Інструменти ТРВЗ, гібрид
Згадується мені давня історія. 1989 року ми з Семеном Литвиним та Сашком Любомирським проводили навчальний семінар з ТРВЗ та ФСА в Грузії, на Тбіліському авіаційному виробничому об'єднанні ім. Димитрова. В основному в аудиторії сиділи конструктори та технологи. Кожен із них до кінця навчання мав вирішити свою технічну проблему, з якою йому не вдавалося самостійно впоратися. Ми вважали тоді, і небезпідставно, що така умова допомагає слухачам краще освоїти теоретичний матеріал.
Одного разу в обідню перерву до мене підійшов уже немолодий чоловік, цеховий технолог, і попросив допомогти. Ми сіли за стіл, я дістав олівець, папір і приготувався малювати почеркушки. Ретельно та неквапливо підбираючи слова, технолог розповів про свої труднощі. Разом із колегами він довго порався з якимось хитромудрим імпортним штампом. Все виходило непогано, крім одного - ніяк не вдавалося механізувати подачу плат із касети до цього верстата-автомата. Пробували пристосувати при цьому наявний робот; час був такий, коли роботів намагалися прилаштувати скрізь, де треба і де не потрібно. Але несподівано натрапили на неприємність.
Механічна рука робота (так званий "схоплення") чудово справлялася зі своїм завданням - акуратно брала з касети плату і точно подавала її в приймальний пристрій штампу. Але тільки в тому випадку, якщо в касеті було зовсім мало плат, лише кілька штук (рис. 1).
Якщо ж їх було більше, схват починав вередувати, а то й зовсім відмовлявся працювати - ніяк не міг підчепити чергову плату. Пояснювалося це просто: через задирок, або з якоїсь іншої причини, плати в касеті часто лежали не горизонтально. Ось із цими перекошеними платами робот і не міг упоратися (рис. 2). Можна було, звісно,посадити робітницю, щоб вона підкладала плати в касету по одній штуці, так і було на початку, поки ще не поставили робота, але. Мій співрозмовник знизав плечима і невесело посміхнувся.
Хочу застерегтись - малюнки, наведені в тексті, досить умовні. Справа в тому, що пройти в цех і подивитися як виглядає пристрій "живцем" було не можна, тому що у мене не було відповідного допуску. Така ситуація раніше вже була, наприклад, у Владивостоці, де ми із Семеном Литвиним за рік до цього проводили навчальний семінар на заводі "Зірка". Навіть у заводську їдальню доводилося пробиратися якимись манівцями через підсобні приміщення. А слухачі, консультуючись з нами за винахідницькою методикою, повинні були дотримуватися суворих заходів великої таємності.
Крім того, на відвідування цеху зараз зовсім не було часу, адже в аудиторії сиділа ще людина п'ятдесят, і кожен мав свою проблему, яку треба було вирішити. Тому довелося задовольнятись ескізами, які ми по черзі малювали на папері. Проте загалом ситуація була зрозумілою.
- Виходить, що проблема у вас ховається на самому початку процесу. Механічне обладнання погано захоплює перекошені плати? – уточнив я. - Так, у цьому. - А ви не пробували ці плати захоплювати якось по-іншому? - Пробували. Замість важельного схвату ми поставили присоску (рис. 3).
– І що вийшло? - спитав я, хоч уже сам здогадався, що вийшло. - Перша проблема зникла, - відповів мій співрозмовник. Пневмо-присоска добре захоплювала навіть перекошені плати. Але ми ніяк не могли домогтися, щоб вона точно подавала їх до приймального пристрою штампу. Якщо ж тудипотрапила перекошена плата, штамп ламався, а коштує він дуже дорого. - І як же ви зараз працюєте. - Ми провозилися з роботом майже три місяці, але безуспішно. Наразі плати у приймальний пристрій штампу робітниця вкладає вручну. Бере з касети по одній штуці та укладає. Добре виходить, тільки їй не можна відійти на хвилину. А робот не працює, демонтувати його хочемо.
Я пожвавішав – схоже, що ми мали справу з моїми улюбленими альтернативними системами, про які я з великим захопленням розповідав на семінарі. Адже і механічне, і пневматичне пристрої виконували ту саму функцію. Крім того, їхні переваги та недоліки були взаємно протилежними - перше погано захоплювало плати, якщо вони були перекошені, зате точно вкладало горизонтальні плати. Друге – навпаки, могло легко взяти плату з великим перекосом, але не здатне було точно покласти її туди, куди треба. Я подумав, що половина справи вже зроблена - підібрано альтернативну пару - і сказав про це співрозмовнику. Потрібно просто спробувати скласти переваги цих систем.
Слухач кивнув головою, трохи помовчав, а потім промовив: - Так, я так і хочу зробити, але в мене є питання. Ви казали, що на початку потрібно визначити "базову" систему. А я не знаю, яка з них є базовою.
Питання спіймало мене зненацька. Зазвичай відповісти на нього зовсім не важко - "базовий" в альтернативній парі призначають ту систему, яка простіше, дешевша і при цьому гірше виконує свою функцію. Наприклад, у парі цвях-шуруп базовою системою є цвях - його легше робити, легше забивати в дошку, він дешевший за шуруп, проте тримає деталі, що з'єднуються, гірше. Тут усе й зрозуміло.
У нашому випадку було не так, адже схоплення робота не виріб, а пристосування. Його виготовили одинраз, налагодили і, якщо працює нормально, то більше жодних турбот. Різниця у вартості механічного та пневматичного пристроїв була невелика, та й не грало це жодної ролі. Обидва пристрої частково працювали добре, а частково погано, а потрібно було, щоб добре. З таким випадком раніше я не стикався. Справді, котрий із схватів "базовий".
Тут пролунав дзвінок, мені треба було продовжувати вести заняття, часу на теоретичні роздуми не було. Я запропонував - спробуйте призначити "базовою" системою механічний схват, а там буде видно. Якщо не вийде, завжди можна зробити навпаки, адже варіантів лише два. Слухач мовчки кивнув, забрав папір із ескізами, і ми розійшлися. Краєм ока я зазначив, що його місце у другому ряді столів порожнє, але не надав цьому значення.
Після занять зазвичай доводилося ще години дві консультувати всіх охочих, яких набиралося іноді більше десятка. Цього разу наприкінці до мене знову підсів мій старий знайомий. У мене майнула швидкоплинна думка: знову зараз почне ставити свої незручні питання. Але вийшло інакше.
Чоловік трохи помовчав, а потім промовив: - Вже впровадили. - Що впровадили? - не зрозумів я. - Впровадили пропозицію, - пояснив він і злегка посміхнувся в вуса.
Далі я з подивом вислухав небагатослівну розповідь. Після обіду він зайшов у цех, дістав зі стелажу в каптерці відразу обидва пристосування, протер від пилу і змонтував їх разом, добре, що майже нічого не потрібно було переробляти. А потім увімкнув цей пневмо-механічний гібрид. Він заробив одразу - вниз опускалася присоска, легко захоплювала будь-яку, навіть сильно перекошену плату і трохи піднімала. Коли плата стосувалася упорів, вона вирівнювалася (рис. 4).
Далі вже починали працювати важелі механічної руки. Вони легко захоплювали строго горизонтальну плату і точно подавали її до приймального пристрою штампу. На всю процедуру – монтаж та регулювання – пішло не більше двох годин.
Робочий день давно скінчився і треба було звільняти аудиторію. Ми разом вийшли надвір і попрощалися. Я порадив оформити рацпропозицію, і мій супутник мовчки кивнув головою. Так сталося, що більше ми вже не спілкувалися; довкола було безліч інших справ, як завжди на навчальному семінарі. На жаль, я не запам'ятав його ім'я.
Ця пропозиція мені подобається незвичайною легкістю та простотою впровадження. Не так багато подібних випадків я можу згадати за свою багаторічну винахідницьку практику. Я добре розумію тепер - все, що робиш у житті, має виходити легко, просто і саме собою. Інакше ти робиш щось не те чи не так.
Наприкінці 1989 року ми з "Електросили" перейшли до Теоретичного відділу ТРВЗ та ФСА науково-дослідної лабораторії винахідливих машин. Першою роботою, яку довелося виконати на новому місці, був "Технічний звіт № 1 на тему: "Механізми переходу в надсистему альтернативних систем". Серед кількох прикладів об'єднання різних систем я коротко описав пропозицію щодо вдосконалення схвату робота [1, стор 16].
Через кілька місяців, коли ми готували статтю для першого випуску журналу "ТРВЗ", Семен Литвин запропонував виключити цей приклад і замінити його іншим, у якому "базову" систему визначити було набагато простіше. Не без опору, але я погодився, оскільки ситуація зі схватом робота справді відрізнялася від інших. Тому, хоча приклад мені й подобався, до статті не потрапив [2].
Пройшло більше 15 років, що змінилося за цей час? СталоЗрозуміло, що схожа ситуація зустрічається часто-густо. Системи виконують функції частково добре, а частково погано, причому дуже бажано взяти від кожної лише позитивні сторони. Додавання відбувається саме "в лоб", коли в одну надсистему включаються або всі, або багато конструктивних елементів обох прототипів. Поняття " базової " системи у разі сильно " розмито " , або геть-чисто відсутня. Зрозуміло, що у цих випадках йдеться про самостійному класі винахідницьких завдань, що вони вимагають свого підходу.
Про один з подібних прикладів - голівку електробритви, що голить, захищену в 2003 році патентом США 6,584,691 - я постараюся розповісти найближчим часом.