Устройство для автоматической сварки угловых швов

Устройство для автоматической сварки угловых швов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к конструкции автоматических устройств для дуговой сварки с колебаниями горелки и с программированием раскладки отдельных валиков, и может быть использовано в судостроительной, энергетической и других отраслях промышленности , где применяется дуговая сварка угловых многослойных швов. Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обеспечения сварки криволинейных угловых швов, в том числе и замкнутых, с адаптацией горелки относительно поверхности свариваемых изделий. Устройство содержит подвижный портал, каретку, турель и сварочную головку 5 с горелкой 2. В начале сварки устанавливают требуемый угол наклона горелки 2, для чего с помощью привода 9 поворачивают вал 10 с горелкой. При этом вращение через солнечное колесо 11 дифференциала 6. промежуточные колеса 24 и валик 18 передается на профильные кулачки 16 и 17, которые через толкатели 21 и 22 перемещают датчи / ;с 15 19 Фиг 2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАPСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1E

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4717000/27 (22) 10.07,89 (46) 30.12.91, Бюл. N 48 (72) Е.И.Горлов, Г.А.!Орковлянец, А.М.Еремин, В.А.Чистяков и Т.А,Слепкова (53) 621.791.75.037(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1333504, кл. В 23 К 9/30, 1986.

Авторское свидетельство СССР .ЬВ 309787, кл. В 23 К 37/04, 1970, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ УГЛОВЫХ ШВОВ (57) Изобретение относится к сварочному производству, а именно к конструкции автоматических устройств для дуговой сварки с колебаниями горелки и с программированием раскладки отдельных валиков, и может быть использовано в судостроительной, ,4

„„50„„1701461 А i (н)5 В 23 К 37/02 // В 23 К 101: 06 энергетической и других отраслях промышленности, где применяется дуговая сварка угловых многослойных швов. Цель изобретения — расширение технологических возможностей путем обеспечения сварки криволинейных угловых швов, в том числе и замкнутых, с адаптацией горелки относительно поверхности свариваемых изделий.

Устройство содержит подвижный портал, каретку, турель и сварочную головку 5 с горелкой 2. В начале сварки устанавливают требуемый угол наклона горелки 2, для чего с помощью привода 9 поворачивают вал 10 с горелкой. При этом вращение через солнечное колесо 11 дифференциала 6, промежуточные колеса 24 и валик 18 передается на профильные кулачки 16 и 17, которые через толкатели 21 и 22 перемещают датчи1701461 ки 19 и 20 по координатам Y u Z. При приближении датчиков 19 и 20 к стенкам свариваемого иэделия на заданное расстояние горелка фиксируется. При сварке датчики 19 и 20 выдают управляющие сигналы ка при1

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к конструкции авто1 матических устройств для дуговой сварки с колебаниями горелки и с программированием раскладки отдельных валиков, и может 5 быть использовано в судостроительной, энергетической и других отраслях промышленности, где применяется дуговая сварка угловых многослойных швов.

Цель изобретения — расширение техно- 10 логических возможностей путем обеспечения сварки криволинейных угловых швов, в том числе и замкнутых с адаптацией горелки относительно поверхности свариваемых изделий, 15

На фиг.1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2 — узел I на фиг.1; на фиг.3 — самонастраивающаяся система; на фиг.4 и 5 — положения толкателей и кулачков при установке горелки на минимальный и мак- 20 симальный заданные углы.

Устройство состоит из портала 1 с приводом продольного перемещения и горелки ! 2 с блоком 3 координатных перемещений, Блок 3 координатных перемещений го- 25 релки выполнен в виде приводных каретки

4 и сварочной головки 5 (фиг.1), цилиндрыческого дифференциала 6 (фиг.2), самонастраивающейся системы 7 (фиг.3) и системы программного управления (СПУ не показа- 30 ка).

Каретка 4 смонтирована на портале 1 с

Bo3Mo>KHocTbIo как совместного продольного перемещения с ним, так и возвратно-поступательного поперечного перемещения 35 относительно него.

Сварочная головка 5 расположена под кареткой 4 и связана с ней посредством приводной турели 8.

Горелка 2 снабжена электроприводом 9 40 и установлена íà его выходном валу 10. Турель 8 установлена на каретке 4 с возможностью как совместного продольного и поперечного перемещения с ней, так и возвратно-поступательного вертикального пе- 45 ремещения и разворота относительно нее, Сварочная головка 5 смонтирована на турели 8 с возможностью совместных с кею всех упомянутых перемещений, а также авводы перемещений портала, каретки, турели и сварочной головки, обеспечивая перемещение горелки 2 по линии стыка и ее адаптацию к реальному стыку в процессе сварки. 2 з.п, ф-лы, 5 ил. тономного возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости относительно ее оси.

Конструкция цилиндрического дифференциала 6 (фиг.2) включает солнечные колеса 11 и 12. Последние снабжены тормозными дисками 13 и 14 соответственно, Цилиндрический дифференциал 6 установлен í" выходном валу 10 электропривода 9 горелки 2 и обеспечен электромагнитом

15, устак< влеккым ка сварочной каретке 5 с возмож остью поочередного взаимодействия с тормозными дисками 13 и 14.

Само астраивающаяся система (СС) 7 (фиг.3) выполнена в виде двух профильных кулачков 6 и 17.

Кулач <и жестко установлены на общем промежут зчком валике 18. Каждый из кулачков 16 и 7 сочлекен с бескоктакткым датчиком 19 и 20 через толкатель 21 и 22

CGGT88TCT88Hk0.

Толкатели 21 и 22 выполнены в виде многократных параллелограммов. При этом кулачки 16 и 17 развернуты относительно один другого так, что при контакте толкателя 22 с точкой наименьшего радиуса кулачка

17, другой толкатель 21 контактирует с точкой наибольшего радиуса другого кулачка (фиг.4)

Профиль кулачков получек в результате графического построения координат горелки при дискретном ее развороте вокруг оси вала, на котором она установлена.

Конструктивной особенностью толкателей 21 и 22 является то, что ход последнего звена их многократных параллелограммов, на котором крепится датчик, определяется как произведекие хода первого звена (величина хода задается профилем кулачка) ка количество звеньев без одного (n-1).

Такое конструктивное решение позволяет в и-крат сократить размеры кулачков. <

Постоянный контакт толкателей с профилем соответствующего кулачка обеспечивают пружины 23 (фиг.3), Самонастраивающаяся система 7 смонтирована на сварочной каретке 5 с возможностью устаковки каждого бесконтактокого

1701461

20

30

19 и 20, Привод возвратно-поступательного 40 вертикального перемещения турели 8 перемещает горелку по координате Z до тех пор пока датчик 19 не зафиксирует опорную величину расстояния S. При этой фиксации

45 датчика на заданном расстоянии S от соответствующей поверхности свариваемого изделия и кинематического замыкания профильных кулачков через общий валик 18 и промежуточные зубчатые колеса 24 с одним из солнечных колес колес 11 цилиндрического дифференциала.

Датчик 20 электрически связан с приводом возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости сварочной головки 5, а датчик 19 — с приводом возвратно-поступательного вертикального перемещения турели 8.

Приводы портала 1. каретки 4 и сварочной головки 5, электропривод 9 горелки 2, электромагнит 15 и датчики 19 и 20 электрически связаны с СПУ.

В СПУ введена опорная величина $— заданное расстояние между датчиком и поверхностью свариваемого изделия.

Устройство работает следующим образом.

Нажатием кнопки "Пуск", расположенной на пульте СПУ, запускается управляющая программа. Горелка 2 устанавливается на технологически заданный угол для выполнения начального валика раскладки, При этом происходит следующее.

Включается электропривод 9 горелки 2.

Электромагнит 15 замыкается на тормоэной диск 14, который стопорит солнечное колесо 12 цилиндрического дифференциала

6 (фиг,2). Одновременно разворот выходного вала 10 электропривода 9 передается через солнечное колесо 11 и промежуточные зубчатые колеса 24 на валик 18 самонастраивающейся системы 7 (фиг.3). Вместе с валиком 18 разворачиваются кулачки 16 и 17, под воздействием которых изменяются длины соответствующих толкателей 21 и 22 до величин координат Y и 2, соответствующих упомянутому заданному углу наклона горелки для выполнения начального валика.

Далее, с помощью приводов портала 1, каретки 4 и турели 8, горелка 2 из контрольной точки, соответствующей началу программы, осуществляет поиск точки на стыке свариваемых изделий, определяющей начало сварки, Эта точка также определена программой. Отслеживают этот поиск датчики упомянутый привод турели отключается.

Аналогично производится отслеживание координаты У датчиком 20, которое осуществляется с помощью приводов портала

1 и каретки 4, 55

Таким образом сорелка установлена на сварной стык в исходное положение для выполнения начального валика сварного шва.

Затем обеспечивается поперечное маятниковсе колебание горелки для выполнения одиночного валика.

Для этого электромагнит 15 замыкается на тормозной диск 13, который стопорит солнечное колесо 11 цилиндрического дифференциала, Этим дости-ается жесткая стабилизация координат горелки по Х, Y, Z u заданного угла ее разворота.

Привод 9 через выходной вал 10 осуществляет маятниковое поперечное колебание горелки 2. Центром амплитуды колебания при этом является ось горелки.

Одновременно с маятниковым колебанием, согласно введенной в СПУ программе. горелка 2 перемещается по контуру теоретической траектории движения, В процессе сварки датчики 19 и 20 самонастраивающейся системы осуществляют в автоматическом режиме геометрическую адаптацию горелки.

Происходит это следующим образом.

При отклонении реальной траектории сварного сть|ка от теоретической происходит рассогласование расстояния S между датчиком и свариваемой поверхностью с заданной опорной величиной, заложенной в

СПУ. При этом в зависимости о> датчика, функционирующего это рассогласование, включается привод возвратно-поступательного горизонтального перемещения сварочной головки 5 (координата Y) или привод вертикального перемещения турели 8 (координата Z), При этом угол а разворота горелки не меняется, а происходит подвижка горелки к изделию или от него по вертикали и по горизонтали. То есть происходит корректировка жесткой программы — теоретического контура сварного стыка до его практического реального положения.

Такая автоматическая адаптация горелки в процессе сварки позволяет значительно повысить качество сварки.

Устройство позволяет расширить технологические возможности предлагаемого оборудования путем обеспечения автоматической сварки криволинейных угловых швов, в том числе и замкнутых, повысить производительность, а также повысить качество сварки путем обеспечения в процессе сварки адаптации горелки относительно поверхностей свариваемых изделий.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматической сварки угловых швов, преимущественно многослойных с программированием раскладки

1701461 отдельных валиков, содержащее подвижный портал, каретку, установленную на портале с возможностью поперечного перемещения, турель, установленную на каретке с возможностью поворота и осевого 5 перемещения, сварочную головку с горелкой, установленную на турели с возможно,стью возвратно-поступательного перемещения, отличающееся тем,что, с целью расширения технологических воз- 10

1 можностей путем обеспечения сварки криволинейных угловых швов, в том числе и замкнутых с адаптацией горелки относи тельно поверхности свариваемых изделий,, оно снабжено приводом разворота горелки, 15 цилиндрическим дифференциалом, самонастраивающейся системой и системой про граммного управления, горелка жестко закреплена на выходном валу привода ее разворота, цилиндрический дифференциал 20

, выполнен в виде тормозного механизма и двух солнечных колес с тормозными дисками,, солнечные колеса кинематически связаны с ! выходным валом привода разворота, тормозной механизм установлен с возможно- 25, стью поочередного затормаживания

; каждого из солнечных колес через его тор, мозной диск,. самонастраивающаяся систе ма выполнена в виде двух профильных

30 кулачков, промежуточного валика, двух взаимно перпендикулярных толкателей переменной длины с бесконтактными датчиками положения их рабочих концов, кулачки жестко закреплены на промежуточном валике с возможностью взаимодействия со свободными концами соответствующих толкателей, причем продольные,оси кулачков расположены перпендикулярно одна другой, промежутбчный валик через одно из солнечных колес цилиндрического дифференциала кинематически связан с выходным валом привода разворота горелки, один из бесконтактных датчиков электрически связан с приводом возвратно-поступательного перемещения сварочной головки, другой — с приводом осевого перемещения турели, при этом оба датчика, приводы перемещений портала, каретки разворота горелки и тормозное устройство электрически связаны с системой поограммного управления.

2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что тормозной механизм выполнен в виде электромагнита.

3. Устройство поп,1, от л и ч à ю ще ес я тем, что толкатели выполнены в виде многократных параллелограммов.

1701461

1701461

Составитель Л,Назарова

Редактор А,Калениченко Техред M,Моргентал Корректор О.Кундрик

Заказ 4498 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Рауаская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101