Устройство для дуговой автоматической сварки изделий с пространственно-криволинейными швами

Устройство для дуговой автоматической сварки изделий с пространственно-криволинейными швами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

„„SU„„1 88247 A i

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5Н 4 В 23 К 37/04

Г ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlP ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (21) 4129633/31-27 (22) 16 ° 10.86 (46) 15.04.88. Бюл. У 14 (71) Институт электросварки им. Е.О.Патона (72) В.А.Тимченко, К.А.Ющенко, В.А.Дорожинский, А.И.Бондаренко, Д.В.Коваленко и В.В.Васильев (53) 621.791.039 (088.8) (56) Сварочное оборудование. Каталогсправочник. Наукова думка, 1968.

Ч. I, с. 274, 275; х (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДУГОВОЙ АВТОИАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ С ПРОСТРАНСТВЕННО-КРИВОЛИНЕЙНЫМИ ШВАМИ ,: (57) Изобретение относится к области сварки, а именно к конструкции устройства для дуговой автоматической сварки изделий с пространственно-криволинейными швами, например для сварки пересечений цилиндрических и конических поверхностей. Цель - повьппение качества сварки изделий. Устройство содержит сварочную головку 1, 1388247 манипулятор изделия с поворотным корпусом 11 и снабженную приводом

12 вращения планшайбу для закрепления на ней изделия. Поворотный корпус 11 манипулятора оснащен расположенным перпендикулярно его оси вращения двухкоординатным плоскостным механизмом с ползуном. Последний выполнен с консолью, размещенной параллельно плоскости перемещеИзобретение относится к сварке, а именно к конструкции устройства для дуговой автоматической сварки изделий с пространственно-криволи5 нейными швами, и может быть использовано для сварки пересечений трубчатых цилиндрических, конических и других поверхностей, оси которых расположены под прямым .углом или отличным от прямого в химическом и энергетическом машиностроении, при изготовлении конструкций морских оснований . и платформ.

Цель изобретения — повышение качества путем совмещения центра контура сварки с осью поворота корпуса для обеспечения сварки в "лодочку".

На фиг. 1 представлена кинематическая схема устройства; на фиг.2-4варианты кинематической схемы манипулятора иэделия; на фиг. 5 — манипулятор, в изометрии; на фиг. 6— схема перемещения сварочной головки

;относительно свариваемого контура.

Устройство содержит сварочную головку 1, которая может иметь различную систему координат ее перемещений.

При использовании прямоугольной системы координат устройство снабжено балкой 2, на которой установлен ползуи с механизмом 3 перемещения сварочной головки 1 вдоль координаты Х.

На ползуне смонтирована вертикальная направляющая 4 с установленным на ней ползуном с механизмом 5 перемещения вдоль координаты Z в свою очередь на полэуне с механизмом 5 смонтирована горизонтальная направля . ющая 6 с ползуном, оснащенным мехаI

Ф ния ползуна, Планшайба с приводом

12 ее вращения закреплена на консоли 16, Перед сваркой двухкоордигатным механизмом и поворотным корпусом устанавливают начальную точку контура сварки по оси поворота корпуса, что обеспечивает выполнение процесса сварки пространственно-криволинейного шва иэделия в лодочку.

4 з.п, ф-лы, 6 ил. низмом 7 перемещения вдоль координаты Y.

Возможна и другая последовательность размещения механизмов, например сначала 7, а затем 5.

На механизме 7 установлено поворотное устройство 8 по координате С, на котором смонтированы сварочная головка 1.и направляющая устройства для подачи присадочного материала 9.

Балка 2 одной или двумя опорами

10 крепится на основании, на котором установлен манипулятор изделия, выполненный в виде кронштейна или замкнутой рамы и содержащий поворотный корпус с механизмом 11 наклона планшайбы по координате А и привод

12 вращения планшайбы по координате

D. На механизме 11 наклона оси.вращения планшайбы размещен механизм 13 прямолинейного перемещения вдоль координаты V. В механизме 13 имеется направляющая 14, которая связана с механизмом 15 прямолинейного перемещения вдоль координаты V. В механизме 15 имеется консоль 16, которая связана с механизмом 12 вращения планшайбы. На планшайбе закреплена труба 17, к которой приваривается труба 18.

На фиг. 2 к поворотному корпусу механизмом 11 наклона оси вращения планшайбы манипулятора присоединен механизм 13 прямолинейного перемещения вдоль координаты U и механизм

19 вращения по координате Е. Механизм 19 вращения с одной стороны связан с выдвижной консолью 14 механизма прямолинейного перемещения

13, а с другой стороны через крон1388247

55 штейн 20 — с механизмом 12 вращения планшайбы.

На фиг. 3 к поворотному корпусу механизмом 11 наклона оси вращения планшайбы через кронштейн 21 присоединен механизм 19 вращения по координате Е и механизм 15 прямолинейного перемещения вдоль координаты V.

Механизм 19 врацения связан с механизмом 15, выдвижная консоль 16 которой соединена с механизмом 12 вращения планшайбы.

На фиг. 4 к поворотному корпусу механизма 11 наклона оси вращения планшайбы через планку 21 присоединен дополнительный механизм 22 вращения по координате Е, связанный с механизмом 23 вращения по координате Е консоли через планку 24.

Конструктивно манипулятор изделия содержит основание 25, на котором установлен поворотный корпус с приво" дом 26 механизма 11 наклона оси вращения планшайбы. С выходным валом механизма 11 наклона связан кронштейн

27, на котором установлена направляющая 28. На направляющей 28 расположена каретка 29 с Г-образным выдвижным кронштейном 30. На свободном конце кронштейна 30 установлен привод 31 вращения планшайбы 32, на которой расположено зажимное приспособление для фиксации изделия по внутреннему или наружному диаметру и торцу трубы 17 свариваемого изделия.

Каретка 29 связана с кронштейном 27 и 30 кинематическими передачами, например винтовыми, которые связаны с маховиками 33 и 34. На направляющей

28 расположена измерительная шкала

35, а на выдвижном Г-образном кронштейне — измерительная шкала 36 °

На каретке 29 установлены визиры 37 и 38 соответствующих шкал.

Схема перемещения сварочной головки 1 и изделия показывает работу устройства при сварке линии соединения двух деталей 39 и 40 с выведением места сварки в нижнее положение путем поворота линии соединения вокруг оси 41 — оси наклона оси вращения планшайбы манипулятора изделия (вторая координата манипулятора из делия — вращение планшайбы не показана). Сварочная головка 1 во время сварки остается вертикальной. При сварке рабочая точка сварочной головки 1 перемещается в пространстве по траектории 39-43, длина которой зависит от удаления оси наклона

41 от точек этой траектории. Погрешность отработки траектории 39-43 сварки на изделии благодаря наклону изделия относительно оси 41 также зависит от этого расстояния, поскольку одна и та же .угловая погрешность отработки угла приводом 26 наклона вокруг оси 41 дает на большем радиусе. большую линейную погрешность. Длина траектории 39-43 определяет размер зоны сварки и, следовательно, размер рабочей зоны сварочной головки 1.При заданной скорости сварки скорость перемещения конца сварочной головки 1 в пространстве зависит от длины траектории 39-43 — чем ее длина меньше, тем меньше скорость перемещения сварочной головки 1. Уменьшение размеров рабочей зоны сварочной головки 1, уменьшение требуемой скорости сис- темы перемещения сварочной головки, снижение требования к точности отработки координат изделия — все это достигается уменьшением расстояния от контура сварки 39-43 до оси 41 наклона.

Устройство для дуговой автоматической сварки изделий с пространственно-криволинейными швами работает следующим образом.

Предварительно сварочная головка

1 по координате Х отводится в край- нее положение для освобождения доступа сверху к манипулятору изделия.

Затем изделие, состоящее из двух труб 17 и 18, предварительно собранных на прихватках или с помощью приспособлений, расположенных внутри конструкции, устанавливается в манипулятор изделия и базируется по внутренней или наружной поверхности и торцу трубы 17 меньшего диаметра в зажимном приспособлении, расположенном на планшайбе 32. При необходимости изделие может поддерживаться за поверхность и торцы трубы 18 боль шего диаметра дополнительным устройством, закрепленным на кронштейне 30.

После этого с помощью привода 26 механизма 11 наклона оси вращения планшайбы 32 по координате А и привода 31 вращения планшайбы 32 по координате

D изделие переводят в положение, соответствующее положению "в лодочку для начальной точки сварки. Затем путем вращения маховиков 33 и 34 пере1388247 мещают каретку 29 по направляющей 28 и выдвижной кронштейн 30 для смещения изделия в вертикальной плоскости таким образом, чтобы центр инерции контура сварки совместился с осью координаты А механизма 11 наклона оси вращения планшайбы 32. Для более точного совмещения центра инерции контура сварки с осью координаты А и умейьшения затрат времени на выполнение этой операции установку вели.. чин перемещений контролируют по измерительным шкалам 35 и 36 с визирами

37 и 38.

После этого механизмами 3, 5 и 7 соответственно по координатам Х, Z

Y сварочная головка 1 подводится к начальной точке сварки. Затем по заданной программе выполняется сварка изделия. Для этого с помощью привода

31 осуществляется вращение изделия в одном направлении с одновременным и согласованным поворотом изделия с и помощью привода 26 механизма 1 1 и согласованными перемещениями сварочной головки 1 по координатам Х, Z

Y с помощью механизмов 3, 5 и 7.

Приводы указанных звеньев устройства работают в режиме контурного управления по программе, составляемой методом обучения или.расчетным путем. При этом скорость сварки определяется, в основном, скоростью отработки программы по координате D. Величины и скорости перемещений по координатам Y u Z невелики.

При необходимости механизмом 8 осуществляется вращение сварочной головки 1 вокруг вертикальной оси, что необходимо при сварке неплавящихся электродом с присадочной проволокой 9 и при использовании датчиков фактического положения линии соединения. Перемещение сварочной головки 1 по координате Y в процессе сварки может быть использовано для осуществления сварки с колебаниями сварочной головки 1 поперек разделки.

Ход механизма 3 перемещения по координате Х имеет размеры, которые определяются необходимостью сварочной головки 1 в сторону для обеспечения свободного доступа к манипулятору изделия сверху.

Экономическая эффективность устройства для дуговой автоматической сварки изделий с пространственнокриволинейными швами обеспечивается за счет повышения качества свариааеМого изделия благодаря сварке в нижнем положении, уменьшения затрат на установку изделия в позицию сварки и стоимости механизмов перемещения сварочной головки.

Формула и э о б р е т е н и я

1. Устройство для дуговой автоматической сварки изделий с пространственно-криволинейными швами, содержащее смонтированные на основании подъемно-поворотную сварочную головку с механизмом подачи присадочной проволоки, смонтированную на ползуне двухкоординатного плоскостного механизма, манипулятор с поворотным корпусом и снабженную приводом вращения планшайбу для закрепления на ней изделия, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения качества путем совмещения центра контура сварки с осью поворота корпуса при сварке "в лодочку", поворотный корпус сварочного манипулятора оснащен расположенным перпендикулярно его оси вращения двухкоординатным плоскостным механизмом с ползуном, выполненным с консолью, размещенной параллельно плоскости перемещения ползуна, а планшайба с приводом ее вращения закреплена на консоли.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что ползун манипулятора оснащен механизмом враще-. ния консоли в плоскости, параллель40 ной плоскости перемещения ползуна.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что консоль установлена с возможностью продольного перемещения.

4. Устройство по пп. 1 - 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что полэун выполнен в виде двух планок и дополнительного механизма вращения, расположенного параллельно механизму вращения консоли, при этом допол50 нительй механизм вр цения соединен планками с поворотным корпусом. и механизмом вращения консоли.

5. Устройство по пп. 1 — 4, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что двух55 координатный плоскостной механизм оснащен измерительными шкалами и визирами.

1 388247

1388247

2б фияб

Составитель Е.Крюкова

Редактор В.Ковтун Техред M.Ходанич Корректор 0.Кундрик

Заказ 1517/19 Ъираж 921 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4