Способ наведения оси сварочной головки на стык при сварке пространственных изделий

Способ наведения оси сварочной головки на стык при сварке пространственных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ (11) 64836О

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) М. Кл.

В 23 К 9/10 (22) Заявлено 13.12.76 (21) 2429721/25-27 с присоединением заявки МГесударстеенньй номнтет ссср ее делам нзебретеннй н ютнрытнй (23) Приоритет— (53) УДК 621.791, .75(088.8) Опубликовано 25.02.79г)юллетень М» 7

Дата опубликования описания 28.02.79

В. Л. Тимченко, В, И. Дьяченко, Е, Ф. Маличенкс;

О. Н. Гудима, В. И, Загребельный, B. Т. Ан голенко, А, И, Бондаренко, H. Н. Сакало и A. И. Раков (72) Авторы изобретения

)

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е, О. Патона AH Украинской ССР (71) Заявитель (54) спосов нлведения оси СВАРо п1оЙ

ГОЛОВКИ HA СТЫК ПРИ СВАРКЕ

ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к оборудованито для электродуговой сварки металлов, а более точно, к средствам совмещения электрода

* со стыком, и может быть использовано при сварке пространственных, например, карка".ных и решетчатых изделий.

Известен способ наведения оси сварочной головки на стык при сварке пространственных изделий, при котором совмещение головки со стыком осуществляют по программе, составленной с учетом неточности сборки (l ) .

Недостаток известного способа заключается в повышенных требованиях к сборке узлов.

Известен способ наведения сварочной головки на стык, при котором предварительно составляют программу перемещения сварочной головки по стыкам и программу перемещения головки к точкам начала сварки очередного соединения (21.

Согласно известному способу, запись программы осуществляется при ручном перемещении оператором сварочного инструмента ?о при сварке первого образца.

Недостаток известного способа заключается в высоких требованиях к сборке изделич, а также зависимости точности совмещения от квалификации оператора.

Целью настоящего изобретения является повышение точности наведения сварочной головки на стык при снижении требований к точности сборки изделий.

Поставленная цель достигается тем, что перемегцение сварочной головки к точкам начала сварки осуществляют совместно с такти,льным датчиком, закрепленным относительно головки на фиксированном расстоянии, по программе, в которую введены условные точки поиска очередного соединения по всем трем координатам.

Из каждой точки поиска последовательно осуществляют непрограммируемое по величине перемещение датчика в сторону, изделия до соприкосновения с ним, после чего включают программное перемещение датчика в условную точку поиска по следующей координате. После окончания поиска точки сварки по всем трем координатам, по расчетной программе, с учетом расстояния от датчика до головки переводят сварочную головку B точку начала сварки, а датчик oTBQJIHT до получейия гарантированного зазора.

648360

На чертеже схематично представлено устройство — робот, реализующее предложенный способ.

Положительные направления осей координат робота обозначены через Х,. Y u Z.

Пунктирными линиями нанесена траектория перемещения щупа датчика при непрограммируемом по величине. установочном перемещении датчика.

В качестве изделия 1 представлен типовой узел сочленения стержневых элементов пространственных каркасных изделий, образующих линию соединения 2 с начальной точкой «О». На руке 3 манипулятора 4 робота закреплены на фиксированном расстоянии друг от друга сварочный инструмент 5 и датчик положения 6, соединенный с приводом 7 вывода датчика в положение измерения. Количество программируемых степеней подвижности робота 4 должно быть не менее трех (по координатам Х, Y и Z) и определяется технологическими требованиями для сварки данного класса изделий. Исполнительные приводы робота связаны через блок 8 формирования импульсов с устройством 9 ввода программы.

Датчик 6 через вторичный преобразова- 25 тель 10 связан с генератором импульсов 11, выход которого через блок переключений 12 связан с блоком 8 формирования импульсов.

Одновременно выходной сигнал датчика 6 подается на блок 13 определения нуля, который

4 связан с устроиством 9 ввода программы.

Последнее связано каналом вспомогательных команд как с блоком переключений 12, так и с блоком 14 управления, приводом 7 вывода датчика в положение измерения.

Изделие 1 устанавливают в позицию сварки. При этом могут возникнуть отклонения по любой из координат Х, Y u Z. Расчетная программа, подготовленная заранее, обеспечивает перемещение руки 3 манипулятора 4 робота в исходное положение для поис- 40 ка очередного соединения 2 изделия. Это положение выбирается таким образом, чтобы обеспечить зазор по всем координатам между датчиком 6, выведенным в положение из.мерения, и элементами изделия при любом максимальном отклонении изделий в положе- 45 нии сварки. Перед окончанием этого программируемого перемещения из устройства 9 ввода программы проходит вспомогательная команда на блок 14, и привод 7 выводит датчик

6 в положение измерения (точка «а»), а

50 также проходит вспомогательная команда на блок 12, для подключения выхода датчика к блоку 8.формирования импульсов соответствующей координаты робота (в положении, изображенном на чертеже, координата Z).

Датчик 6 занимает относительно сварочного у инструмента 5 фиксированное, заранее известное положение.

По окончании перемещения по расчетной программе устройство 9 отключается от блока 8. Так как между датчиком 6 и изделием

1 существует зазор, то датчик выдает сигнал наибольшей величины для перемещения в направлении «к изделию». Этот сигнал во вторичном преобразователе 10 усиливается и преобразуется в вид, необходимый для запуска генератора импульсов !l. Импульсы через блок 12 направляются в блок 8 формирования по координате Z, и соответствующий привод манипулятора 4 перемещает датчик 6 к изделию. При контакте датчика 6 с изделием (точка «б») выходной сигнал датчика становится равным нулю. При этом генератор импульсов 11 запирается, перемещение по координате Z прекращается и через блок 13 определения нуля проходит команда на включение устройства 9 ввода расчетной программы, В указанном положении координаты Z точки «б» начальной точки «О» линии соединения 2 совпадают. Таким образом, найдено положение начальной точки «О» в направлении Z.

Так как перемещение точки «а» в точку «б» выполняется без включения расчетной программы, то последняя оказывается смещенной по оси Z на величину «аб», и в дальнейшем координата Z расчетной программы будет совпадать с координатой Z начальной точки «О» линии соединения 2.

При включении устройства 9 ввода расчетной программы, манипулятор 4 перемещает датчик 6 из точки «б» в точку «в», положение которой обеспечивает зазор между копирным рычагом датчика 6 и свариваемыми элементами изделия 1, при любом максимальном откЛонении изделий в положении сварки.

В конце программируемого перемещения руки 3 робота с датчиком 6, из устройства 9 ввода программы проходит вспомогательная команда на блок 12 для подключения выхода датчика к блоку 8 формирования импульсов соответствующей координаты Y робота. По окончании перемещения по расчетной программе устройство 9 отключается от блока 8.

Так как между датчиком 6 и изделием 1 существует зазор, то датчик выдает сигнал наибольшей величины для перемещения в направлении «к изделию». Порядок преобразования указан,oro сигнала аналогичен описанному, но импульсы от генератора 11 поступают в блок 8 по координате У, и соответствующий привод манипулятора 4 перемещает датчик 6 к изделию. При контакте датчика 6 с изделием (точка «г») выходной сигнал датчика становится равным нулю.

Пои этом, генератор импульсов 11 запирается, перемещение по координате — Y — прекращается и через блок 13 проходит команда на включение устройства 9 ввода расчетной программы. Координаты — Y — точки «г» и начальной точки «о» совпадают и, таким образом, найдено положение начальной точки «О» в направлении — Y †. Так

648360 как перемещение из точки «в» в точку «г» выполняется без включения расчетной программы, то последняя оказываеТся смещенной по оси — Y — на величину «вг» и в

5 дальнейшем координата — Y — расчетной программы будет совпадать с координатой — Y — начальной точки. «О» линии соединения. .После этого датчик 6 по расчетной программе перемещается из точки «г» в точку щ

«д» и аналогично описанному находится положение начальной точки «0» в направлении — х —.

Таким образом, три координаты Х, Y, Z начальной точки «0» определены, и по расчетной программе сварочный инструмент 5 совмещают с начальной точкой «О» соединения 2, при этом в расчетной программе учитывают расстояние между концом электрода и наконечником копирного рычага датчика 6 при выдаче им нулевого сигнала. Одновременно из устройства 9 проходит вспомогательная команда на блок 14 и привод 7 отводит датчик 6 из зоны сварочного инструмента. При этом датчик 6 отключают от схемы управления. Затем включается сварка, и сварочный инструмент 5 перемещается 25 вдоль линии соединения 2 по расчетной программе.

Использование предлагаемого способа автоматического наведения оси сварочного инструмента на линию соединения до начала сварки позволяет определить начальную точку сварки на каркасных изделиях, которые не могут быть точно зафиксированы в позиции сварки. Предложенный способ позволяет определить положение точки начала сварки любого типа шва изделия 1 без переналадки датчика или его копирных элементов.

При этом назначают поверхности, характеризующие положение стыка, и определяют порядок подхода к ним датчика по расчетнбй программе. В результате этого, по сравнению с известными средствами; повышается 4в качество сварки за счет точного совмещения электрода со стыком, исключается применение ручнбго труда и расширяются технологические возможности сварки швов различных соединений.

Форл ула изобретения

Способ наведения оси сварочной головки на стык при сварке пространственных изделий, преимущественно решетчатых и каркасных конструкций, при котором предварительно составляют программу перемещения сварочной головки по стыкам одного из аналогичных соединений и программу nepeueiueния головки к точкам начала сварки очередного соединения, отличающийся тем, что, г целью повышения точности наведения при снижении требований к точности сборки, перемещение сварочной головки к точкам начала сварки осуществля1от совместно с тактильным датчикЬм, который предварительно закрепляют относительно головки на фиксированном расстоянии, по программе, в которую введены условные точки поиска очередного соединения по всем трем координатам, из каждой точки поиска последовательно осуществляют непрограммируемое по величинс перемещение датчика в сторону изделия до соприкосновения с ним, после чего включают программное перемещение датчика в условную точку по следующей координате, причем после окончания поиска точки сварки по всем трем координатам, по расчетной программе, с учетом расстояния от датчика до головки, переводят сварочную головку в точку начала сварки, а датчик отводят до получения гарантированного зазора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии № 17905, кл. 12 В 112.4, 1968.

2. Ahlinder, Н., ESAB RobotiYstem Яг

bagsvetshGng, «Svetsen», 1976, № 2, 35

Редактор А. Абрамов

Заказ 442/12

Составитель Е. Сомова

Техреду О. Луговая Корректор А. Власенко

Тираж 1221 Подписное

Цг11! 14ПИ Г:. гударственного комн гета СССР ио делам изобретений и открыл ий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4