do 3 tone može se izvršiti manuelno, guranjem po rolnama šina.

a) b)

Slika ? Pomoćni uređaji za postavljanje alata na sto prese /50/

a) lanac za povlačenje alata b) šine sa valjčićima,

3

Slika ? Šine sa rolnama za postavljanje alata Posle završene zamene alata, šine se pomeraju u poziciju koja ne ometa rad mašine (parkirna pozicija) ili se uklanjaju sa mašine. Na slici ? prikazane su šine sa rolnama kompanije Serapid, Francuska, koje se proizvode u različitim konstrukcionim verzijama - fiksirane uz presu sa mogućnošću demontaže, šarnirni tip, šine postavljene u čeoni žljeb stola prese sa mogućnošću postavljanja u parkirni položaj itd. Na slici su prikazane šine sa podupiračem, čija dužina se kreće i do 2,5 metara anosivost jednog para do 100kN.

a) b)

Slika ? Šine za zamenu alata, Serapid /50/

Slika ? Za lakše pomeranje alata po stolu prese, koriste se letve (šine) sa valjčićima koje se postavljaju u T-žljebove stola. Spuštanje rolni posle završenog postavljanja i stezanja alata može biti mehaničko ili hidraulično.

4

Slika ? Prizme sa valjčićima /50/

Pomeranje alata napred – nazad po stolu prese može se mehanizovati pomoću pusš-pul lanaca (slika ?)

Slika ? Puš-pul lanac /50/

Transport i podizanje alata manjih dimenzija izvodi se pomoću specijalnih kolica ili viljuškara (slika ?).

5

Slika ? Kolica za transport podizanje alata /51/

Mehanizovana kolica za zamenu alata Šinski transporter se koristi za brzu zamenu alata mase do 20 tona a ekonomično rešenje ovog sistema se dobija primenom dva uređaja, pri čemu se jedan koristi za skidanje postojećeg alata sa mašine, a drugi za pripremu sledećeg alata.

6

Slika ? Mehanizovana zamena alata pomoću kolica (CD) Na slici ? je upravo prikazana zamena alata pomoću uređaja sa dvoja kolica. Izvlačenje alata iz prostora prese takođe je mehanizovano. Alt se pomoću šina sa rolnama i mehanizma sa lancem izvlači iz prostora mašine i postavlja na kolica (1). Zatim se kolica 1 i 2 međusobno povezuju i povlače tako da kolica 2 dođu u položaj ispred radnog prostora prese. Nakon toga sledi ubacivanje novog alata u presu. Pložaj alata na stolu prese je određen graničnicima. Kod velikih presa pozicioniranje alata izvodi se mehanizovanim podešavanjem položaja pokretnog stola (slika ).

Pokretni sto Sistem za brzu zamenu alata velikih presa sadrži pokretni sto, uređaj za automatsko stezanje alata, spojnicu za šine i kompjuterizovani sistem postavljanja i kontrole svih relevantnih parametra. Gornji i donji deo alata se iznosi iz prese pomoću pokretnog stola koji se kreće po šinama, a potom se novi komplet alata sa pokretnim stolom ubacuje u radni prostor prese. Ovaj sistem omogućije da se zamena velikog alata izvede u vremenskom periodu od 10 do 30 minuta, a kod modernijih mašina zamena alata može traje ispod 10 minuta. Na slici 4.438 prikazana je velika višepoziciona presa sa pokretnim stolovima i alatima izvan mašine.

Slika ? Pkretni sto prese (CD)

7

Na slici ? su prikazane varijante zamene alata, odnosno varijante iznošenja pokretnog stola iz radnog prostora prese. Pravac kretanja alata zavaisi od toga da li su stubovi prese otvoreni – prolazni ili su puni tj. neprolazni.

Slika ? Načini iznošenja pokretnog stola /9/

Pojedinačna zamena malih alata Kod višepozicionih presa može da dođe do pojedinačnog otkaza alata, tj. do otkaza alata na pojedinim pozicijama, kada je potrebno brzo intervenisati i izvršiti njegovu zamenu. Za slučaj manih alata mase do 15 kg zamena alata se izvodi manuelno. Kod alata za zapreminsko deformisanje mase 50 do 800 kg pri zameni alata se koriste se pomoćni uređaji u vidu pokretne konzole sa elektromotorom (slika ?) kojim se alat podiže i spušta. Alternativa ovom načinu je primena mehanizovanih sistema sa kolicima.

8

Slika ? Zamena alata na višepozicionoj presi za zapreminsko deformisanje /9/

UREĐAJI ZA STEZANJE ALATA Postavljanje i stezanje alata malih dimenzija i male mase, za slučaj manjih serija, izvodi se ručno uz upotrebu odgovarajućih steznih elementa, koji se satoje od T klizača, zavrtnjeva sa navrtkom, šapa i podmetača. Oblik i dimenzije ovih elemenata su standardizovani. Stezanje alata za sto odnosno pritiskivač prese, mora da bude brzo i sigurno. Veliki alati se stežu pomoću specijalnih mehanizovanih uređaja sa električnom ili hidrauličnom snagom, potpomognuti još mehaničkim elementima (opruge, poluge, klinovi, zavojna vretena i dr.). Sistemi učvršćivanja alata su različiti za donji deo alata koji se postavlja na sto prese u i gornji deo alata koji se vezuje za pritiskivač prese. Bilo koji sistem stezanja da se koristi, pouzdanost pri tome predstavlja osnovni zahtev (slika 3.4.6).

Slika ? varijante stezanja alata Schuler /9/

Mehanizovano stezanje malih alata izvodi se pomoću uređeja za stezanje ili šina za stezanje (poush-in sistem), koji su postavljeni u steznoj ploči i ubačeni u T- žljeb. Ovakvi sistemi stezanja bazirani su na hidrauličnim stezačima sa pritiscima do 250 bara. Za veće sile stezanja

9

(do 50kN) koriste se pritisci do 400bara.

Slika Automatsko stezanje alata /50/ Stezači alata sa T – žljebovima se često koriste i za stezanje alata srednje veličine (slika ?) . U hidrauličnoj instalaciji i cilindrima se kroisti tečnost pod pritiskom od 250 do 400 bara, što obezbeđuje silu stezanja do iznosa od 200 kN. Razrešenje hidrauličnog spoja ostvaruje se pomoću opruge u trenutku pada pritiska u cilindru. Sigurnost pozicije alata osigurana je elementima T-žljeba, a pritisak u instalaciji se neprekidno prati pomoću senzora i sistema upravljanja mašinom, koji automatski zaustavlja mašinu za slučaj otpuštanja alata.

a) b) c)

Slika ? Stege za automatsko stezanje alata /50/

a) tip BCM b) tip TB90 c) tip PSE

Na slici ? su prikazani elemnti za brzo stezanje alata kompanije Serapid – Francuska, sa mehaničkim obezbeđenjem sile stezanja u rasponu od 20 do 60kN i hidraulični uređaji sa silom stezanja u rasponu od 20 do 100kN pri pritisku od 400 bara. Uređeji se ubacuju T- žljeb (DIN 650) žljeb.

10

a) b)

Slika ? Dimenzije stega, Seraprid /50/ a) mehanički, b) hidraulični

Na slici ? je prikazana stezna hidraulična prizma sa silom stezanja od 56 do 140 kN, koja se jednim krajem ubacuje u T-žljeb a drugim u ploču alata.

a) b)

Slika ? Hidraulična stezna prizma Serapid tip LSH /50/

Za velike alate, različitih širina, kriste se uređaji za stezanje sa automatskim podešavanjem položaja prema dimenzijama alata (slika ?). Fleksibilni stezni sistemi se koriste sa raznim tipovima stezača - hidrauličnim, električnim i elektro-mehaničkim. Ako uređaj za podešavane pozicije alata ne postoji, stezači se postavljaju spolja na steznu ploču a položaj alata se podešava pomoću posebnih adaptera.

11

Slika ? Automatski uređaj za stezanje i pozicioniranje alata: levo elektro

elektromehaniči stezač, desnohidraulični stezač, Sculer /9/

AUTOMATIZACIJA TRANSPORTA MATERIJALA

1. Uvod Mašine za obradu deformisanjem koje rade u automatskom režimu rada (prese i čekići) moraju biti opremljene uređajima za automatizovano dodavalnje polaznog materijala (ili pripremka), međuoperacioni transport i iznošenje gotovog komada iz mašine. Problematika rukovanja polaznim materijalom, gotovim komadom i otpadom suštinski se razlikuje u zapreminskom oblikovanju u odnosu na oblikovanje lima. Uređaji za transport materijala, obratka i otpada kod savremenih obradnih sistema za deformisanje se u većini slučejva isporučuju kao deo ugrađene opreme u mašinu. Starije mašine koje se planiraju za automatsi režim rada, potrebno je naknadno opremiti sistemima automatizovanog transporta materijala. Konstrukcija transportnih mehanizama zavisi i od vrste mašine – hidraulična presa, krivajna presa ili čekić. Uređaji za transport u krivajnim presama su sinhronizovani sa radom mašine i pogon dobijaju od krivajnog vratila, dok kod hidrauličnih presa ovi uređaji imaju sopstveni pogon. Uređaji za automatizovani transport sastoje se od tri osnovne jedinice:

1. uređej za dodavanje polaznog materijala ili pripremka 2. uređej za međuoperacioni transport 3. uređaj za iznošenje gotovog komada iz mašine

12

2. TRANSPORTNI UREĐAJI PRI ZAPREMINSKOM DEFORMISANJU Polazni materijal pri zapreminskom deformisanju može biti u obliku žice, šipke ili u formi već otsečenog, pa čak i predoblikovanog komada. Problematika dodavanja i međuoperacionog transporta upravo je povezana sa vrstom polaznog materijala, i dodatno se razlikuje s obzirom da li je u pitanju toplo ili hladno zapreminsko deformisanje. Kod postavljanja pripremka u alat poseban problem predstavlja orjentaciju komada, koja mora biti usaglađena sa tehnološkim procesom oblikovanja. Osnovni zahtevi koje uređaji za transport moraju da ispunjavaju su sledeći:

Apsolutna pouzdanost sistema, tj. osiguranje od mogućnosti da komad zauzme neku proizvoljnu poziciju.

Obezbeđenje nesmetanog funkcionisanja sistema u odnosu na kretanje alata. Minimalno vreme kontakta transportnih elemenata sa komadom pogotovu pri toplom

deformisanju. Konstrukcione izvedbe pojedinih jedinica transportnih uređeja su brojne počev od strme ravni i profilisanih kanala za dodavanje pripremka, pa do dodavača u vidu mehaničkih manipulatora i robota, zatim mehanizovanih i automatizovanih uređaja za međuoperacioni transport i specijalnih uređaja za iznošenje gotovog komada iz radnog prostora mašine. U procesima zapreminskog deformisanja pri automatskom režimu rada za automatizovani transport materijala i obrataka najviše se koriste grajferni sistemi i roboti. Primena robota naročito je važna u procesima toplog oblikovanja – kovanja zbog štetnih uticaja toplote i buke na čoveka. U nastavku su prikazana samo neka od rešenja ovih uređaja. Na slici ? prikazane su varijante dodavanja pripremka u obliku cilindra, pečurke ili diska pomoću grajfernog mehanizma. Orjentacija pripremka ostvaruje se pomoću profilisanih šina (kanala) a prvi komad u kanalu se zdržava pomoću držača i izbacuje u transportni uređaj delovanjem izbacivača. Izbačeni komad prihvata hvatač (grajfer) transportera i prenosi do prve pozicije.

13

Slka ? Uređji za dodavanje pripremka i transport obratka /9/

Međuoperacioni transport na ostalim pozicijama se izvodi na isti način – izbačene komade iz matrice prihvataju grajferi i prenose do sledeće radne pozicije, potom ih otpuštaju a pogonske šine sa grajferima se vraćaju u početnu poziciju. Kretanje grajfera izvodi se pomoću paralelnih šina koje pogon dobijaju od krivajnog vratila pomoću zupčanika i bregastih ploča ili na neki drugi način. Sličan mehanizam postoji i za slučaj transporta pripremaka u obliku cilindra manje visine. S obziron na vrstu pogona grajfei mogu biti mehanički, pneumatski, hidraulični i električni. Prenos kretanja do grajfera može biti mehanički – krivajnopolužni, sa zupčanicima i bregastim pločama, zatim pneumatski i hidraulični. Šine grajfera mogu biti okačene na konzolni nosač na sredini ili na dva nosača na krajevima. Kretanje grajfera može biti u ravni - 2D gajfer ili u prostoru, kada je reč o 3D grajfernom sistemu. S obziron na vrstu pogona grajferi mogu biti mehanički, pneumatski, hidraulični i električni. Princip rada klasičnog 3D grafera prikazan je na slici ?. Stezanje komada izvodi se istovremeno na svim pozicijama pomoću grajfera, tj. šina koje se kreću prema središtu alata. Potom sledi podizanje šina, grajfera i radnih komada, pomeranje unapred za jednu poziciju, spuštanje u ravan alata, otpuštanje grajfera i postavljanje komada u odgovarajuće pozicije i povratak šina u početnu poziciju.

14

Slika 2D grajferni mehanizam Schuler /9/

15

Slika 5.2. Oscilujući trasfer sistem [9]

Slika 5.3. Elektronski kontrolisan grajferni mehanizam EHA (SMS Eumuco, 21)

Prva generacija grajfernih mehanizama imala je mehanički pogon, zatim je usledila novija generacija sa hidrauličnim pogonom i elktronskim upravljanjem. Za delove mase veće od 5 kg primenjuju se hidraulično gonjeni oscilujući grajferni mehanizmi (slika 5.2). Odlikuje ih sigurnost u stezanju komada i mogućnost vertikalnog transfera obratka (3D sistem). Elektronski kontrolisani grajferni mehanizmi, koji su razvijeni u poslednjih petnaestak godina, imaju pogon koji je nezavisan od pogona pritiskivača, što im obezbeđuje veliku fleksibilnost i mogućnost reprogramiranja u vrlo kratkom vremenskom periodu. Ovi mehanizmi su predviđeni za rad na presama koje izvode do 30 hodova u minutu. Konstrukcija grajfernog mehanizma zavisi od vrste prese kao i od oblika i dimenzija pripremka. U presama za hladno istiskivanje Schuler tip MME2 i MML2 međuoperacioni transport obrataka se izvodi pomoću grajfernog mehanizma (slika ? i slika ?) U presama za kovanje novca i sličnih proizvoda, od pripremka u obliku tankog diska, primenjuje se sistem dodavanja i transporta pripremka koji se satoji od levka i profilisanog kanala kojim se komadi transportuju do podeone ploče. Podeona ploča nadalje, prenosi pripremak na poziciju za kovanje. Brzina dodavanja pripremaka se kreće i do 3000 komada u minutu (slika ?). Uređaj za dodavanje materijala u horizontalnim višepozicionim presama za hladno i toplo oblikovanje, baziran je na numerički kontrolisanim valjcima pomoću kojih se materijal u obliku žice ili šipke pomera do graničnika, potom sledi odsecanje pripremka i njegov transport do prve radne pozicije. Međuoperacioni transport izvodi se pomoću transportnog uređaja sa grajferima za držanje obratka. Uzdužno pomeranje grajfera izvodi se pomoću pokretnog klizača na kojem su isti postavljeni. Kod automata Hatebur AMP 75XL (slika ?)

16

dodavanje materijala izvodi se pomoću valjaka koji dobijaju pogon od servomotora . Odsečeni pripremak se prihvata pomoću grajfera i postavlja na ulaz prve matrice (slika ?)

Vlaci za dodavanje materijala u presi Hotmatic Hatebur AMP 75 XL /35/

Slika Prenos pripremka do prve matrice, Hatebur Hotmatic AMP 75

Slika ? Međuoperacioni transport radnog komada na višepozicionom automatu Hatebur

U tehnologiji kovanja na vertikalnim presama transport otkivaka manje težine, takođe se vrši pomoću klasičnog grajfernog mehanizma. Na slici ? je prikazana višepziciona ekscentar

17

presa Müller-Weingarten serija PK sa grajfernim mehanizmom za transport obratka. Pogon grajfera je mehanički od ekscentarskog vratila. U tehnologiji kovanja na automatskim mašinama i linijama za kovanje najnovije generacije sve je češća primena robota za posluživanje mašine, odnosno transport otkovka. Primena robota za posluživanje čekića i presa oslobađa čoveka od štetnih dejstava buke i visoke temperature. Maksimalni proizvodni efekti postižu se primenom dva robota, od kojih jedan uzima zagrejeni pripremak iz peći i postavlja u alat a drugi iznosi i odlaže gotov otkivak (slika ?). Roboti se danas koriste za transport otkivaka mase od 3 do 570 kg (Kuka roboti).

Slika posluživanje čekića pomoću robota, Müller Weingarten /12,13/

Posluživanje čekića ili prese pri kovanju pomoću robota ili nekog drugog manipulatora obezbeđuje visoku pouzdanost procesa, smanjenje troškova radne snage, smanjenje otpada materijala, smanjenje ukupnih troškova proizvodnje i povećanje kvalteta otkivaka. Osnovu automatizovanih sistema manipulacije sa otkovkom kompanije Lasco predstavlja specijalni grajfer (slika ) i potpuno CNC upravljanje procesom.

Slika ? Automatizovana linija za iskivanje, Lasco /33/

18

Manipulator na slici ? Lasco služi za potpuno automatsko izvođenje procesa iskivanja uz programirano obezbeđenje obrtanja i aksijalnog pomeranja komada. Linija je pogodna i za kovanje manjih serija delova. Umesto grajfernog mehanizma u automatizovanim mašinama i linijama za kovanje često se primenjuju specijalno konstruisani numerički upravljani manipulatori, kao na primer, pri kovanju spone (slika ?) Na slici ? je prikazana automatska linija za kovanje spone koja se izvodi na dve mašine: 1-elektropresa za sabijanje i 2-višepoziciona presa za kovanje (tri faze). Posluživanje prese izvodi se pomoću manipulatora 3 koji uzima nezagrejan pripremak sa platforme 4, prenosi ga na presu 1 u kojoj se komad zagreva i kuje glava spone, potom se komad prenosi na transfer presu 2 i kuje završno u tri faze. Proces kovanja se izvodi paralelno na dva komada na presi 1 i presi 2, a transport i okretanje obratka izvodi manipulator 3.

Sliak ? automatska linija za kovanje spone /11/ 1-elektropresa, 2-transfer presa, 3-manipulator, 4-platforma, 5-konvejer za gotove otkovke

Slika ? Automatska linija za sinterovanje, Lasco / /

19

Moderne linije za kovanje i druge vrste zapreminskog deformisanja, takođe koriste robot za posluživanje mašina i prenošenje obratka. Na slici je prikazana automatska linija kompanije Lasco za izradu delova od metalnog praha. Presovanje metalnog praha izvodi se na presi 1 (tip MPP), potom se komad pomoću robota (2) prenosi u peć za sinterovanje (3) iz koje se komad pomoću robota 4 prenosi u presu za kalibrisanje 5 (tip KP).

AUTOMATIZACIJA TRANSPORTA PRI OBRADI LIMA

U tehnologiji oblikovanja lima za operacije probijanja i prosecanja koriste se dva sistema dodoavanja materijala:

1. dodavač sa valjcima, 2. grajferni dodavač

Na slici ? su prikazane dve varijante transporta trake pomoću valajaka. U prvoj varijanti (slika ?a) transport trake izvodi se pomoću dva para valjaka, od kod kojih, valjci sa leve strane dobijaju direktan pogon sa krivajnog vratila pomoću poluge p. Dalje se se kretanje posredstvom spojnice C1 prenosi na zupčanike g1 i g2 koji pokreću valjke. Pomoću poluge r kretanje se prenosi na desni par valjaka posredstvom spojnice C2 i zupčanika. Na slici ?b) prikazana je varijanta pomeranja trake sa jednim parom valajaka koji pogon takođe dobija sa krivajnog vratila.

a) b)

Slika ? Transport trake pomoći valajaka a) meahnizam sa dva para valjaka, b) mehanizam sa jednim parom valajaka

GRAJFERNI MEHANIZMI U obradi lima veoma je raširena primena grajfernih mehanizama za transport materijala i obrataka. Ovi mehanizmi primenjuju se za pomeranje trake kod presa sa višepozicionim alatima a takođe i kod višepozicionih presa. Ranija primena grajfernih mehanizama bila je ograničena na relativno male delove, dok se u savremenim mašinama ovi mehanizmi primenjuju za transport delova velikih dimenzija i vrlo složenih oblika koji se

20

izrađuju za potrebe autoindustrije. Pogon grajfernih mehanizama u obradi lima takođe može biti mehanički, pomoću krivajnog vratila ili nezavisan, pomoću servomotora i drugih uređaja. Karakteristika savremenih grajfera je numeričko upravljanje svim fazama rada u skladu sa radnim ciklusom prese. Konstrukcija grajfera i u ovom slučaju zavisi od njihove namene, tj. tehnologije i vrste mašine na kojoj se proces realizuje. Jednostavni grajferi izvode kretanje samo u jednoj ravni – 2D grajferi. U slučaju prostornog kretanja mehanizma radi se o 3D grajferima. Na slici ? je prikazan grajferni mehanizam koji se koristi za uzdužno pomeranje trake u ravni pri jednostavnim operacijama obrade lima, na primer pri probijanju i prosecanju (2D grajfer). Mehanizam se satoji od pogonskih (pokretnih) i nepokretnih stezača. Pokretni stezači dobijaju pogon od krivajnog vratila (ili hidrocilindra) i služe za pomeranje trake unapred za definisani hod. Pri tome, nepokretni stezač mora biti otpušten. Kada je hod trake izvršen nepokretni stezač priteže traku kako se ona ne bi pomerala za vreme obrade. Hod mehanizma, tj. trake se podešava promenom dužine pogonske poluge. Na slici ? b, prikazan je mehanizam za pomeranje trake koji ima po dva para stezača – spoljašnji koji obezbeđuju transport trake, i unutrašnji (koji se aktiviraju pneumatski) koji obezbeđuju mirovanje trake pri obradi.

Slika ? Grajferni mehanizam za pomeranje trake

21

GRAJFERNI MEHANIZAM VIŠEPOZICIONIH PRESA U obradi lima, kao i kod zapreminskog deformisanja, na višepozicionim presama se primenjuju automatizovani sistemi za međuoperacioni transport obratka pomoću grajfernih mehanizama, čija je funkcionalna šema data na slici?. Transport obrataka kod jednostavnijih slučajeva se izvodi u jednoj ravni a elementi grajfera izvode 2D kretanje. Transport slo#enih delova izvodi se pomoäu 3D grajfernog sistema.

Slika ? Šema grajfrnog mehanizma višepozicionih presa

Kod 2D grajfera (slika ?), osnovne faze rada mehanizma su: 1 - zatvaranje grajfera, 2-pomeranje unapred za zadati korak i prenošenje obradaka sa pozicije na poziciju, 3 – otvaranje grajfera i postavljanje obradaka u odgovarajuće pozicije, 4 – povratak otvorenog grajfera u početnu poziciju, uz paralelno oblikovanje delova na svim pozicijama mašine.

Slika? Grajfer višepozicione prese za izradu kućišta filtera /9/

Na slici ? je prikazan šinski grajferni mehanizam (3D) koji se primenjije u višepozicionim presama za duboko izvlačenje i druge vrste oblikovanja. U odnosu na prethodnu varijantu (slika ?), ovaj mehanizam ima mogućnost kretanja i u vertikalnoj ravni

22

(podizanje i spuštanje obratka). Funkcionisanje grajfernog mehanizma je sinhronizovano sa kretanjem pritiskivača prese, a pogon može biti mehanički, elektro-mehanički, hidraulični, pneumatski i kombinovan.

Slika ? Grajfer sa mehaničkim pogonom

Šinski grajfer se primenjuje i pri oblikovanju velikih otpresaka od lima, na primer za potrebe autoindustrije (slika ?). Pojedina kretanja 3D grajfera moraju biti sinhronizovana sa kretanjem pritiskivača. Osnovno kretanje šina mehanizma je kretanje u pravcu transporta obratka, osim toga šine izvode i bočno pomeranje radi otpuštanja i stezanja komada i vertikalno kretanje na gore radi vađenja obradaka iz alata i vertikalno kretanje na dole radi postavljanja obratka na sledeće pozicije (dijagram, slika ?). Pogon grajfera u slučaju manjih serija može bit i električni /9/. Kod mašina novije generacije grajferi su numerički kontrolisani (3D CNC).

Slika Dijagram kretanja 3D grajfera /9/

Postavljanje pripremka na prvu poziciju višepozicione prese vrüi se pomoću posebnog uređaja za dodavanje, koji za slučaj velikih otpresaka može biti robot. Iznošenje gotovog komada iz prese takođe se vrši posebnim uređajem, koji može biti robot ili manipulator. Kod manjih delova unošenje priremka na prvu poziciju se izvodi pomoću

23

jednostavnog ulaznog mehanizma (strma ravan, kalibrisane šine itd.) a iznošenje gotovog dela može da izvrši sam grajfer.

ELEKTRONSKI KONTROLISANI TRANSPORTETI Najnovije generacije višepozicionih presa i linija za obradu lima koriste elektronski upravljane transportne sisteme. Osnovna razlika u odnosu na klasične grajferne uređaje je nazavisnost pogona novih sistema u odnosu na glavni pogn prese. Naime, elemnti klasičnog grajfera pogon dobijaju od pogonskog sistema prese (krivajno vratilo) pomoću zupčanika i bregastih ploča, dok elektronski upravljani grahjferi imaju nezavisan pogon, pomoću servomotora. Nemačka kompanija Müller Weingarten (sada u satavu Schuler group) u okviru programa automatizacije transporta SynTEC, razvila je tri varijante ovih transportera, koji se primenjuju u višepozicionim presama i linijama za oblikovanje delova velikih dimenzija i velikih serija, na primer, delova za potrebe autoindustrije. Na slici ? je prikazana kompaktna višepoziciona presa sa grajferom za prenošenje obrataka postavljenim na poprečnu letvu (1). Pomeranje nosača grajfera a time i obratka izvodi se pomoću specijalne ruke (lambda konfiguracije, slika ?), koja ima mogućnost oscilovanja u vertikalnoj ravni, i može da se pomera vertikalno (gore-dole) po šinama 3, uz pomoć servomotora (5). Servo motor 4 obezbeđuje obrtanje ruke, tj. transport obratka sa jedne na drugu poziciju. Ovaj transportni mehanizam je pod kontrolom CNC sistema upravljanja prese a primenjuje se kod manjih višepozicionih presa koje ostvaruju do 18 hodova u minutu, pri velikoserijskoj proizvodnji sa manjim brojem zamena alata. Sistem takođe, može da se koristi za unošenje pripremka na prvu poziciju i za iznošenje gotovog komada van prese.

Metal Master, Strana 17

Slika ? Oscilujuća transportna ruka Müller Weingarten / /

Drugu varijantu transporta obratka u višepozicionim presama visokih performansi, predstavlja transport pomoću mehanizma sa brzom poprečnom gredom (Speedbar technology), koja nosi grajfer, odnosno obradak sa jedne na drugu poziciju. Ovaj sistem

24

primenjuje se i za transport obratka između presa u velikim produkcionim linijama. Sistem se koristi i pri izradi ekstremno velikih otpresaka sa produkcijom do 14 komada u minutu. Međuoperacioni transport obrataka u ovom slučaju obavlja se pomoću poprečno postavljenog grajfera koji je postavljen na nosač u obliku grede (1). Poprečna greda je postavljena na šatl (2) i teleskopsku šinu (6) koju u horizontalnoj ravni pokreće pogonska jedinica (3). Pomeranje po vertikali (podizanje i spuštanje) ostvaruje se pogonskom jedinicom 4, a hvatanje obratka izvodi grajfer sa vakumskim hvataljkama. Ovakav sistem transporta izvodi se u prostoru koji je manji u odnosu na klasične manipulatore. Zahvaljujući nimeričkoj kontroli ovog uređaja mogući su različiti režimi rada pojedinih jedinica pa čak i asimetrično (neistovremeno) prenošenje obrataka po pojedinim pozicijama. Sistem takođe, može da se koristi za unošenje pripremka na prvu poziciju i za iznošenje gotovog komada van prese.

Slika ? Speedbar technology transport Müller Wingarten /12,13/

25

Treću varijantu transporta u automatskim linijama predstvalja sistem sa oscilujućom rukom u ravni obrataka (horizontalna ravan, slika ?) na čijem se kraju nalazi poprečno postavljena greda sa vakuumskim grajferom. Uređaj se satoji od grajfera 1, oscilujuće ruke 2, vertikalnih šina, horizontalnih šina 5, pogona za dodavanje 3, pogona za podizanje 4 i pogona za oscilujuću ruku 6. Moguće kombinacije kretanja komada pri transportu su: horizontalno obrtanje, podizanje, spuštanje i linijski transport. Ovaj sistem transporta primenjuje se u presama sa širinom stola od 4500 do 5000mm i u mašinama sa malom prolaznom širinom i uopšte sa malim prostorom za manipulaciju. Sistem takođe, može da se koristi za unošenje pripremka na prvu poziciju i za iznošenje gotovog komada van prese.

Slika ? Swivelram technology transport Müller Wingarten /12,13/

26

Slika ? Cross-Barr RoboBeam transporter Güdel /54/

Slika ? Šema Cross-Barr roboBeam transporter Güdel /54/

Jedna od varijanti trasfera obratka na automatskoj liniji sa četiri prese za izradu otpresaka maksimalnih dimenzija 4300x2000 mm, sa Cross-Bar transfer sistemom Güdel, prikazana je na slici?. Porečni grajferi sa vakuumskim hvataljkama kreću se po uzdužnim šinama horizontalno uz mogućnost podizanja pomoću vertikalnih šina. Maksimalna brzina kretanja otpreska je do 8m/s. Pogon transportera je nezavisan od pogona krivajnih presa, linija ostvaruje do 12 hodova u minutu a proces oblikovanja se izvodi bez zastoja mašina u GMT. Na slici ? je prikazana josš jedna varijanta Cross-Bar transportnog sistema Güdel – RoboFeeder za prenos otpreska sa jedne na drugu presu bez međuskladišta. Sistem je veoma fleksibilan zahvaljujući linijskom kretanju horizontalno kliznih šina, mogućnosti njihovog podizanja i mogućnosti rotacije ruke sa hvataljkama. Sistem je namenjen kako za nove proizvodne linije, tako i za starije linije u kojima postoji problem sa unutrašnjim – radnim prostorom.

27

Slika ? Automatizovani sistem transporta Cross-Bar, tipRFD Robo Feeder, Güdel /54/

Na početku obradnog sistema sa automatizovanim transportom obrataka po pravilu se nalazi ulana jedinica za dodavanje koja može biti izvedena na različite načine. Ulazna jedinica može biti mehanizovani dodavač, ili se u tu svrhu, kao što je prethodno već rečeno, koristi sistem za međuoperacioni transport. U poslednje vreme, dodavanje pripremka u savremenim produkcionim mašinama i linijama izvodi se pomoću jednog ili više robota (slika ?). Takođe, na kraju proizvodnog procesa, gotov komad se iz mašine iznosi primenom različitih mehanizama a potom transportuje do skladišta. Iznošenje gotovog komada iz mašine može se takođe izvesti pomoću grajfernog mehanizma a potom se transport delova izvodi pomoću automatskog transportera. Iznošenje gotovog komada takođe se izvodi pomoću robota.

Slika ? Unošenje pripremka u presu pomoću robota /12,13/

Neposredno iza dodavača pripremka kod višepozicionih presa sa klasičnim grajfernim sistemom, neophodno je postojanje uređaja za centriranje pripremka, kako bi se osigurao njegov tačan položaj u alatu. Na slici ? je prikazan jedan takav uređaj koji se satoji od podesive platvorme, bočnih graničnika i transportnih traka koje prenose pripremak do prve radne pozicije.

28

Slika ? Uređaj za centriranje pripremka, Güdel tip BCS /54/

Slika ? Iznošenje gotovog komada pomoću robota /54/

29

Slika ? Iznošenje i manipulacija otpreskom pomoću robota, Bilsing automation gmbh /52 /

Robot kao savremeno sredstvo manipulacije i transporta pripremka i obratka pruža izvanredne mogućnosti integracije u automatizovane mašine i linije za oblikovanje lima. Mogućnost programiranja rada robota i numeričke kontrole u pojedinim slučajevima ga stavljaju u prvi plan kad je u pitanju rukovanje materijalom.

Slika ? Vakuumska hvataljka za delove od lima, Bilsing automation gmbh /52 /

30

Slika ? Modularna hvataljka robota, Bilsing automation gmbh /52 /

Pri projektovanju tehnologije oblikovanja lima za višepozicione prese i automatske linije važno je da se za potrebe manipulacije sa materijalom i obrađenim komadom, izabere adekvatan robot u pogledu nosivosti i broja stepeni slobode, kao i da se izvrši izbor adkvatnih hvataljki, odnosno grajfera. Kada je u pitanju oblikovanje delova od lima delotvornim su se pokazale vakuumske hvataljke čiji se raspored prilagođava konfoguraciji pripremka i obrataka. Kompanija Bilsing automation gmbh raspolaže nizom standardnih elemenata za dizajn optimalne konstrukcije izvršnog dela robota / /.