Производственный модуль испытаний материалов

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании автоматиэировапых производственных систем для испытания механических свойств заготовок в металлургических, мехацообрабатывающих, сборочцо-сварочных производствах.Пель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний, производительности, а также техники безопасности.Па фиг, 1 изображен производственный модуль испытаний, план; на фцг. 2 - вцд Л ца фиг. 1; ца фиг.3 - вцд Б ца фиг. 2; на фиг. 4 - вид В ца фиг. 1; ца фиг, 5 - узел 1 ца фпг. 2.Г 1 ропзводствеццый модуль испытаний 1 чатерцапов содержит промышленный робот 1, транспортно-накопительную систему 2, с кассетой 3, систему 4 управления модулем, технологи, ческое оборудование, включающее твердомер 5, стол 6 тактовый и маятниковый копер 7, представляющий собой станину 8 с размещенными ца ней ударным маятником 9, на конце которого смонтирован цож 10, и пожемептом 11 для упадки испытательного образца 12, Робот 1 смонтирован так, что имеет воэможность обслуживать твердомер 5 и загрузочную позицию 13 тактового стола 6. На транспортных пластинах 14 тактового стола 6 с возможностью кругового реверсивного движения смонтированы термокрцостатцрующие камеры 15, чис)по которых определяется диапазоном температур испытательного образца 12, Между трацспортныии пластинамц 14 тактового стола б ца загрузочной и разгрузочной позициях 13 и 16 установлены механизмы 17 подъема крышки 18 термокриостатирующих камер 15 и датчики 19 положения, адекватно вазимодействующие с соответствующими термокриостатитующими камерамц 15. Внутри термокриостатирующих камер 15 жестко закреплены опоры 20 дпя размещения испытательных образцов 12, опорная плоскость 21 которых параллельна опорной плоскости 22 ложемецта 11 копра 7, Опоры 20 разнесены в термокриостатцрующих камерах 15 с шагом С (фиг. 2), Между тактовым столом 6 и маятниковым копром 7 размещен механизм 23 загрузки копра, выполненный в виде корпуса 24, в на 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 правляющих 25 которого установлен автооператор 26 с возможностью шагового перемещения в горизонтальной плоскости посредством пневмоцилиндра 27и взаимодействия его захвата 28 с испытательным образцом 12, При этомвеличина шагового перемещения равнашагу С расстановки опор 20 в термокриостатирующих камерах 15. Для фиксации положения автооператора 26 пришаговом перемещении предназначеныпневмоупоры 29 (фиг. 5), Автооператор 26 имеет воэможность поворотана угол, больший 180 , вокруг оси 30(фиг. 5) с помощью управляющего пневмоцилиндра 31Ось 30 поворота автооператора 26 параллельна опорнойплоскости 22 ложемента 11 копра 7 ирасположена асимметрично относительно него и ближней к копру 7 опоры 20термокриостатирующей камеры 15 на величину, большую ширины Ь захвата 28автооператора 26,На станине 8 копра 7 размещеныкожухи 32 и 33 для улавливания разлетающихся при ударе "половинок" образцов 12. В нижней части кожухов 32и 33 размещен вибрационный лоток 34,обеспечивающий транспортированиеполовинок образцов 12 в ванну 35 дляфиксации структуры разлома.На ложементе 11, жестко смонтированном на станине 8, размещены механизм 36 съема образца и механизм 37центрирования образца, представляющие собой пцевмоограничители 38 субирающимися упорами 39, смонтированными симметрично относительно оси 40маятника 9. Пневмоограничители 38 механизма 36 съема образца имеют возможность взаимодействия с образцом41 (фиг, 4), заклинившим на ноже 10маятника 9 только на обратном ходемаятника, а команда ца их срабатывание поступает от фотореле 42, жесткозакрепленного на станине 8, при прямом ходе маятника 9.Ванна 35 представляет собой герметичный резервуар 43 с откидывающейся крышкой 44, управляемой пневмоцилицдром 45. Внутри ванны с возможностью вращения вокруг горизонтальнойоси 46 установлено уотройство 47 выгрузки деталей, на боковых гранях 48которого выполнены отверстия 49. Устройство 47 управляется пневмоцилиндром 50.,Ванна 35 для фиксации структуры металла установлена на подстав 5 1516311 6ке 51. Устройство выгрузки деталей механизма 23 загрузки копра 7 в нолоимеет возможность эвакуировать образ- жение, соответствующее порядковомуцы 12 в ячейки 52 многопозиционного номеру образца 12 в камере 15, Полороторного стола 53, Результаты испы- жение определено соответствующимтаний автоматически фиксируются сис- пневмоупором 29. Автооператор 26 натемой 4 управления модулем и распе- ходится в вертикальном положении.чатываются для дальнейшего польэо- Крышка 18 камеры 15, находящейсявания, на разгрузочной позиции 16, открываП ороиэводственный модуль работает10ется при помощи механизма 17 подъема.следующим образом, Автооператор 26 разворачивается воКассета 3 с механически обработан- круг оси 30 при помощи управляющегоными образцами 12 посредством транс- пневмоцилиндра 31,портно-накопительной системы 2 пода- Вращение автооператора 26 вокругоси 30 осуществляется посредством,ется на модуль и устанавливается впневмоцилиндра 31, закрепленного назоне действия промышленного робота 1.В соответствии с заданной программой по уне 54ползуне , при помощи зубчато-реечсистема 4 управления модулем выдает ной пеЭой передачи . втооператор 26 вра 55. Акоманду роботу 1 и последний устанав- щается вокруг оси 30, жестко закрепливает испытуемый образец 12 на при- у ен йленно на ползуне 54, смонтированномемный стол твердомера 5. Автоматичес- на пневмоци н 27. Па пневмоцилиндре 7. Полэун 54 совки производится измерение тве остирдости местно с корпусом пневмоцилиндра 27образца 12, показатели твердости пере- перемещ еперемещается по направляющей 25, выдаются в систему 4 управления, О ноу Р . д о- полняющей функцию штока пневмоцилиндвременно на загрузочную пози ю 13У озицию 13 25 ра, жестко закрепленного на корпутактового стола 6 подается термокрио 3се 4. Захват 28 автооператора 26 застатирующая камера 15, обеспечивающая жимает образец 12 в камере 15 и обохлаждение или наг ев об аэр о раэца в соот- ратным ходом переносит его на ложеветствии с заданной программой испы- мен 11мент ,копра 7, одновременно пневмотаний. Положение камеры 15 на зага загру цилиндр 27 переводит автооператор 26зочной позиции 13 блокируется датчи- в крайнее бкрайнее, лижнее к копру 7, полоод ема жение с учетом величины большей шириком 19 положения. Механизм 17 по ъемакрышки 18 камеры 15 открывает крыш- ны Ь захвата 28. При развороте автоку 18 последней и по программе ро- оператора 26 на угол, больший 180бот 1 укладывает образец 12 на регла- захват 28 освобождает б 1235а т о раэец иментированную программой опору 20 оставляет его лежащим на ложементе 11.камеры 15. Крышка 18 закрывается и Пневмоограничителями 38 механизма 37начинается цикл охлаждения или нагре- центрирования образца обеспечиваетсява образца 12 до температуры испыта- смещение концентратора напряжения обнии. После достижения заданной темпе разца 12 относительно оси 40 маятниратуры испытаний образец 12 выдержи- ка 9 с точностью +0,5 мм. Время навается при заданной температуре в те- укладку бо разца на ложемент 11,12чение 15 мин Т ем самым обеспечивает- его центрирование не превышают 2 с.ся выравнивание температуры по всему Однов емдновременно с центрированием образсечению образца 12, После укладки об ца осуществляется вывод захвата 28разца 12 в камеру 15 робор 1 вновь автооператора 26 иэ рабочей эоны копзахватывает образец 12 из кассеты ра 7 СэУ этои целью при повороте автоукладьшает его на приемный стол твер- оператора 26 на угол, больший 180домера 5, цикл повторяется пока в захват 28 выводивыводится иэ зацеплениясоответствии с программой все образ- с образцом 1250 о разцом , остающимся лежать нацы из кассеты пе будут размещены в ложементе 11 бкамерах 15.и о ратным ходом автооператора 26 при помощи пневмоцилиндПосле выдержки образцов в камере15 прн заданной температуре камера 15 захвата 28вата , автооператор 26 выводитподается на разгрузочную позицию 1655очеи эоны копра . осред 7. Птактового стола б. По команде от сис- ством пневмевмоцнлиндра 31 автооператортемы 4 управления автооператор 26 26 фиксируе.иксируется в вертикальном полопри помощи управляющего пневмоцилинд- женин, После освобождения рабочейра 7 перемещается по направляющим 25 зоны по команде системы 4управлениякоггер 7 посредством маятника 9 с ножом 10 образец 12 разрубает и автомдтцческц поднимает маятник н верхнееисходное положение. Автоматическипроводится процесс измерения и реги 5страцци энергии, затрачиваемой царазрушение образца, Результаты измерения передаются ца цифропечатающееустройство системы 4 управления.10При большей пластичности материала образца, образец 12 может не разрубиться и быть заклиненным на ноже10 копра 7. По команде фотореле 42,фиксирующего прямой ход маятника 9,включаются пневмоограггцчители 38 механизма 36 съема образца, которыевзаимодействуют с образцом при обратном ходе маятника 9 ц сбрасываютс го с ножа 10 маятника 9,20После завершения испытания кожухи 32 и 33 улавливают "половинки"образца или церазрубленный образецпосредством вибрациоццого лотка 34обрдэцы трацспортцруются в ванну 35 25для фиксации структуры разлома,По команде системы управления царазгрузочную позицию 16 тактовогостопа подается новая термокриостатцрующдя камера 15 с образцом, выдержанным до оппеделеццой температуры,цли остается старая камера. При цоггощп уггравляющего ццевмоцилиндра 27автооператор 26 перемещается по направляющим 25 механизма 23 здгрузгсикопра 7 н положение, соответствующеепорядковому номеру образца в камере.Положсцце определено соответствующимпценмоуцором 29,Цикл захвата образца и ого укладка ца ложемецт 11 повторяется.Перед включением ниврациоццоголотка 34 посредством ццевмоцилиндра45 открывается крьпп;а 44 резервуара 43. После выдернули времени 10-15 с,,достдточного для трацспортиронацця45обрдзца н ванну 35, крышка 44 последней закрывается, исключая исцдрецие н атмосферу паров спирта с зеркала резервуара 43. После выдержкивремени, достаточного для фиксации50структуры рдэлогга образца, крышкавновь открывается, устройство 47 выгрузки деталей ирц помощи управляющего цненмоццлиндрд 50 извлекаетсяиэ резервуара 43, разворачиваясь но 55круг горизонтальной оси 46, В промежуточном положении устройство 47 остдцанлинается, обеспечивая спин спирта в резервуар 43 через дренажные отверстия 49, выполненные в боковых гранях 48.После эвакуации деталей в ячейки 52 мцогопоэиционного роторного стола 53 устройство 47 возвращается в исходное положение, крышка 44 резервуара 43 закрывается. Цикл испытаний повторяется.формула изобретения1. Производственный модуль испытаний материалов, содержащий промышленный робот, транспортно-накопительную систему, систему управления, техноло. гическое оборудование, включагощее в себя тактовый стол с термокамерами, в которых размещены опоры под испытуемые образцы, маятниковый копер, состоящий иэ станины с размещенными ца ней ударным маятником и ложементом с опорной понерхностью для испытуемого образца, ванну с рабочей жидкостью для фиксации структуры разлома образца, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения достоверности результатов испытаний и производительности, он снабжен механизмом загрузки копра, размещенным между тактовым столом и копром и выполненным в виде корпуса, в направляющих которого установлен автооператор с захватом с возможностью шагового перемещения между копром и тактовым столом в горизонтальной плоскости, шаг которого равен расстоянию между опорами н термокамере, при этом авто- оператор размещен с возможностью поворота вокруг оси, расположенной параллельно опорной плоскости ложемента копра и асимметрично относительно него и близлежащей к копру опоры термокамеры на величину, превьппающую габаритные размеры захвата антооператора.2. Модуль по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что копер снабжен механизмом съема образца, размещенным с возможностью взаимодействия с образцом при обратном ходе маятника и нибролотком, расположенным с возложностью транспортировки и загрузки образцов в ванну фиксации структуры разлома3. Модуль по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения техники безопасности, ванна дляфиксации структуры разлома образца выполнена в виде герметичного резервуара с откидной крышкой, внутри ко" торого установлено с воэможностью врацения вокруг горизонтальной оси5 и фиксации в промежуточном положении устройство выгрузки образцов, на боковых гранях которого выполнены отверстия для слива рабочей жидкостив ванну,4. Модуль по пп. 1 и 2, о т л ич а ю ц и й с я тем, что механизм съема образца выпоайеъ в виде подвижных ограничительных упоров, раэмеценных на станине копра симметрично относительно оси маятника.1516311 ВидВ 29 Составитель А.ШкуркинТехред Л.Сердюкова, Корректор Л,Бескид Редактор Л.Зайцева Заказ 6332/15 Тираж 894 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101