Автоматизированный выкладочный комплекс

В рамках ОКР совместно с сотрудниками ФГУП «НПО «ТЕХНОМАШ» (сейчас АО «НПО «Техномаш» имени С.А. Афанасьева), предприятия являющегося головным научно-исследовательским предприятием Государственной корпорации по космической деятельности «Роскосмос» по технологическому обеспечению создания ракетно-космической техники, был разработан и изготовлен опытный образец автоматизированного выкладочного комплекса, который реализует технологию выкладки изделий термореактивными углеродными тоупрегами. Комплекс имеет портальную конфигурацию.

В состав комплекса входят:

1) три выкладочных головы для термореактивного тоупрега на различное количество потоков (тоупрегов) для возможности выкладки лентой различной ширины - 50, 100 и 150 мм;

2) устройство позиционирования и ориентирования выкладочной головки портального типа, обеспечивающее четыре степени подвижности;

3) тракт транспортировки материала;

4) модуль подготовки материала;

5) холодильную установку, обеспечивающая температуру в шпулярнике и трубопроводе не выше 12 градусов Цельсия;

6) систему ЧПУ типа FMS3000 на базе промышленной рабочей станции;

7) систему подготовки программ выкладки изделий.

         Выкладочные головы моделей 50, 100 и 150 имеют схожую конструкцию. Корпус служит базовым элементом выкладочной головки и представляет собой сборную конструкцию, содержащую лентоформирующую фильеру, собирающую 8 тоупрегов. В верхней части корпуса имеется гнездо для крепления головки к манипулятору выкладочного комплекса.

Для выкладки на криволинейную поверхность прикаточный ролик выполнен из сегментов, способных перемещаться в вертикальной плоскости.

Каждый тоупрег имеет свой тормоз (для фиксации) и подающее устройство (для подачи тоупрега к зоне выкладки), а также индивидуальную пару ножей для обрезки в любой момент выполнения программы выкладки.

Выкладочные головы моделей 50, 100 и 150 снабжены ножами гильотинного типа с пластинами из твердого сплава, что обеспечивает достаточную стойкость ножей и высокое качество отрезки. Рабочая поверхность подающих валов механизмов подачи покрыта силиконовой резиной, обладающей хорошими антиадгезионными свойствами по отношению к связующему тоупрегов, что позволяет уменьшить количество разборок механизмов для чистки.

Все основные узлы выкладочных голов 50, 100 и 150 имеют возможность очистки каналов и рабочих механизмов сжатым воздухом. Для этого данные узлы снабжены специальными каналами. Очистка производится в процессе подготовки к работе и осуществляется с пульта оператора. На манипуляторе выкладочного комплекса располагается пневмопанель с регуляторами давления для тормозов, ножей и подающих устройств, а также для прикаточного ролика.

Устройство позиционирования и ориентирования выкладочной головы портального типа обеспечивает высокую точность ориентирования за счет использования оригинальной конструкции несущих балок, подшипниковых опор, а также использования синхронных приводов.

Лентотракт является важным технологическим модулем автоматизированного выкладочного комплекса и служит для пропускания лент материала в необходимом направлении и плоскости с сохранением температуры и влажности.

Модуль подготовки материала представляет собой модуль состоящий из шпулярника для материала с антиадгезионной подложкой и механизма его перемещения.

Шпулярник  для материала с антиадгезионной подложкой представляет собой сборную конструкцию, включающую в себя следующие узлы: ячейка шпулярника, компенсатор, блок отводящий.

Ячейка шпулярника служит для равномерного сматывания материала и отделения от него антиадгезионной подложки. Ячейка шпулярника конструктивно выполнена в виде плиты с установленными на нее приводами смотки основного материала и антиадгезионной подложки.

Компенсатор натяжения материала позволяет стабилизировать натяжения перед входом материала в лентотракт. Компенсатор натяжения имеет два каскада компенсации натяжения. Первый каскад включает в себя блоки компенсаторных роликов, в свою очередь второй каскад выполнен в виде воздушного инжектора. Воздушный инжектор обеспечивает аэродинамическое подвешивание материала в лентотракте и его охлаждение.

Из особенностей конструкции модуля подготовки материала можно выделить:

- наличие механизма перемотки антиадгезионной подложки;

- специальное покрытие антиадгезионным слоем всех деталей, контактирующих с наматываемым материалом;

- герметичность внутреннего объема шпулярника;

- поддержание внутри объема шпулярника заданной температуры не выше 10˚C ;

- наличие механизма протяжки материала;

- конструкция компенсаторных роликов, обеспечивающая снижение натяжения тоупрега в 30 раз во всем диапозоне скорости прохождения тоупрега.;

- аэродинамическое обезвзвешивание тоупрега в лентотракте.

В работе использовался тоупрег разработки ФГУП «ВИАМ» на основе связующего марки ВСЭ 1212. Количество тоупрегов в лентотракте - 8. Ширина одного тоупрега соответствует европейскому стандарту и равна 1/4 дюйма.

В ходе испытаний выкладочный комплекс показал свою работоспособность. Фрагмент процесса выкладки показан фото.