В Передовой инженерной школе ПНИПУ изобрели устройство для электроэрозионной обработки материалов, оснащенное роботом

Электроэрозионная обработка применяется на изделиях из токопроводных материалов для изменения их формы, размеров, шероховатости и свойств. Это происходит под действием электрических разрядов, возникающих между деталью и электродом-инструментом. Такие технологии широко применяются при обработке ответственных изделий газотурбинных двигателей.  Усложнение форм и конфигураций изделий требует применения новых технологических решений. Традиционные электроэрозионные станки не в полной мере позволяют обрабатывать криволинейные пазы, прожигать отверстия под углом без применения дополнительной оснастки и специализированного инструмента. Ученые Передовой инженерной школы Пермского Политеха разработали изобретение, решающее эти проблемы.

Электроэрозионная обработка впервые выполнена при помощи робота, который расширяет технологические возможности процесса. Его использование позволяет уменьшить человеческий труд и удешевить производство изделий.  

Разработка проведена учеными Передовой инженерной школы ПНИПУ. На исследование  выдан патент № 2802609.

Изобретение содержит электрод-инструмент, систему подачи рабочей жидкости, генератор тока, блок управления и устройство для управляющей программы. Робот снабжен системой сбора и отвода отработанной жидкости и продуктов электроэрозии, вымываемых в процессе прошивки отверстия. Он зафиксирован у основания и имеет подвижные звенья. Отдельные части механизированной руки могут выполнять вращательные и поступательные движения. На выходном звене расположена «кисть» руки-манипулятора с быстрозажимным патроном, который закрепляет и позволяет быстро менять электрод-инструмент. Такой робот обеспечивает прошивку отверстий в сложнопрофильных изделиях без применения дополнительных технологических переходов и перемещения. Так повышается точность обработки.

В процессе работы деталь устанавливают на стол с зазором – так фиксируется момент выхода электрода-инструмента из детали, чего нет у прототипов. С помощью команд на ПК робот-манипулятор подводит электрод-инструмент. Под давлением в зону обработки подают трансформаторное масло, от него не образуется нагар. Давление обеспечивает перемещение масла в зоне обработки и ускоряет процесс вывода шлама – продуктов электроэрозии. Затем через ПК подают команду подключения детали к току. На электрод-инструмент он подается через полый стержень и закрепленный на нем быстрозажимной патрон. С помощью команды задают параметры силы тока, напряжения и времени действия импульса.

– Мы презентовали прототип нашей разработки на международных конференциях и форумах. Получили положительную обратную связь от представителей индустрии. Внесли ряд изменений и запатентовали наш подход. Дело в том, что при электроэрозионной обработке не возникают силы резания, требующие определенной жесткости приводов, как, например, при фрезеровании, в связи с этим становится возможным применение более экономически выгодных роботизированных комплексов. Роботизированная электроэрозионная обработка позволяет расширить технологические возможности данного процесса, – говорит директор Высшей школы авиационного двигателестроения ПНИПУ Тимур Абляз. 

Изобретение применяется для прошивки отверстий в деталях любой сложности, с поверхностями из различных материалов, полностью или ограниченно проводящих электрический ток (металлы, полимерные композитные материалы).

На рисунке: Схема многоосевого манипуляционного робота в процессе прошивки отверстий в обрабатываемой сложнопрофильной детали