Устройство для копирования линии стыка

Устройство для копирования линии стыка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советския

Социалистических

Республик

О В "" ИЕ (и1772?62

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 511 М. К,. (22) Заявлено 16.04.79 (21) 2753902/25-27 с присоединением заявки N9

В 23 К 9/10

В 23 К 37/02

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 231080, Бюллетень Й9 39

Дата опубликования описания 251080 (53) УДК621. 791. .75(088.8) (72) Авторы изобретения

Г. И. Сергацкий, O. Н. Гудима,Г.A. Линкин и Н.И. Бондаренко

Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС и Ордена

Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е. О. Патона АН Украинской CCP (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОПИРОВАНИЯ ЛИНИИ СТЫКА

Изобретение относится к автоматизации процессов сварки .и может быть использовано при дуговой сварке с помощью промышленного робота линий стыка пространственной конфигурации.

Известно устройство для копирования линии стыка, содержащее концентрично охватывающий сварочную головку и жестко связанный с ней стакан, а также копирный ролик, закрепленный на конце консоли, жестко связанный со стаканом.

Данное устройство обеспечивает прямое копирование линии стыка j1> .

Недостаток устройства — наличие 15 погрешности копирования линий стыка пространственной, конфигурации вследствие жесткой связи копирного ролика со сварочной головкой.

Известно также устройство для ко- 20 пирования линии стыка, содержащее расположенный на сварочной головке датчик угловых горизонтальных перемещений копирного ролика и датчик вертикальных перемещений копирного 25 ролика, причем датчик линейных перемещений жестко связан с рычагом датчика угловых перемещений.

Это устройство позволяет копировать линию стыка пространственной кон-30 фигурации эа счет измерения ее отклонения от направления движения сварочной головки.в двух координатах 2) .

Однако устройство не позволяет копировать линии стыка ломаной формы, т.е. линии, смежные участки которых резко изменяют свое направление; не обеспечивает высокой точности копирования из-за наличия интервала между осью поворота рычага датчика горизонтальных перемещений копирного ролика и геометрической осью сварочной головки.

Известно устройство для копирования линии стыка, содержащее датчик стыка, закрепленный -на конце рычага, кинематически связанного с приводом вертикальных перемещений датчика стыка, и привод горизонтальных перемещений датчика стыка, установленный на сварочной головке.

Устройство обеспечивает копирование линий стыка произвольной конфигу-. рации, так как позволяет программировать в соответствии с направлением линии стыка на каждом очередном участке положение датчика стыка. относительно сварочной Головки. Тем самым осуществляется грубое наведение дат772762 чика на стык в зависимости от его направления g3).

Недостатком известного устройства является вызванная наличием дифференциала громоздкость, которая углубляется при необходимости копирования иний пространственной конфигурации, Кроме того, в случае рычажной связи ратчика стыка со сварочной головкой данное устройство не обеспечивает высокой точности копирования. Это связано с тем, что для получения высокой. точности копирования необходимо совмещение оси поворота датчика стыка в плоскости изделий с геометрической осью сварочной головки и пересечение последней с осью поворота датчика стыка в плоскости, перпендикулярной плоскости иэделия. Наличие интервала между геометрической осью сварочной головки и осью поворота датчика стыка в горизонтальной плоскости при сварке в нижнем положении приводит к появлению погрешности копирования, особенно при резком изме» нении направления копируемой линии.

Возникает погрешность, присущая устройству прямого копирования и связанная с параллельным переносом при коррекции положения точек копирования и сварки.

Цель изобретения — повышение точности копирования и уменьшение габаритов устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено концентрично охватывающим. сварочную головку новоротным стаканом, шарнирно соединенным с рычагом и кинематически связанным с приводом горизонтальных перемещений датчика стыка, при этом привод вертикальных перемещений датчика стыка жестко закреплен на стакане.

Жесткое закрепление привода верти- кальных перемещений датчика стыка на стакане, а также связь стакана шарнирно с рычагом и кинематически с приводом горизонтальных перемещений датчика стыка обеспечивают поворот привода вертикальных перемещений датчика стыка вместе со стаканом при работе привода горизонтальных перемещений и независимо оТ последнего перемещение датчика стыка относительно сварочной головки ™ри работе привода вертикальных перемещений датчика стыка. Причем в горизонтальной плоскости обеспечивается совмещение оси повороту рычага, а в вертикальной — ее пересечение с геометрической ocbN сварочной головки. Устранение интервала между указанными осями позволяет поовысить точность копирования, особенно в случае копирования ломаных линий стыка.

На фиг. 1 показано устройство для копирования линии стыка, общий вид; на фиг. 2 — блок-схема управления устройством.

Устройство содержит сварочную головку 1, концентрично охватывающий ее стакан 2, привод 3 горизонтальных перемещений, установленный на сварочной головке 1 и кинематийески через редуктор 4 связанный со

5 стаканом 2. Датчик 5 стыка закреплен на конце рычага б, кинематически через редуктор 7 связанный с приводом 8 вертикальных перемещений. Последний установлен на стакане 2, шарнирно со © единенном с рычагом б. Стакан 2 ус-. тановлен с возможностью вращения вокруг оси сварочной головки 1.

Схема управления устройством для копирования линии стыка, например в

15 плоскости, перпендикулярной плоскости свариваемого изделия, содержит преобразователь 9, вход которого подключен к датчику 5 стыка, а выход— к первым входам первого 10 и второ20 го 11 сумматоров, привод 8 вертикальных перемещений датчика 5 стыка, кинематически связанный с рычагом б и подключенный к выходу второго сумматора 11, второй вход которого соединен с блоком 12 программного управления, блок 13 запаздывания, вход которого подключен к выходу первого сумматора 10, а выход - к приводу 14 коррекции положения сварочной головки 1.

Устройство для копирования линии стыка работает следующим образом.

В исходном положении датчик 5 стыка находится в начале копируемой линии стыка. B блоке 12 про раммного управления записана, например путем ручного перемещения сварочной головки 1 вдоль линии стыка, программа

"грубого" перемещения датчика 5 стыка относительно сварочной головки 1

"0 в соответствии с изменением направления линии стыка на отдельных участках. Схема управления обеспечивает отработку предварительно записанных сигналов программы и одновременно коррекцию положения сварочной головки 1 по сигналам датчика 5 стыка в соответствии с действительным положением стыка. По каждой иэ координат копирования с помощью привода 3

50 горизонтальных и привода 8 вертикальных перемещений осуществляется следящее копирование линии по сигналам датчика 5, поддерживающего с помощью указанных приводов 3 и 8 неизменнйм свое положение .относительно линии стыка. Схемой предусмотрено исполь-, зование разомкнутых щаговых приводов 3 и 8 перемещения датчика 5 стыка.

При отклонении линии стыка от

60 заданного программой направления перемещения сварочной головки 1 датчик

5 стыка выдает на вход преобразователя 9 сигнал величина которого пропорциональна величине отклонения. IIqc. ле преобразования, например, в уни772762 тарный код этот сигнал поступает для ртработки через второй сумматор 11 а привод 8 вертикальных перемещений через первый сумматор 10 - на вход блока 13 запаздывания.

Привод 8 посредством кинематической связи с рычагом 6 перемещает ., датчик 5 стыка в первоначально заданное относительно линии стыка положение, обеспечивая тем самым постоянстso этого положения. По истечении времени запаздывания, определяемого f0 расстоянием между датчиком 5 стыка и сварочной головкой 1, а также скоростью перемещения последней, сигнал, соответствующий величине отклонения линии стыка, поступает с выхода бло- 15 ка 13 запаздывания на привод 14 коррекции и на второй вход первого сумматора 10. Привод 14 коррекции смещает сварочную головку 1, а вместе с ней и датчик 5 стыка, в соответствии с указанным сигналом отклонения.

При этом на выходе датчика 5 стыка появляется сигнал, вызванный воздействием привода 14 коррекции. Привод 8 возвращает датчик 5 стыка в заданное положение относительно линии стыка. Тот же сигнал датчика снова поступает на первый вход первого сумматора 10. Однако на вход блока 13 запаздывания он не поступает, т.к. компенсируется в первом сумматоре 10 ЗО сигналом, поступающим с выхода блока 13 запаздывания и отрабаткваемим приводом 14 коррекции. В первом сумматоре 10 происходит компенсация

"ложных" сигналов датчика 5 стыка, 35 возникающих в результате коррекции положения сварочной головки 1 по истечении времени запаздывания, сигналами, поступающими на вход привода 14 коррекции. За счет этого обеспечивается самокопирование устройством линии стыка, Устройство. позволяет копировать линйи стыка пространственной конфигурации, т.е. обеспечивает двухкоординатное копирование, причем резкое изменение направления линии стыка не . приводит к срыву слежения. Изменение этого направления, которое не "захватывается" датчиком стыка, учитывается путем предварительного введе- ® ния соответствующих сигналов программы. Кинематическая связь привода горизонтальных перемещений со стаканом, шарнирно связанным с рычагом и установка привода вертикальных перемещений на стакане обеспечивает большую маневренность датчика стыка относительно:сварочной головки и тем самым широкие технологические возможности устройства. Поскольку ось поворота рычага совпадает с геометрической осью сварочной головки, а ось шарнирного соединения пересекает ее, то обеспечивается высокая точность копирования в двух координатах за счет ликвидации параллельного переноса точек копирования и сварки. Устройство то же время имеет меньшие габариты по сравнению с известным техническим решением.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в повьваении качества сварных соединений сложной конфигурации, выполняемых .автоматической сваркой, а также в расширении технологических возможностей за счет уменьшения габаритов °

Формула изобретения

Устройство для копирования линии стыка, содержащее датчик стыка, закрепленный на конце рычага, кинематически связанного с приводом верти- . кальных перемещений датчика стыка, и привод горизонтальных перемещений датчика стыка, установленный на сварочной головке, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения точности копирования и уменьшения габаритов устройства, устройство снабжено концентрично охватывающим сварочную головку поворотным стаканом„ шарнирно соединенным с рычагом и кинематически связанным с приводом го-, ризонтальных перемещений датчика стыка, при этом привод вертикальных перемещений датчика стыка жестко закреплен на стакане.

Источники информации, принятые во внимание при экспертйзе

Львов Н. C. Автоматизация направления сварочной головки по стыку.

М., "Машиностроение", 1966, с.18-19.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 420219, кл. В 23 К 9/12, 03.05.72-.

3. Авторское свидетельство СССР

В 660793, кл. В 23 K 9/10, 23.02.77.