Prototypowe urządzenie do automatycznego prostowania smukłych wyrobów drążonych

W procesie wytwarzania długich wyrobów, to znaczy takich, których wymiary wzdłużne są znacznie większe od wymiarów przekroju poprzecznego (np. rury o zmiennym przekroju) pod wpływem procesów obróbczych tj.: skrawanie, kształtowanie, obróbka cieplna dochodzi do krzywienia i wypaczenia detali. W związku z tym konieczne jest wprowadzenie do procesu technologicznego operacji prostowania. Jedną z najczęściej stosowanych metod prostowania jest przeginanie odbywające się na prasach. W pracy przedstawiono zautomatyzowane urządzenie do prostowania smukłych wyrobów drążonych, zbudowane w ramach projektu realizowanego przez Sieć Badawczą Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej wspólnie z Zakładami Mechanicznymi Tarnów. W ramach współpracy opracowano koncepcję stanowiska do prostowania opartego na korpusie ramowym. Geometria korpusu została opracowana przy wykorzystaniu modułu do analizy numerycznej. Wykonane symulacje pozwoliły na dobranie przekrojów, rozstawów i geometrii żeber oraz sposobu łączenia tak, aby odkształcenia sprężyste korpusu podczas pracy były jak najmniejsze. Powstało prototypowe urządzenie umożliwiające wykonanie na jednym stanowisku procesu prostowania, pomiaru prostoliniowości zarówno na średnicy zewnętrznej, jak i w środku otworu. Proces prostowania oparty jest na pomiarze prostoliniowości wewnątrz otworu. Aby możliwe było wprowadzenie czujnika pomiarowego do otworu, wstępnie prostowano i przegnano rurę, korzystając z pomiaru zewnętrznego. Proces prostowania kończy się po wykonaniu pomiaru wewnątrz otworu i uzyskaniu jego prostoliniowości w zakresie wymaganej tolerancji. W pracy przedstawiono również pierwsze wyniki badań prostowania, które prowadzono w celu synchronizacji pracy systemu pomiarowego ze sterowaniem.

In the process of manufacturing long products, those whose longitudinal dimensions are substantially greater than the dimensions of the cross-section (e.g. pipes with variable cross-section), when processes are applied, i.e.: machining, forming, heat treatment, pieces are warped and twisted. Because of this, it is necessary to introduce a straightening operation into the technological process. One of the most commonly applied straightening methods is contraflexion on presses. This paper presents an automated machine for straightening of slender, hollowed products, built as part of a project realized by the Łukasiewicz Research Network – Metal Forming Institute jointly with Zakłady Mechaniczne Tarnów. As part of this collaboration, a concept of a straightening station based on a frame body was developed. The body's geometry was designed using a numerical analysis module. Conducted simulations made it possible to select rib cross-sections, spacing and geometry, as well as the joining method, so that the body’s elastic deformations during work were as low as possible. And so, a prototype machine enabling performance of the straightening process, linearity measurement on the exterior surface and at the center of the hole in one station was created. The straightening process is based on linearity measurement inside the hole. For it to be possible to insert a measuring sensor into the hole, the pipe was pre-straightened and contraflexed using external measurement. The straightening process ends after a measurement is taken inside the hole, and its linearity is found within the required tolerance range. This paper also presents the first results of straightening tests, performed in order to synchronize the operation of the measuring system and control.