Urządzenie do zautomatyzowanego zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych

ZESPÓŁ AUTORSKI:

Politechnika Poznańska

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

CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?

Rozwiązanie przynosi następujące korzyści:
• umożliwia przeprowadzenie procesu zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych, z wykorzystaniem metody gorącej płyty, w sposób automatyczny, bez udziału operatora,
• umożliwia produkcję seryjną pasów, w trybie ciągłym bez konieczności ingerencji operatora,
• umożliwia przeprowadzenie procesu, z kinematycznym sterowaniem przebiegiem zgrzewania, polegającym na zadawaniu i kontrolowaniu przemieszczenia i prędkości podczas uplastyczniania pasa na gorącej płycie i podczas wzajemnego docisku łączonych powierzchni, w wyniku czego proces zgrzewania nie jest wrażliwy na zmiany geometrii zgrzewanych pasów oraz na zmianę materiału, przy czym uzyskiwana jest wysoka dokładność wymiaru obwodu pasa po zgrzaniu i duża powtarzalność w produkcji seryjnej,
• umożliwia przeprowadzenie procesu zgrzewania z kinematycznym sterowaniem przebiegu procesu, dzięki czemu uzyskano względnie niskie koszty oprzyrządowania i serwisu urządzenia,
• umożliwia przeprowadzenie procesu zgrzewania pasów cięgnowych o dowolnej maksymalnej długości, przy minimalnej długości ograniczonej jedynie geometrią szczęk chwytających,
• umożliwia zgrzewanie pasów cięgnowych do postaci zamkniętego obwodu,
• umożliwia zgrzewania pasów cięgnowych bez konieczności wcześniejszego ich przygotowania.

ISTOTA WYNALAZKU

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do zautomatyzowanego zgrzewania doczołowego pasów o przekroju kołowym, stosowanych w układach napędowych i transportujących maszyn przemysłowych.
Opracowane rozwiązanie metody zgrzewania i konstrukcji automatycznego urządzenia zgrzewającego według wynalazku pozwala na przeprowadzenie procesu łączenia doczołowego metodą gorącej płyty pasów cięgnowych o przekroju kołowym i średnicy od kilku do kilkunastu milimetrów, do postaci zamkniętego obwodu, w sposób automatyczny, bez konieczności udziału operatora. Przy wykorzystaniu zaproponowanego rozwiązania uzyskuje się pasy charakteryzujące się wysoką dokładnością i powtarzalnością wymiaru długości obwodu, ze względu na zastosowanie kinematycznego sterowania procesem zgrzewania z kontrolą pozycji elementów roboczych kluczowych podzespołów. Dodatkowo, proces zgrzewania przeprowadzany za pomocą zaproponowanego oprzyrządowania, nie wymaga wcześniejszego przygotowywania pasa, poprzez np. ucinanie do pożądanej długości.
Istotą wynalazku jest urządzenie do zautomatyzowanego zgrzewania pasów cięgnowych, wykorzystujące metodę zautomatyzowanego zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych. Urządzenie według wynalazku posiada konstrukcję modułową i składa się z modułu dozowania i łączenia, zabudowanych na modułowej ramie przestrzennej, przy czym moduły dozowania i łączenia są nieruchome względem modułowej ramy przestrzennej. Moduł łączenia składa się z chwytaka nieprzesuwnego, chwytaka przesuwnego oraz modułu grzewczego. Chwytak nieprzesuwny jest zamontowany nieruchomo względem ramy urządzenia, a chwytak przesuwny i moduł grzewczy są zamontowane przesuwnie względem ramy urządzenia. Moduł dozowania składa się z podajnika oraz układu tnącego, przy czym podajnik i układ tnący są połączone ze sobą w sposób nieruchomy. Moduł dozowania w tym wariancie odpowiedzialny jest za podawanie pasa cięgnowego do modułu łączenia w odpowiedniej ilości, a także za bezstratne ucinanie pasa do pożądanej długości, w etapie przygotowania pasa. W zespole chwytaka nieprzesuwnego i przesuwnego, zamontowane są pary obrotowych szczęk chwytających, które mogą się obracać ruchem wahadłowym wokół własnej osi w zakresie kątowym od 0° do 180°, dzięki temu mogą wykonać odpowiednią orientację końcówek pasa względem siebie na czas wykonywania połączenia. Moduł grzewczy zawiera urządzenie grzewcze z elementem roboczym w postaci płaskiej nagrzewanej płyty. Moduł łączenia odpowiedzialny jest za przygotowanie pasa cięgnowego do zgrzewania, poprzez odpowiednie uchwycenie i zorientowanie jego końców, następnie dociśnięcie ich do rozgrzanej płyty, dzięki czemu zachodzi proces nagrzewania pasa, a następnie za połączenie rozgrzanych końcówek pasa ze sobą, a także za usunięcie pasa po zgrzaniu ze strefy roboczej urządzenia.
Wynalazek jest nieodłącznie powiązany z trzema innymi:
1) Moduł dozowania urządzenia do zautomatyzowanego zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych,
2) Moduł łączenia urządzenia do zautomatyzowanego zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych,
3) Zespół prowadzenia i odbioru pasa, zautomatyzowanego urządzenia do zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych, w których doprecyzowano szczegóły rozwiązania konstrukcyjnego poszczególnych mechanizmów wynalazku.

POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU

Urządzenie do zautomatyzowanego zgrzewania doczołowego pasów cięgnowych może mieć zastosowanie w firmach specjalizujących się w produkcji i konfekcji pasów napędowych lub transportujących, 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 zgrzewania oraz rozwiązanie konstrukcyjne urządzenia po niewielkich modyfikacjach, może mieć zastosowanie do wykonywania doczołowych połączeń zgrzewanych takich materiałów, również przypadku innego łączenia rodzaju produktów np. prętów tworzywowych lub filamentu. Wynalazek w przedstawionej formie jest na poziomie gotowości technologicznej TRL6 – prototyp jest testowany w warunkach kontrolowanej produkcji pilotażowej pojedynczych serii pasów.