Описание проекта

Транспортные роботы зарекомендовали себя как универсальное гибкое средство практической реализации межучастковых и межоперационных связей, обладающее рядом существенных преимуществ перед другими транспортными средствами. Транспортные системы с такими тележками позволяют высвободить от 30 до 40% водителей внутрицехового транспорта, повысить интенсивность межоперационных и межучастковых перемещений грузов, рационально и эффективно использовать ЭВМ, значительно сократить численность рабочих.

Ведущее место за рубежом в производстве автоматических тележек  занимают фирмы «Вагнер» (Германия), «Диджитрон» (Швеция), «Рено» (Франция), «Вебб» (США), «Кон- вейерсер» (Англия), «Комау» (Италия).

Однако, продукция данных предприятий имеет ряд существенных недостатков:

-рельсовые тележки, позволяющие перемещать груз значительной массы с минимальным энергообеспечением, ограничены в траекториях движения по цеху (только по проложенным рельсам), что не подходит для производств с широкой номенклатурой выпускаемой продукции, т.к не позволяет гибко перестроить технологический маршрут при смене изготавливаемого изделия;

-безрельсовые тележки имеют относительную маневренность, ограниченную возможностями резиновых напольных колес; высокую энергозатратность, что вынуждает реализовывать трековые типы источников (например: индуктивные кабеля, проложенные в полу на глубине 2-5 см) обеспечения тележки (ограничение маневренности).

Для решения поставленных задач в рамках проекта предлагаются следующие инновации:

1.Уникальная конструкция роликонесущего колеса, которая будет разработана в ходе НИОКР, конструкция которого представляет собой колесо, на котором смонтировано несколько роликов, установленных на протяжении всей окружности колеса. Угол вращения роликов составляет 45° между ними и осью колеса. Путём изменения направления и скорости вращения отдельных колёс можно заставить тележку на роликонесущих колёсах двигаться в любом направлении — не только вперёд-назад, но и вправо-влево, и по диагонали, и даже по любой дуге, вплоть до вращения тележки вокруг собственной оси. При этом трения скольжения между роликами и опорной поверхностью практически не будет.

2.Инновационное металлфторопластовое покрытие на роликонесущих колесах. В ходе выполнения НИОКР будет разработана технология нанесения металлфторполимерных покрытий на металлические роликонесущие колеса из электролитов-суспензий на основе электролитов никелирования и меднения с добавлением в них фторопласта сополимера тетрафторэтилена с этиленом. Получаемое покрытие является  двухслойным: нижний - металлическая матрица с включенным в нее фторопластовым порошком и верхний - чисто фторопластовый, который при температуре 280 -300 С переходит в вязкотекучее состояние, образуя на поверхности изделия сплошную пленку, которая придает высокие антикоррозионные свойства деталям. Содержание фторопласта в металлической матрице покрытий может варьироваться в пределах 30 - 70 % в зависимости от способа приготовления суспензий и режимов электроосаждения.

Данные покрытия обладают уникальными свойствами:  триботехнические (уменьшение трения до 50%, снижение износа колеса в 2,5-3 раза), антиадгезионные (отсутствие приклеивающихся частиц с пола (стружка, пыль) на колесах), электроизоляционные (защита от электрического тока), высокая химическая стойкость, теплостойкость, морозостойкость.

Внедрение покрытия на роликонесущих колесах обеспечивает снижение силы трения при вращении на полу, и снижение крутящего момента на  двигателе тележки, снижение повреждения поверхности пола, по которой передвигается тележка.

3.Внедрение в конструкцию тележки элементов, полученных методом штамповки эластичными средами по средством их подачи под высоким давление в формообразующую полость с исходной заготовкой, что за счет наноструктурирования внутренней кристаллической решетки, позволяет повысить прочность элементов на 20-25%, снизить вес тележки, повысить полезную эксплуатационную нагрузку. В рамках НИОКР будет разработана технология штамповки эластичными средами конструктивных элементов тележки — специальный вид обработки металлов давлением, он считается одним из прогрессивных технологических процессов. Данная технология характеризуется исключительно высокой производительностью; сжатыми сроками подготовки производства; рациональным использованием основных материалов; достижением наилучших механических свойств изготовляемых деталей; неограниченными возможностями в части механизации и автоматизации производства; минимальными затратами на штамповый инструмент.

4.Новая робототехнологическая промышленная тележка, представляющая собой автономно действующую совокупность технологических средств производства, обеспечивающая полностью автоматический цикл работы внутри комплекса и его связь с входными и выходными потоками остального производства и включающая в себя единицу или группу технологического полуавтоматического оборудования (например, металлорежущие станки), взаимодействующего с этим оборудованием промышленных роботов и  вспомогательного оборудования.

В рамках НИОКР планируется разработать проектную документацию механической и электрической части тележки, выполнить их изготовление и исследования, разработать и внедрить современнейшие технологии гидравлической штамповки и нанесения металлфторопластового покрытия, изготовить опытный образец, провести экспериментальные испытания по разработанной программе и методикам.

Для придания тележке высокой маневренности и возможности передвижения в узких проходах между станочным парком предложена уникальная конструкция роликонесущего колеса, конструкция которого представляет собой колесо, на котором смонтировано несколько роликов, установленных на протяжении всей окружности колеса. Угол вращения роликов составляет 45° между ними и осью колеса. Путём изменения направления и скорости вращения отдельных колёс можно заставить тележку на роликонесущих колёсах двигаться в любом направлении — не только вперёд-назад, но и вправо-влево, и по диагонали, и даже по любой дуге, вплоть до вращения тележки вокруг собственной оси. При этом трения скольжения между роликами и опорной поверхностью практически не будет.

Для снижения трения между колесом тележки и полом, а также решения проблемы адгезии посторонних частиц с пола на колесо предложено инновационное металлфторопластовое покрытие на роликонесущих колесах. В ходе выполнения НИОКР будет разработана технология нанесения металлфторполимерных покрытий на металлические роликонесущие колеса из электролитов-суспензий на основе электролитов никелирования и меднения с добавлением в них фторопласта сополимера тетрафторэтилена с этиленом. Получаемое покрытие является  двухслойным: нижний - металлическая матрица с включенным в нее фторопластовым порошком и верхний - чисто фторопластовый, который при температуре 280 - 300 С переходит в вязкотекучее состояние, образуя на поверхности изделия сплошную пленку, которая придает высокие коррозионные свойства деталям. Содержание фторопласта в металлической матрице покрытий может варьироваться в пределах 30 - 70 % в зависимости от способа приготовления суспензий и режимов электроосаждения. Данные покрытия обладают уникальными свойствами:  триботехнические (уменьшение трения до 50%, снижение износа колеса в 2,5-3 раза), антиадгезионные (отсутствие приклеивающихся частиц с пола (стружка, пыль) на колесах), электроизоляционные (защита от электрического тока), высокая химическая стойкость, теплостойкость, морозостойкость. Внедрение покрытия на роликонесущих колесах позволит снизить силу трения при вращении на полу, и снижение крутящего момента на  двигателе тележки, снижение повреждения поверхности пола, по которой передвигается тележка.

Для снижения массы тележки, повышения прочности и производительности изготовления деталей тележки, предложено внедрить в конструкцию тележки элементы, полученные методом штамповки эластичными средами, что за счет наноструктурирования внутренней кристаллической решетки, позволяет повысить прочность элементов на 20-25%, снизить вес тележки, повысить полезную эксплуатационную нагрузку. В рамках НИОКР будет разработана технология штамповки эластичными средами конструктивных элементов тележки — специальный вид обработки металлов давлением, он считается одним из прогрессивных технологических процессов. Данная технология характеризуется исключительно высокой производительностью; сжатыми сроками подготовки производства; рациональным использованием основных материалов; достижением наилучших механических свойств изготовляемых деталей; неограниченными возможностями в части механизации и автоматизации производства; минимальными затратами на штамповый инструмент.

Для роботизации систем управления тележки предложена новая  автономно действующая совокупность технологических средств производства, обеспечивающая полностью автоматический цикл работы внутри комплекса и его связь с входными и выходными потоками остального производства и включающая в себя единицу или группу технологического полуавтоматического оборудования (например, металлорежущие станки), взаимодействующего с этим оборудованием промышленных роботов и  вспомогательного оборудования.

Для решения поставленных задач будут использованы: методы аналитической геометрии, дифференциального исчисления, математического, компьютерного, натурного моделирования, теория синтеза дискретно-непрерывных систем управления, теория цифровых и микропроцессорных систем управления. Аналитические исследования планируется проводить на ЭВМ, а экспериментальные на натурном образце устройства.

Пульс