Устройство для автоматической сварки криволинейных элементов

 

1. .УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ содержащее шпиндель с планшайбой, привод его вращения, радиальный суппорт с приводом его перемещения, планетарный редуктор-, . сварочную горелку с токопроводом, установленную на планшайбе, механизм подачи присадочной проволки и механизм слежения за длиной Дуги, отличающеес я тем, что,- с целью повышения производительности и качества сварки, упро-; щения конструкции и расширения технологических возможностей за.счет обеспечения возможностисварки в среде защитных газов, устройство снабжено приводной шестерней, шестерней с цилиндрическим пояском и огибающим его гибким -тементом и водилом, радиальный суппорт подпружинен и кинематически связан посредством гибкого элемента с шестерней с цилиндрическим пояском, которая установлена на шпинделе с -возможностью поворота относительно него и кинематически связана с одним из выходов планетарного редуктора, а приводная шестерня жестко закреплена на шпинделе и кинематически связана с приводом его вращения и другим выходом планетарного редуктора, а водило кинематически связано сприводом перемещения радиального суппорта, приводом планетарного редуктора и шестерней с цилиндрическим пояском. 2.Устройство по п. 1, о т л и -. чающееся тем, что,.с целью обеспечения возможности сварки в среде защитных газов,, в шпинделе выполнены каналы для подвода защитного газа и присадочной проволки, а также каналы, в которых размещен токопровод . 3.Устройство по пп. 1 и 2, о т личающееся тем, что, с целью обеспечения возможности введения коррекции при отклонении размеров стыка от заданной программы, привод перемещения радиального суппорта снабжен механизмом коррекции в виде червячной передачи с червяком и кинематически связанной 5 01 с ним скользящей муфтой 4.Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности сварки неповоротных стыков труб некруг-лого сечения, сварочная горелка установленав плоскости, перпендикулярной продольной оси шпинделя.

СОЮЗ COBETCHNX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН

„.;ЯМ,, ДЩ2Д (5Н В 23 К 37 02

ГОсудАРстВенный номитет сссР по делАм изоьРетений и отн ъп ий

1 ! 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (21) 3430024/25-27 (22) 26.04.82 (46) 15.09.83. Вюл. 9 34 (72) В.Г. Лысяков, Г.Г. Волгин и Ю.Г. Ткачев (53) 621. 791. 75 (088. 8) (56) 1. Сварочное оборудование.

Каталог-справочник лод ред. В. Н. Крюковского. ЦНТИ, "Поиск", 1972, с. 18, 19.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 749605, кл. В 23 К 37/02, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 315534, кл. В 23 К 37/02, 1969 (прототип1 .

I (54) (57) 1 ..УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ содержащее шпиндель с планшайбой, привод его вращения, радиальный суппорт с приводом его перемещения, планетарный редуктор, сварочную горел ку с токолроводом, установленную на планшайбе, механизм подачи присадоч-. ной проволки и механизм слежения эа длиной дуги, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,-с целью повышения производительности и качества сварки, упро-; щения конструкции и расширения технологических возможностей эа.счет обеспечения возможности:сварки в среде защитных газов, устройство снабжено приводной шестерней, шестерней с цилиндрическим пояском и огибающим

его гибким -;..ементом и водилом, радиальный суппорт подлружинен и кинематически связан посредством гибкого элемента с шестерней с цилиндрическим пояском, которая установле. на на шпинделе с возможностью поворота относительно него и кинематически связана с одним из выходов планетарного редуктора, а приводная шестерня жестко закреплена на шпинделе и кинематически связана с приводом его вращения и другим выходом планетарного редуктора, а водило кинематически связано с приводом перемещения радиального суппорта, приводом планетарного редуктора и шестерней с цилиндрическим пояском.

2. Устройство по и. 1, о т л и -. ч а ю щ е е с я тем, что,.с целью обеспечения возможности сварки в среде защитных газов, в шпинделе вы- 19 .

Я полнены каналы для подвода защитного газа и присадочной проволки, а так же каналы, в которых размещен токолровод. С:

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т лич ающее с я тем, что, с целью обеспечения возможности введения коррекции при отклонении размеров стыка от заданной программы, привод перемещения радиального суллорта снабжен механизмом коррекции в виде червячной передачи с червяком и кинематически связанной с ним скользящей муфтой

4. Устройство по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с .целью обеспечения воэможности свар ки неповоротных стыков труб некруг-1 лого сечения, сварочная горелка установлена.в плоскости, перпендикулярной продольной оси шпинделя.

1041252

Изобретение относится к сварочному оборудованию,в частности к устройствам UTIH BBBpêè криволинейных элементов в оболочковые конструкции при

IIpoHзводстве сборно-варных корпусов и других узлов газотурбинных д}зига.:влей.

Известно устройство для автоматической сварки фланцев с иэделиями, содержащее сварочную горелку, механизм кругового ее перемещения по пеp:IìBòpó свариваемой кромки, механизм радиального и вертикального установочного перемещения сварочной горел-, ки,. механизм подачи присадочной проволки, аппаратуры управления 111 .

Недостаток этого ycтройства состоит в том, что оно не позволяет выполнять сварку криволи-}еных швов в пла}- е

Известно устройство для вварки криволинейных элементов в оболочко.:.,:о конструкцию, содержащее по:вороти ю консоль с кар="òêîé и ползуном вертикального перемещения,на котором расположена сварочная головка, несущая сварочную горелку, и механизм пода.-ти присадочной проволки (2 .

Недостатком такого устройства является сложность, недостаточная жесткость конструкции и отсутствие для компенсации зазоров в кинематиIBcYHx парах, что значительно снижает зксiIiI а . ациан н", ю надежнос TI? ) c Tpo2c TII B

t:i?ОиэвОдитBльHocть и ка IpcтчО cварки °

Устро};-:то обладает большой ине рцией

IpIa изме-,е-IHH направ.i! Иия поворота консоли,- -".то особснной недопустимо

:,три нварке злеме:-. тов малых размеров.

Наибо.к:=-. близким к изобретению явля е Гс я ус тройстРo,для ав тома ти

}}вской сварки криволинейных з;BMBI=Ya тов. содержащее "I}:индЕЛ-" с гпаНШайбой привод Bro вра}цения, Оадиальный суп—.орт с и Оиводом еi оо Iпереме}цения, планетарный редуктор, сварочную горелку с токопрозодом, установленную на

",,}IpIHIIèéáB,- механизм подачи присадочн .;и г роволки H механизм слежения за д„}}}}нoй д s } и (3) Недостатком данного устройства яьляется невозможность производить вварку криволинейных элементов в плане, осуществлять сварку в среде защитных газов неплавящимся, электродом,Кроме того конструкция устройства сложная,так как "-оцержит много кинематических пар и не содержит устрОйств.для КОмпснсации эа -}ОрОВg что не позволяет осуществлять сварку по прОграмме ° CHа}:к7 по прОграмме нельзя осу}ществлять еще и потому, что привод радиального суппорта вращается и затрудняет электрическую коммутацию, например, шагового электродвигателя. Устройства не позволяет производить коррекцию радиуса при отклонении реального стыка от заданного„ что снижает качество сварки, а также не позволяет производить поперечные колебания сварочной горелки, что приводит к непровару шва.

Целью изобретения является повышение производительности, качества сварки, упрощение конструкции и расширение технологических возможностей за счет обеспечения сварки в среде защитных газов.

Цель достигается тем, что устройство для автоматической сварки криволинейных элементов, содержащее шпиндель с планшайбой, привод его враще}5 ния, радиальный суппорт с .приводом его перемещения, планетарный редуктор, сварочную горелку с токопроводом, установленную на планшайбе, 2О

ЗО

6О

65 механизм подачи присадочной проволки и механизм слежения эа длиной дуги, снабжено приводной шестерней, шестерней с цилиндрическим пояском и огибающим его гибким элементом и водилам, радиальный суппорт подпружинен и,кинематически связан посредством гибкого элемента с шестерней с цилиндрическим пояском, которая установлена на шпинделе с возможностью поворота относительно него и кинематически связана с одним из выходов планетарного редуктора, а приводная шестерня жестко закреплена на шпинделе и кинематически связана с приводом его вращения и с другим выхо— дом планетарного редуктора, а водило кинематически связано с приводом перемс}цения р }диального суппорта, приводом планетарного редутора и шестерней с цилиндрическим пояском.

Для обеспечения сварки в среде защитных газов в шпинделе выполнены каналы для подвода защитногo газа и присадонной проводки,а также каналы, в которых размещен токопровод..

Для обеспечения возможности введения коррекции при отклонении размеров стыка от заданной программы привод перемещения радиального oóïпорта снабжен механизмом коррекции в виде червячной передачи с червяком и кинематически связанной с ним с скользящей муфтой.

Для об}еспечения возможности сварки неповоротных тыков труб некруглого сечения сварочная горелка установлена в плоскости, перпендикулярной продольной оси шпинделя.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 — раз рез А-A. на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1 на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 1 на фиг. 5 - уст-.

Р ройство, общий вид; на фиг. 6 возможные ввариваемые элементы.

Устройство для автоматической"

У сварки криволинейных элементов содержит корпус 1, шпиндель 2 с план1041252 шайбой 3, приводную шестерню 4, шестерню 5-с цилиндрическим пояском, механизм подачи присадочной проволки б, планетарный редуктор 7, радиальный суппорт 8, сварочную горелку 9, привод вращения 10 с шаговым электродвигателем, привод перемещения радиального суппорта 11 с шаговым электродвигателем, механизм введения коррекции

12, токосъемник 13. Шпиндель 2 имеет канал для подачи защитного газа 14 .от муфты 15 и канал для подачи присадочной проволки и шины токопрово да 16. Планшайба 3 имеете -образный паз 17 для суппорта 8 и паз для штыря

19, соединенного гибким элементом 20 15 с цилиндрическим пояском 5 шестерни.

Суппорт 8 содержит кронштейн 21 с отверстием для крепления горелки 9.

Планетарный редуктор 7 содержит центральные 22 и 23 и выходные 24 и 7п

25 шестерни, водило 26, оси 27 и 28, блок сателлитов с венцами 29 и 30.

Механизм введения коррекции 12 со,стоит из электродвигателя постоянного тока с редуктором и, например, кулачка 31, взаимодействующего с пол- зуном 32,в котором расположен червяк ir.

33 со скользящей муфтой 34. Механизм слежения за длиной дуги состоит из привода 35 и вертикальной направляющей 36.

Устройств э для автоматической сварки криволинейных элементов работает сл дующим образом.

Сварочное устройство устанавливают, например, на двухкоординатный привод 37 с координатами X и У, третья координата Ъ обеспечивается механизмом слежения за длиной дуги, свариваемое изделие 38 устанавлива- 40 ется на поворотный манипулятор 39.

Устанавливается угол наклона снарочной горелки, например, при сварке угловых и нахлесточных швов, начальный радиус R,,ocb шпинделя совмещается с начальной точкой отсчета, устанавливается начальный угол оС поворота планшайбы и расстояние до свариваемого стыка по координате Z, затем включается подготовленная программа, подается защитный газ по трубйе 40, присадочная проволока по шлангу 41 и одновременно зажигается сварочная дуга. Горелка соединена с шиной токопровода про 55 водом 42 с шайбой на конце 43. Привод 10 через шестерню 4 вращает шпиндель с планшайбой 3 и сварочная горелка 9 идет по теоретическому стыку,задайному программой,при этол4 шестерня 4 вращает шестерни 24, 22, 60

23 и 25, блок сателлитов с венцами

29 и 30 и шестерню 5. Шестерня 5 при неподвижном водиле .26 вращается в ту же сторону и с той же скоростью что и шестерня 4, так как передаточ- 65 но отношение от шестерни 4 K шестер не 5 при этом равно единице.

При неподвижном водиле 26 шестерня 5 относительно шпинделя 2 не вращается и радиус R горелки остается неизменным. Как только поступает .от заданной программы команда на изменение радиуса, начинает вращаться шаговый двигатель, привода перемещения радиального суппорта 11, при этом червяк 33 вращает колесо 44, соединенное ,с водилом 26, но поскольку передаточное отношение планетарного редуктора

7 не равно единице, то шестерни 23, 25 и 5 получают дополнительное вращение, т.е. шестерня 5 поворачивается относительно шпинделя 2. При этом гибкий элемент 20, закрепленный на цилиндрическом пояске шестерни 5, скручивается или накручивается на цилиндрический поясок, а радиальный суппорт перемещается. Гибкий элемент (например лета ) всегда находистя в натяжении от пружины 45, которая одновременно ныбирает зазоры в зацеплении шестерни, т.е. шестерни работают одной стороной зуба.

При отклонении реального стыка от заданной программы датчик слежения за стыком (не показан) вырабатывает сигнал коррекции или оператор, следя визуально или по экрану дисплея, видит отклонение и подает соответстнующий сигнал коррекции на изменение радиуса сварочной горелки. В конкретном примере зто достигается взаимодействием кулачка 31 механизма коррекции 12 с ползуном 32, который дает дополнительное нращение водилу 26 за счет осевого перемещения черняка

33. Для выбора зазора и червячном зацеплении устанонлена пружина 46 с усилием, не превышающим усилие пружины 45 с учетом передаточного отношения планетарного редуктора 7. По окончании полного оборота вращение шпинделя 2 прекращается, дуга гаснет, прекращается подача газа и присадочной проволоки, горелка поднимается по координате 1 и подается команда на поворот манипулятора — изменение угла / или изменение координаты Х и У, и цикл повторяется. Устройство может работать в полярных координатах, прямоугольных и смешанных. Например, при сварке элементов 47 и 48 можно применять полярные координаты, при ,сварке элемента 49 целесообразно применять смешанные координаты. Устройство позволяет сваривать продольные, кольценые замкнутые и незамкнутые криволинейные швы.

В зависимости от конкретного назначения устройстна механизм коррекции 12 с кулачком 31 может использо- ваться для сообщения сварочной горелке 9 колебательного днижения по1041252 перек шва путем изменения радиуса

«а незначительную величину 1-2 мм, для чего частота вращения кулачка

31 должна бысть 30-60 об/мин. устройство позволяет производить сварку неповоротных стыков труб круглого и некруглого сечения, для чего сварочная горелка 9 устанавливается перпендикулярно к оси шпинделя, а механизм коррекции 12 с кулачком 31

Выполняет слежение за длиной дуги в автоматическом режиме, например от регулятора напряжения дуги.

Применение предлагаемого устройсТВВ. позволяет значительно расширить технологические возможности сварочного оборудования и сократить количество моделей его при изготовлении сборно-сварных корпусов газотурбинных двигателей. так как позволяет выполнять не только вварку криволинейных фланцев, но производить про-. дольные и кольцевые швы на обечайках, а эа счет программирования режимов повысить стабильность качества и производительность труда.

1041252

1 041!

Д fl

r

У«

Ф!

5,. 1 Г

Г! ф

К г (оо Р Tj "", тец, (. „ т Г1 i 11 ; l т о3 г(1 эу,о ц д г1 .Ч Л ;у :".орре к то —;

Редактор 4: Г 7лы::О

:«якдЗ / 0. 2/ 1 J. " (1ра>к 1 0 Q Под :Hc Нос

ВНННуН Гог7;тарстве;аного :Омы:!етз С.(;(тз по делам изобретеиий и открыт л. - О 3З ° Коскнэ . 7K- 3, Pр".ж, к-к.-R к л а/ g члла|т (! > )ат 1тт: --. "„- ()— .о gz(," j тоог ктна ! !

/ ! 1

1

f

I

) !