В функции системы управления АКК входит управление отдельными агрегатами и комплексом в целом. В современных АКК предусмотрены следующие режимы работы:
–ручное управление с представлением информации о фактических значениях перемещений рабочих органов на пульте управления;
–ручное управление с автоматическим позиционированием отдельных приводов комплекса в соответствии с предварительным набором на пульте управления;
–автоматическая работа одного из агрегатов при ручном управлении другими;
–чередование ручного управления отдельными агрегатами с их автоматической работой в соответствии с отдельными блоками программы;
–автоматическая работа комплекса в соответствии с составленной программой, в том числе работа по режиму, записанному ранее
впамяти ЭВМ при ковке с ручным управлением.
Ковочные комплексы с программным управлением имеют узкое технологическое назначение. В режиме автоматического и программного управления работа АКК наиболее эффективна при изготовлении поковок простых форм, получаемых в результате повторяющихся технологических циклов, состоящих из обработки, кантовок и подач. К таким деталям относятся тела вращения: валы прямоосные, гладкие, ступенчатые, коленчатые, эксцентриковые; длинные брусы квадратного и прямоугольного сечений. Такие поковки составляют обычно 40–70 % общего объема (по массе) изготовления поковок в кузнечном цехе. Примеры поковок, изготавливаемых на АКК, приведены на рис. 35.
Рис. 35. Примеры поковок, изготавливаемых на АКК
182
В режиме ручного и полуавтоматического управления ковочные комплексы могут быть использованы для изготовления поковок всех типов (колец гладких, колец с шейками, шайб, фланцев, плит гладких, плит ступенчатых, рычагов, стоек и т. п.).
Программа работы ковочного комплекса составляется, как правило, для основных ковочных операций. Все вспомогательные операции из-за сложности их программирования исключаются из программы и выполняются при ручном управлении. По окончании выполнения вспомогательных операций, например по окончании замены кузнечных бойков и их закреплении на прессе, оператор переводит комплекс в программный режим работы.
Обычно работе ковочного комплекса всегда предшествует настройка кузнечных машин, т. е. установка нулевых или начальных точек отсчета измерительных систем комплекса. За начальную точку отсчета подвижной поперечины принимают точку крайнего верх-него положения, т. к. на положение этой точки не влияет высота бой-ков, для механизмов продольного перемещения манипуляторов
– точку соприкосновения боковой плоскости бойков с торцом клещевого захвата. Для механизма вращения хобота за начальное положение принимается вертикальное положение клещей.
Все механизмы манипуляторов оснащены соответствующими датчиками положения (угловыми и линейными) и датчиками скорости. Датчик положения поперечины пресса имеет дискретность 1 мм, датчик положения моста манипулятора – 5 мм. Датчик углового пе-
ремещения (поворота) хобота манипулятора имеет дискретность 1°. Датчики механизмов подъема и выравнивания хобота также имеют дискретность 1 мм.
Комплексы с одним манипулятором имеют пять управляемых координат, с двумя манипуляторами – девять. Управление механизмами комплекса осуществляется дистанционно с пульта управления. Точность остановки деформирующего инструмента (бойков и др.)
под нагрузкой изменяется от ±1 до ±2 мм в зависимости от номинального усилия пресса.
На рис. 36 показана схема АКК модели АКП500/2,5 для массового и крупносерийного производства.
183
Рис. 36. Схема автоматизированного ковочного комплекса АКП500/2,5:
1 – нагревательные печи; 2 – направляющие бойков; 3 – гидравлический пресс; 4 – ковочный манипулятор; 5 – пульт управления; 6 – бойки передвижные;
7 – посадочная машина
Автоматизированный комплекс включает:
–гидравлический ковочный пресс П1827 усилием 500 МН с нижним расположением рабочих цилиндров;
–нагревательное устройство;
–рельсовый ковочный манипулятор МКП-2,5 с интерактивным управлением грузоподъемностью 2,5 т;
–тележку с поворотным столом;
–магазин инструментов (бойков пресса);
–устройство для смены инструмента;
–механизм для быстрого крепления инструмента;
–устройство числового программного управления КП44-2. Общий вид комплекса приведен на рис. 37.
Станина пресса – литая. Главный цилиндр плунжерного типа пе-
редает рабочее усилие на подвижную раму через сферическую пяту, предотвращающую передачу бокового усилия при эксцентрической нагрузке. На средней части станины установлены возвратные цилиндры, плунжеры которых соединены с кронштейнами подвижной рамы. К верхней части подвижной рамы быстродействующим прижимным устройством крепится верхний боек. Привод пресса – от индивидуального гидроагрегата.
184
Рис. 37. Общий вид автоматизированного ковочного комплекса с программным управлением АКП500/2,5
Рельсовый ковочный манипулятор с тиристорным электроприводом постоянного тока обеспечивает все необходимые скорости перемещения и вращения поковки, а также быстрый останов ее осевого перемещения посредством гидравлического механизма. Кинематическая схема манипулятора МКП-2,5 приведена на рис. 38.
Рис. 38. Кинематическая схема манипулятора МКП-2,5:
1 – тележка манипулятора; 2 – хобот с клещевым захватом и гидравлическим механизмом зажима; 3 – редуктор подъема хобота с электродвигателями; 4 – редуктор вращения хобота с электродвигателями; 5 – редуктор осевого перемещения тележки с электродвигателями и гидравлическим насосом
Тележка 1 манипулятора перемещается по двухрельсовому пути на четырех колесах. Наибольшее перемещение составляет 10 м, скорость – до 0,6 м/с. Длина участка полного торможения тележки не
185
превышает 5 см. Тормозной путь останова руки при движущейся тележке 1–1,5 см. При ковке под воздействием бойка пресса поковка и рука 2 манипулятора могут упруго опускаться. Демпфирование усилий обеспечивается гидропневматическим аккумулятором. Наибольший радиус зоны обслуживания руки – 1180 мм, вертикальное перемещение руки – 455 мм со скоростью 0,07 м/с. В горизонтальной плоскости предусмотрено программируемое смещение
руки относительно тележки на ±150 мм. Угол поворота клещей –
360°. Масса манипулятора – 20 т. Привод продольного движения тележки осуществляется от двух электродвигателей через редуктор и звездочку, сцепленную с неподвижными цевками.
Тележка с поворотным столом используется для разворота поковки на 180о и перехвата ее манипулятором.
Устройство числового программного управления обеспечивает синхронизированную работу исполнительных механизмов пресса, манипулятора и тележки в ручном, полуавтоматическом и автоматическом режимах. В ручном и полуавтоматическом режимах необходимая последовательность и величина подач и обжатий заготовки задается оператором с пульта управления, установленного отдельно от пресса. В автоматическом режиме вмешательство оператора требуется лишь при смене инструмента.
Устройство ЧПУ обеспечивает управление перемещением подвижной рамы пресса, перемещением тележки, вращением и подъемом хобота манипулятора, причем управление по всем четырем координатам можно осуществлять одновременно. Задание перемещений может производиться как в абсолютных значениях, так и в приращениях. Средняя продолжительность автоматической ковки со-ставляет 10–20 мин.
Оператор, вручную управляя манипулятором, обеспечивает взятие заготовки из нагревательного устройства, перенос в рабочую зону пресса, съем и укладку готовой поковки. Процесс ковки осуществляется автоматически по сигналу оператора. При необходимости оператор может управлять вручную работой всего комплекса, для чего предусмотрена одна комбинированная рукоятка управления.
Подобный автоматизированный ковочный комплекс модели АКП1250/2,5 на базе гидравлического ковочного пресса усилием 12 500 МН приведен на рис. 39.
186