Конечно, можно запрограммировать робот-манипулятор на все случаи жизни и на рельеф любой сложности, а можно банально отцентрировать трубную заготовку по ее оси, провернуть и отрезать, покрасить или сварить ее по радиусу без колдовства с программированием. Алгоритмические сложности будут избыточны даже если заготовки будут однообразными, но все же разных диаметров и толщины: на них программистов не напасешься, а переключение режимов будет занимать больше времени, чем "перехлест" пары рубильников натруженными руками сварщика.
На самом деле ручные рубильники понемногу тоже отходят в прошлое. Первые роликовые вращатели появились еще в позапрошлом веке на заводе Fabrique Nationale, где впервые было налажено массовое производство мотоциклов, и где для точной нарезки заготовок обода ведущего колеса был объявлен конкурс. Захватные ролики безвестного часовщика выиграли, и уже через 5 лет на заводе Ford они были видоизменены до современного вида и больше не менялись. Изменилось только устройства самого ролика и его управления. Поэтому классифицировать их удобнее всего по грузоприемности и устройству, как во времена стариковских грузовиков Ford-T.
Технически видов роликовых пар может быть сколько угодно, но у них есть четкое разделение по функциональности: стационарные или передвижные, приводные или холостые (без привода) и с одинарными роликами или самоцентрирующимися (балансирные). Наша компания занимается ими всеми, но для начала предлагает вам ознакомиться с теорией для осознанного выбора.
Тяжесть и точность
Первейшая задача роликов - прокручивать заготовку с определенной скоростью, поэтому более мощные и современные устройства имеют ведущий привод, мощность электродвигателя и частотного преобразователя которого строго ориентируется на расчетную грузоподъемность. Более точный, но и дорогой двигатель постоянного тока с ШИМ-модулятором (широтно-импульсная модуляция) действительно в разы повышает стоимость всего комплекса оборудования с банальным трехфазным электродвигателем, но позволяет очень тонко автоматизировать весь процесс, почти полностью исключая брак. В любом случае двигатели попроще рассчитаны на более легковесные заготовки, так как есть другие способы обеспечить достаточную точность обработки.
Вторая задача связана с физической нагрузкой на сами ролики. Простейший способ обеспечить точность обработки - добавление пассивных самонастраивающихся роликоопор. Конечно, при этом приходится учитывать уже не только вес заготовки, но даже ее материал. По факту роликовый захват или опорный каркас должны иметь идеальные грузоподъемность и сцепление.
Сцепление
Обычно для сохранения грузоподъемности и одновременно управляемости используют спецпокрытия и современные способы управления электродвигателями:
1. Обычно вулканизированная резина успешно выдерживает нагрузку около тонны на каждое роликовое шасси. Несложно рассчитать среднюю нагрузку и распределить ее равномерно между несколькими роликовыми опорами - у шасси очень невысокая цена, и при этом конструкция может быть мобильной. Но в последнее время для лучшего сцепления используется полиуретан. Дополнительная прочность пластика позволяет расширить возможности даже такой простой конструкции.
Все вращатели малой грузоподъемности включает в себя приводную секцию с приводом, минимум пару роликов с покрытием и блок управления, который позволяет выставить нужные параметры вращения. Очевидно, что его не только очень просто включить в общую цепь управления, но даже "нагрузить" полноценной сварочной функцией в виде газовой горелки или даже лазера. Не слишком гибкое, но часто очень эффективное решение. Если же обойтись формированием обечаек, то эффективность дополняется превосходной повторяемостью.
2. Комбинированные шасси имеют средний ролик с резиной или полиуретаном для лучшего сцепления и двумя боковыми роликами для удержания массы заготовки. Вес изделия проминает резину/пластик, но упирается в сталь боковых роликов при перегрузе. При этом не теряются ни сцепление, ни стабильность положения оси трубы.
Эта хитрость может дополняться пружинным "противовесом" с разной степенью упругости, включая его механическую подстройку, - 4 ролика распределяют между собою общее весовое давление заготовки на каждый участок, компенсируя "биения" радиуса трубы в пределах своей ответственности. Соответственно длина самой трубы может в сотню раз превышать собственный радиус. А это, в свою очередь, позволяет не задумываться о перенастройке режима работы лазера, TIG или других автоматизированных процессов - шов в любом случае будет идеальным. Более того, эта инженерная хитрость позволяет практически не увеличивать цену всего комплекса. Биение допускается в широких пределах вплоть до сантиметров на один метр радиуса.
3. Самые тяжеловесные экземпляры не имеют покрытия, так как 100 тонн удержит только сталь. Но даже в таких сложных случаях существуют технические решения, например роликовые вращатели с функцией Anti-drift. Обычно используют две схемы этой функции: более простая и практичная система с подъемом холостых роликов имеет широкий диапазон регулировки, в то время как схема с подворотом роликов хоть и имеет более узкий диапазон, зато отличается точностью. Кольцевая обработка труб диаметром более 1,5м и толщиной в полдюйма уже никак не обойдется без роликов.
У всех видов роликовых вращателей есть одно прекрасное свойство: при всей сложности механики они обладают предельно простой электрикой, которая легко интегрируется в любые роботизированные, уже электронные комплексы: реле для обычных двигателей, простые контроллеры для ШИМ и прямое управление для редких шаговых двигателей.
Мы все это умеем. На наших складах в наличии есть не только все виды вращателей, но и аксессуары к ним. И, конечно, мы с удовольствием встроим всю эту сталь в ваш производственный процесс и автоматизируем результат..