Хронология Робототехники: три поколения роботов и
ЭВМ
Роботы в литейном производстве
Перспективная область применения роботов в литейном производстве
открылась при выяснении возможностей устранения недостатков, присущих
старинному методу литья (он был известен еще в Древнем Египте) - так
называемому методу растапливания воска (мы сейчас поясним, в чем его
суть). Несмотря на его древность, этот метод благодаря простоте и
экономичности- один из основных и в наше время. Но, как и прежде, он до
появления промышленных роботов регулировался человеком, что и
обусловливало главный его недостаток: неполную одинаковость
изготавливаемых литейных форм и, следовательно, отлитых по ним изделий.
Дело в том, что при использовании метода растапливания воска поступают
таким образом.
Сначала делают восковую модель той детали, которая будет
изготавливаться. Затем ее покрывают термостойким керамическим
материалом, а воск растапливают - остается полая форма, которую заливают
жидким расплавленным металлом. После остывания заполненной формы из нее
извлекают полученную путем отвердевания расплава деталь. Этим способом
изготовляют обычно детали газовых турбин, ракетных двигателей и других
машин, работающих в условиях, которые требуют сверхпрочных (а значит,
труднообрабатываемых) материалов. Причем на практике подготовка форм (а
их нужно столько, сколько планируется изготовить деталей определенного
типа) осуществляется так.
Для создания керамического покрытия на восковых моделях их погружают
в раствор специальной глины, содержащей особо огнеупорные частицы, и
вращают в нем, чтобы этот раствор покрывал модели равномерным слоем. Но
если опускать модели одну за другой, то это потребует слишком много
времени. Чтобы ускорить процесс, в раствор погружают не каждую модель
отдельно, а сразу несколько, соединив их между собой в сборку, которую
называют деревом. (Наращивание такой сборки уподобляется росту растения,
а ее вид при некоторой фантазии действительно может напомнить
причудливое дерево.) Многократно окуная это дерево в раствор и вращая
его, получают оболочки форм с достаточно толстыми стенками. Потом для
обеспечения прочности керамических форм их после сушки подвергают отжигу
при температуре свыше 1000" С.
Казалось бы, все.в порядке. Но это не так. Из-за того что
человек-оператор, работающий с деревом, не может обеспечить точной
повторяемости своих действий при нанесении покрытий, толщина оболочек,
образующихся на разных формовочных деревьях, получается различной, а это
обусловливает различие в размерах отливаемых деталей, которые должны
поступать на сборку машин совершенно идентичными. Вот тут-то и пришли на
выручку роботы. Теперь они выполняют операцию изготовления керамического
покрытия на восковых моделях. И делают это гораздо лучше человека, ибо
обладают удивительной четкостью движений и практически абсолютной их
повторяемостью. Л то, что некоторые из них являются своего рода
тяжеловесами- могут поднимать груз массой в
сотни килограммов, позволяет к тому же значительно повысить
производительность процесса, так как формовочное дерево, которым
оперирует такой робот, может иметь большую массу, т. е. составляться из
большего числа звеньев-моделей, погружаемых в глиняный раствор
одновременно. И еще один положительный фактор в пользу роботизации литья
методом растапливания воска: с задачей манипулирования формовочным
"деревом" успешно справляются роботы первого поколения, следовательно,
само оснащение в этом случае литейного цеха робототехническим
оборудованием обходится не так дорого.
Не надо думать, однако, что применение роботов в литейном производстве
ограничивается сказанным. Их роль в этой отрасли промышленности
достаточно велика. Всем, кто хоть немного знаком с литейным делом,
известно, например, что после отливки любым методом деталь содержит
множество заусенцев, мелких наплавок. И перед дальнейшей механической
обработкой нужно все их обязательно удалить. Но процесс очистки весьма
неприятен и даже вреден: выполняя эту операцию с помощью отбойного
молотка, рабочий подвергается воздействию вибрации, шума, пыли. Сейчас
очистку заготовок и деталей производят роботы, у которых вместо схвата в
последнем звене манипулятора крепится отбойный молоток. Поскольку
человек (оператор) выведен в этом случае из зоны вредного воздействия,
мощность отбойного инструмента делается значительно больше, и
производительность труда робота по сравнению с производительностью труда
рабочего резко увеличивается.
