Eureka! DGP – odkrywamy polskie wynalazki

ZESPÓŁ AUTORSKI:

Politechnika Poznańska

• KRZYSZTOF TALAŚKA,
• DOMINIK WILCZYŃSKI,
• JAN GÓRECKI,
• KRZYSZTOF WAŁĘSA

CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?

Rozwiązanie konstrukcyjne modułu łączenia do urządzenia do zautomatyzowanego zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych, pozwala na przeprowadzenie procesu produkcyjnego pasa o zamkniętym obwodzie, wysokiej dokładności wymiaru obwodu oraz wysokiej powtarzalności podczas produkcji seryjnej. Rozwiązanie umożliwia zastosowanie efektywnej kinematycznej metody sterowania procesem zgrzewania. Przedstawione rozwiązanie umożliwia odpowiednie przygotowanie pasa i wykonanie operacji zgrzewania, w sposób bezobsługowy i przynosi następujące korzyści, w porównaniu do rozwiązań znanych w technice:
• umożliwia przeprowadzenie procesu zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych, z wykorzystaniem metody gorącej płyty, w sposób automatyczny bez udziału operatora, dzięki możliwości wykonania manipulacji zakończeniem pasa cięgnowego, niezbędnych do realizacji procesu zgrzewania,
• umożliwia zgrzewanie pasów cięgnowych do postaci zamkniętego obwodu,
• umożliwia zgrzewanie pasów cięgnowych bez konieczności ich ręcznego pozycjonowania,
• umożliwia zastosowanie kinematycznej kontroli procesu zgrzewania, która jest korzystniejsza ze względu na jakość uzyskiwanego produktu oraz stopień skomplikowania oprzyrządowania maszyny.

ISTOTA WYNALAZKU

Przedmiotem wynalazku jest moduł łączenia, wchodzący w skład urządzenia do zautomatyzowanego zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych stosowanych w układach napędowych i transportujących maszyn przemysłowych.
Zgrzewanie doczołowe pasów cięgnowych metodą gorącej płyty, polega na przyłożeniu płaskich zakończeń pasa do rozgrzanej płyty urządzenia grzewczego. Końcówki pasa są do niej dociskane z pewną siłą, co powoduje nagrzewanie materiału, prowadzące do jego uplastycznienia, które skutkuje skróceniem pasa. Po nagrzewaniu przez ściśle określony czas nagrzane końcówki pasa są dociskane do siebie z określoną siłą. W wyniku tego działania, na uplastycznionych zakończeniach pasa, dociśniętych do siebie, zachodzą reakcje chemiczne i oddziaływania fizyczne pomiędzy makrocząsteczkami polimeru, które powodują utworzenie połączenia nierozłącznego. Przebieg procesu technologicznego zgrzewania doczołowego może być sterowany na dwa sposoby: metodą siłową lub kinematyczną. W automatycznych urządzeniach do bezobsługowej, seryjnej produkcji pasów cięgnowych, bardziej optymalne wydaje się sterowanie kinematyczne, polegające na regulacji prędkości i przemieszczenia końcówki pasa podczas uplastyczniania i łączenia zakończeń pasa.
Zaproponowane rozwiązanie konstrukcyjne modułu łączenia zastosowanego do zautomatyzowanego urządzenia do zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych, pozwala na przeprowadzenie procesu zgrzewania pasów cięgnowych o przekroju kołowym lub klinowym, wykonanych z elastomerów termoplastycznych, w sposób zautomatyzowany, bez udziału operatora. Oprzyrządowanie umożliwia uchwycenie zakończeń pasa, wykonanie nimi odpowiedniej manipulacji i zgrzanie pasa do postaci zamkniętej pętli. Rozwiązanie konstrukcyjne wykorzystuje efektywną – kinematyczną metodę sterowania procesem zgrzewania, co skutkuje uzyskaniem wysokiej dokładności wymiaru obwodu pasa po zgrzewaniu oraz wysokiej powtarzalności podczas produkcji seryjnej. Przedstawione rozwiązanie modułu łączenia, umożliwia odpowiednie przygotowanie pasa i wykonanie operacji zgrzewania, w sposób bezobsługowy.
Istotą wynalazku jest moduł łączenia urządzenia do zautomatyzowanego zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych, który składa się z chwytaka nieprzesuwnego, chwytaka przesuwnego oraz zespołu grzewczego. Chwytak nieprzesuwny jest zamontowany nieruchomo względem ramy urządzenia. Chwytak przesuwny natomiast zamontowany jest przesuwnie względem ramy, poprzez prowadnice liniowe podobnie jak zespół grzewczy. Korzystnie chwytak przesuwny i moduł grzewczy napędzane są za pomocą jednego silnika elektrycznego, przez zespół połączonych ze sobą napędów śrubowo-tocznych co pozwala uprościć konstrukcję, a także uzyskać pożądane zależności kinematyczne pomiędzy ich prędkościami i przemieszczeniami. Korzystnie, chwytak przesuwny i nieprzesuwny wyposażone są w parę obrotowych szczęk chwytających, umożliwiających wykonanie odpowiedniej manipulacji zakończeniami pasa. Korzystnie moduł grzewczy wyposażony jest w elektrycznie nagrzewaną płytę prostopadłą do osi wprowadzanego pasa.
Wynalazek ten, w przedstawionym przykładzie realizacji, jest nieodłącznie powiązany z trzema innymi:
1) Urządzenie do zautomatyzowanego zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych,
2) Moduł dozowanie urządzenia do zautomatyzowanego zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych,
3) Zespół prowadzenia i odbioru pasa, zautomatyzowanego urządzenia do zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych.
Przestawiony moduł dozowania jest zastosowany w wynalazku nr 1 i współpracuje z wynalazkami nr 2 i 3.

POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU

Moduł łączenia urządzenia do zautomatyzowanego zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych może mieć zastosowanie w firmach specjalizujących się w produkcji i konfekcji pasów napędowych, co pozwoli na polepszenie jakości oferowanych produktów, a także poprawienie wydajności pracy, dzięki odciążeniu pracownika ręcznie zgrzewającego pasy. Rozwiązanie to może być również interesujące dla przedsiębiorstw zajmujących się dystrybucją pasów – ich oferta handlowa mogłaby zostać rozszerzona o gotowe pasy o zamkniętym obwodzie. Przedstawiona technologia manipulacji zakończeniami pasa oraz rozwiązanie konstrukcyjne urządzenia, może mieć zastosowanie do manipulacji przedmiotów o konstrukcji prętowej lub cięgnowej w różnych innych zastosowaniach, np. na liniach produkcyjnych. Wynalazek w przedstawionej formie jest na poziomie gotowości technologicznej TRL6 – prototyp zabudowany w urządzeniu zgrzewającym jest testowany w warunkach kontrolowanej produkcji pilotażowej pojedynczych serii pasów.