Trzpienie budowlane powstają dwa razy szybciej, kiedy wytwarza je robot, a takiego robota stworzyli właśnie naukowcy z Łukasiewicz – Poznańskiego Instytutu Technologicznego. Badacze zaprojektowali i wykonali stanowisko do automatycznego kucia trzpieni. Wykuwane przez robota trzpienie mogą mieć dowolną długość.
Trzpienie to metalowe pręty z miejscowo przeformowaną na większy wymiar średnicą. Są bardzo często wykorzystywane w budownictwie. Używa się ich do wzmacniania betonowych stropów i ścian. Podwyższają nośność stropów, chronią ściany przed uszkodzeniami i poprawiają stabilność konstrukcji.
Na rynku bardzo popularne są trzpienie z pręta żebrowanego o średnicy od 10 do 32 mm. Mają one jednak ograniczoną długość. Firmy, które je produkują, wytwarzają je w pionie, tak więc długość trzpienia zależy od przestrzeni roboczej prasy. Przy wielu konstrukcjach betonowych potrzeba jednak dłuższych trzpieni, dlatego naukowcy z Łukasiewicz – PIT opracowali technologię ich kucia w poziomie, zwiększając wydajność tego procesu.
Robot, który kuje trzpienie budowlane
Badacze z Łukasiewicz – PIT stworzyli zautomatyzowane stanowisko, w skład którego wchodzą: ramię robota przemysłowego, prasa mimośrodowa z samozaciskowym przyrządem kuźniczym, podajnik wstępniaków, magazyn pionowy odkuwek oraz dwie nagrzewnice indukcyjne. Umożliwia ono jednostronne i dwustronne kształtowanie spęczeń, zgrubień i łbów na końcach prętów żebrowanych o długości od 405 mm do 1005 mm.
– Modelem wyjściowym dla automatycznego stanowiska kuźniczego było stanowisko manualne. Założyliśmy, że czynności wykonywane przez człowieka zastąpią maszyny – tłumaczy dr inż. Szymon Szkudelski, lider obszaru ds. kształtowania objętościowego w Łukasiewicz – PIT. – Mamy sygnały z rynku, że potrzebne są dostawy trzpieni budowlanych w krótkim czasie, w małych i średnich seriach. Jednocześnie rosną koszty ich produkcji. Nasze zautomatyzowane stanowisko jest odpowiedzią na te potrzeby – dodaje.
Na stanowisku manualnym można w ciągu jednej zmiany odkuć 840 łbów trzpienia. Wydajność stanowiska zautomatyzowanego jest dwa razy większa.
Jak to działa?
W uproszczeniu, proces rozpoczyna się od wsunięcia pręta do wzbudnika nagrzewnicy. Rozpoczyna się grzanie. Sygnał jego końca uruchamia ramię robota, który chwyta pręt i wyciąga go ze wzbudnika. Kładzie go w pierwszym wykroju narzędzi w przyrządzie kuźniczym i następnie przekłada do drugiego wykroju i wykonuje dwie operacje spęczania na końcu pręta. Gdy spęczenie jest gotowe, ramię robota przenosi pręt do przenośnika pionowego, pełniącego rolę buforu temperaturowego. Gorący pręt musi ostygnąć, by móc go formować w kolejnym miejscu. Bufor zapełniany jest odkuwkami czekającymi na kolejne kucie oraz takimi, które odkute zostały dwukrotnie, czyli są skończone. Stanowisko rejestruje pozycję wykonanych już całkowicie odkuwek i zrzuca je do skrzyni załadunkowej.
– Problemem, który musieliśmy rozwiązać, było zakleszczanie odkuwek w narzędziach, przez co robot nie potrafił jej wyjąć – przyznaje dr inż. Szymon Szkudelski. – Na stanowisku manualnym te różnice eliminuje człowiek, używający specjalistycznych narzędzi ręcznych do wybicia odkuwki, my musieliśmy znaleźć rozwiązanie na poziomie konstrukcyjnym. Udało nam się. Zaprojektowaliśmy specjalny układ zdzierający, który uniemożliwia zakleszczenie się odkuwki w narzędziach kuźniczych – tłumaczy.
Źródło i fot.: Łukasiewicz – PIT