Устройство для направления электрода по стыку

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА ПО СТЫКУ, содержащее корпус , размещенную в нем сварочную горелку и установленные на нем подвижный подпружиненный щуп, выполненный в виде двуплечего рычага. . К- ч и1ГША. % ц-/iL-; -f i . &1и,К-}ГкиЛ i tjECJU.J-ITnAWA преобразователь сигнала шупа и исполнительный орган, о т л и ч а ющ е ее я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства при упрощении его конструкции, устройство снабжено кареткой, установленной в корпусе и соединенной с исполнительным органом, при этом преобразователь сигнала щупа выполнен в виде двух измерительных сопел , установленных напротив друг друга и соединенных воздушными каналами с исполнительным органом, щуп смонтирован между измерительными соплами, исполнительный орган выполнен в виде оппозитно расположенных на корпусе сильфонов, герметично закрытых стаканчиками с наружной стороныи снабженных штоками, закрепленными с внутренней стороны сильфонов и соединякхцими подвижные их концы с кареткой, а сварочная головка установлена на каретке.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) П1) ЯС51) В 23 К 9 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCXOMV CBMQKTEflbCTBV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3 31 31 26/25-27 (22). 08..07.81 (46) 23.07.83. Бюл. )) 27 (72) П.П. Синицын, А.И. Новоселов и Г.Г. Черных (71) Алтайский научно-исследовательский институт технологии машино» строения (53) 621.791.75(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 664783, кл. В 23 К 9/30, 21.04.77.

2. Патент США е 3997757, кл. В 23 К 9/12, 14.12.76 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОДА ПО СТЫКУ, содержащее корпус, размещенную в нем сварочную горелку и установленные на нем подвижный подпружиненный щуп, выполненный в виде двуплечего рычага, преобразователь сигнала шупа и исполнительный орган, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства при упрощении его конструкции, устройство снабжено кареткой, установленной в корпусе и соединенной с исполнительным органом, при этом преобразователь сигнала щупа выполнен в виде двух измерительных сопел, установленных напротив друг друга и соединенных воздушными каналами с исполнительным органом, щуп смонтирован между измерительными соплами, исполнительный орган выполнен в виде оппозитно расположенных на корпусе сильфонов, герме- I тично.закрытых стаканчиками с наружной стороны и снабженных. штоками, закрепленными с внутренней стороны сильфонов и соединяющими подвижные их концы с кареткой, а сварочная головка установлена на каретке. Я

1030119

Изобретение относится к автоматической сварке, в частности к устройствам для направления сварочной головки вдоль линии сварного соединения, и может быть использовано в сварочных автоматических установках, в сварочных роботах и других сварочных аппаратах, предназначенных для автоматической сварки угловых, стыковых с разделкой и нахлесточных швов с копированием траектории сварного соединения в процессе сварки.

Известно устройство для направления электрода по стыку, содержащее установленную на каретке свароч-;>5 ную горелку, снабженную щупом ударного действия C1).

Недостатком .этого устройства . является ограниченная номенклатура свариваеьых изделий из-эа деформации кромок деталей при взаимодействии со щупом.

Известно устройство для направления электрода по стыку содержащее корпус, размещенную в ием сварочную горелку, и установленные иа нем подвижный подпружиненный щуп, выполненный в виде двуплечего рычага, преобразователь сигнала щупа и исполнительный орган 23.

Недостатком этого устройства является невысокая надежность, обусловленная сложностью его конструкции.

Цель изобретения - повыаеике на- З5 дежности работы устройства при упрощении его конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для направления электрода по стыку, содержащее кор- 40 пус, размещенную в нем сварочную горелку и установленные на нем цоя вижный подпружиненный щуп, выполненный в виде двуплечего рычага, преобразователь сигнала щупа и исполни- 45 тельный орган, снабжено кареткой, установленной в корпусе к соединенной с исполнительньм органом, ри этом преобразователь сигнала щупа выполнен в.виде двух измерительных сопел, установленных напротив друг друга н соединенных воздушными каналами с исполнительньм органом, щуп смонтирован между измерительными соплами, исполнительный орган выполнен в виде оппозитно расположенных на корпусе держателя сильфонов, герметично закрытых стаканами с наружной стороны и снабженных штоками, закрепленными С внутренней стороны сильфонов и соединяющими 60 подвижные их концы с кареткой, а сварочная головка установлена на каретке.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид, на фиг. 2 - 65 разрез A-A на фиг. 1, на фиг. 3— вид Б на фиг. 1, на фиг. 4 - пояснение работы устройства.

На оси 1 корпуса 2.шарнирно закреплен щуп 3, выполненный в виде двуплечего рычага. В нижнем плече щупа 3 закреплена ось 4, на которой установлено с воэможностью поворота звено 5, поджимаемое к нижнему плечу щупа 3 пружиной 6. В звено 5 вставлен сменный наконечник 7, постоянно взаимодействующий со стыком свариваемых деталей 8 и 9 в процессе сварки; Таким образом, нижнее плечо щупа 3 выполнено поворотным на оси.

4 во избежание поломок наконечника 7 при набегании его на случайные препятствия. Верхнее плечо 10 щупа 3 выполняет роль заслонки дифференциальной пневматической системы сопло - заслонка, включающей измерительные сопла 11 и 12, сопла 13 и 14 питания, измерительные камеры 15 и 16 и исполнительный орган, выполненный в ниде сильфонов 17 и 18.

Каждый иэ сильфонов 17 и 18 одним своим торцом закреплен на крышках 19 и 20 соответственно, установленных неподвижно на держателе, а другим торцом жестко соединен с штоками 21 и 22, закрепленными на каретке 23, установленной подвижно на шариковых опорах 24 в корпусе 2.

Снаружи сильфоны закрыты стаканами

25 и 26, образуя с наружными поверхностями сильфонов замкнутые камеры

27 и 28. Последние соединены с измерительными соплами и камерами посредством каналов 29-32, соединенных со штуцером 33 подвода воздуха.

Верхнее плечо 10 щупа 3 посредством пружин 34 и 35 установлено посредине между измерительными соплами 11 и 12. Сварочная горелка 36 установлена на каретке 23.

В верхней части корпуса 2 установлен ториоз, диафрагменного типа, состоящий из диафрагмы 37 с прикреп- . ленной к ней накладкой 38 и крышки 39, с помощью которой диафрагма

37 поджимается к корпусу 2.

Работа устройства показана на фиг. 4 на примере автоматической сварки стыкового шва с разделкой кромок свариваемых деталей сварочным роботом или другим сварочным аппаратом, оснащенным данным устройством.

На схеме показаны, предполагаемые ось В Д разделки кромок деталей

8 и 9 и действительная ось В Г2, которые не совпадают вследствие неточности изгот влени деталей или иэ-эа возможных отклонений при установке детали в сварочное приспособление.

Устройство работает следующим образом.

3 .1 1

При подаче сжатого воздуха в тормоз через штуцер 40 диафрагма 37 прогибается, и накладка 38 поджи-" мается к верхней плоскости каретки . 23, в результате чего каретка и корпус окаэынаются жестко связанными между собой.

К исходной точке сварки В.г сварочная головка 36 подводится системой программного управления сварочного робота. При этом электрод находится в точке В, а сменный наконечник 7 щ.„па 3 - в точке Г в раз- . делке кромок свариваемых деталей 8 и 9. При дальнейшем движении сварочной головки от точки В4 к точке В направление электрода вдоль действительной оси разделки кромок деталей, т.е. вдоль оси шна, осуществляется предлагаег!жм устройством. При этом пока действительная ось шна совпадает с теоретической верхнее плечо 10 (заслонка) щупа 3 располагается посредине гзежду измерительными соплами 11 и 12. Через сопла 11 и 12 истекают струи равной величины, вследствие чего в измерительных камерах 15 и 16, а также в замкнутых камерах 27 и,28 устанавливаются одинаковые давления, вызывающие равные воздействия на исполнительные органы, т.е. сильфоны 17 и 18, вследствие чего каретка 23 со сварочной головкой 36 остается в нейтральном полокении, т.е. точно над осью шва.

Если действительная ось шва начинает отклоняться от теоретической оси, например,. влево, то наконечник

7 также отклоняется влево, а заслонка 10; понорачиваясь на оси 1, приближается к соплу 11, отдаляясь от сопла 12. При этом из сопла 12 истекает больше воздуха, чем из сопла 11, в результате чего в измерительной камере 15 и в замкнутой камере 27 возникает более высокое давлением, чем в измерительной камере 16 и в замкнутой камере 28. Под воздействием неравных давлений в. камерах 27 и 28 исполнительные органы (сильфоны 17 и 18) перемещают каретку 23 со сварочной головкой

36 влево, т.е. в сторону сильфона .

18, на ту же неличину, подбираемую соотношением плеч двуплечего рычага (щупа 3), на которую смещается наконечник 7 от теоретической оси шва. Таким образом электрод оказывается точно над действительной осью шва.

Когда сварочная головка подходит к концу снариваегаюх деталей и оказываЕтся в точке Â на расстоянии

30-40 мм от конца деталей, то нако, мечю4к 7 оказывается на краю деталей

030119 4

У н точке Г . В этот момент из системы программного управления сварочного робота подается команда на подачу сжатого воздуха через штуцер

40 н тормоз. При этом диафрагма 37

5 прогибается и подожмет накладку 38 к каретке 23. В результате этого каретка 23,жестко связывается с держателем сварочной головки. Дальней-. шее движения сварочной головки от

10 точки В к точке Г< осуществляется только системой программного управления сварочного робота по зара- нее намеченной программе независимо от положения наконечника 7 щупа 3.

Как только наконечник 7 доходит до конца деталей и выходит иэ разделки деталей, заслонка 10 устанавливается посредине между соплами 11 и 12 под воздействием пружин 34 и 35 °

Но это .не вызывает смещения каретки

23, так как îíà посредством тормоза жестко связана с держателем и перемещается от точки Вг к точке Г только от системы программного управления сварочного робота.

Когда сварочная УолОнка подходит к концу деталей и оказывается в точке Г2, сварка прекращается и отключается тормоз, в результате чего накладка 38 тормоза отходит от каретки 23, которая перемещается в нейтральное (среднее) положение под воздействием силовых органов (сильфонов 17. и 18) . По окончании сварки данного шва система управления сваЗз рочного робота выводит сварочную головку к исходной позиции нового шва, где опять вступает в работу предлагаемое устройство.

Если сварку данных деталей про4О изводить автоматической установкой или сварочным роботом, не оснащенньзг устройством для направления электрода по стыку, то сварочная головка с электродом движется вдоль теоретической линии В Д, т.е. шов накладывается неточно по действительной оси разделки кромок свариваемых деталей, чем ухудшается качество сварки. ,1

5О Предлагаемое устройство позволяет. автоматизировать направление сварочной головки в процессе сварки по требуемой траектории.

Экономический эффект достигается эа счет освобождения сварщика во время сварки изделия. Роль сварщика сводится к контролю установки сварочной головки н начале сварки. Затем процесс происходит автоматически.

В этом случае оператор-сварщик может одновременно обслуживать несколько установок Сварочных роботов в зави,симости от длины свариваегых швов.

1030119

1030119

Фиг.2

lo ozte

Фиа. Ю

1030119

8g )Фж4

Составитель О.Иапоыников

Редактор О.Бугир Техред А.Бабинец Корректор С. Черни

Заказ 5063/15

Тираж 1106 Подписное .„.ВНННПИ Государственного комитета СССР по делам .изобретений и открытий

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

Ю

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4