Патент ссср 152714

 

М. Д. Литвинчук, П. И, Власенко, О. К. Назаренко, В. А. Тимченко и А. Н. Просвиров

УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ

ТРУБОК С ТРУБНЫМИ ДОСКАМИ

В последнее время появилась необходимость изготовлять трубные решетки из материалов, сваривать которые можно только электронно-лучевым способом.

Современные электронно-лучевые сварочные пушки представляют собой сложные и громоздкие конструкции, устанавливаемые неподвижно и позволяющие производить только настроечную корректировку положения фокального пятна в плоскости сварки (механическим или электромагнитным способом) . Системы, позволяющие осуществлять перемещение фокального пятна в плоскости сва рки по заданной траектории со сварочной скоростью, находятся в стадии поисковых разработок. Поэтому в настоящее время наиболее удобным является такой способ электронно-лучевой сварки трубных решеток, при котором сварочное движение сообщается свариваемому изделию, а система корректировки положения фокального пятна используется для изменения радиуса кольцевого шва.

Предлагаемая установка для электроннолучевой сварки трубок с трубными досками, подобно известным установкам того же назначения, содержит электронно-лучевую сварочную пушку с магнитной отклоняющей системой, вращающийся стол для закрепления и вращения изделия в процессе сварки и схему автоматического управления последовательностью срабатывания отдельных механизмов.

Сущность изобретения заключается в том, что стол снабжен двумя ходовыми винтами с приводом для перемещения изделия в двух взаимно перпендикулярных направлениях при переходе на сварку очередной трубки, а схема управления содержит программное устроиство с релейными элементами для автоматического управления по программе, записанной на перфорированной ленте или другом программоносителе.

Такая установка позволяет автоматизировать процесс сварки.

На фиг. 1 и 2 изображены соответственно конструктивная схема предлагаемой установки и ее разрез по А-А; на фиг. 3 приведена кинематическая схема установки; на фиг. 4— принципиальная схема автоматического управления установкой по программе (где обозначено: Вх — возврат нижнего суппорта х, Ву — возврат верхнего суппорта у); на фиг. 5 показаны элементы трубных решеток и расположение координатных осей.

Цеитросместитель помещен в вакуумную камеру 1, представляющую собой цилиндр с вертикальной осью, с разъемом в вертикаль.ной плоскости и коническим патрубком в верхнем дне для установки сварочной пуш!

А 152714 ки 2, с системой электромагнитной корректировки положения фокального пятна 8.

Трубную решетку собирают в сборочносварочном кондукторе 4, который устанавливается в каретке верхнего суппорта 5 и базируется,на нем цилиндрическим пояском и фиксатором 6. Основание верхнего суппорта является одновременно кареткой нижнего суппорта 7. Основание 8 нижнего суппорта крепится к вращаюшемуся столу 9, который, в свою очередь, закреплен на фланце полого шпинделя 10, вращающегося в подшипниках кронштейна 11. Кронштейн 11 крепится к крышке камеры 12, установленной HB тележке 18 так, что при откатывании тележки, открывается свободный доступ к центросмесителю для установки и снятия кондуктора 4 с изделием. Фиксаторы крышки камеры (на фиг. 1,не показаны) обеспечивают постоянное положен,е оси вращения стола относительно камеры 1.

Привод вращения стола установлен на тележке 18 и представляет собой одноступенчатый червячный редуктор 14 (см. фиг. 3) с постоянно врашаюшимся при работе установки двигателем 15 постоянного тока с бесступенчатым регулированием числа оборотов для настройки скорости сварки, электромагнитной муфтой 16, соединяющей редуктор 14 с выходным валом, и фиксаторным диском 17 с одним пазом и фиксатором 18. Фиксаторный диск 17 неподвижно закреплен HB валу, который связан со шпинделем стола через шестерни 19 (фиг, 1) с передаточным отношением числа оборотов 1: 1. Поэтому фиксатор 18 обеспечивает остановку стола всегда в одном угловом положении. В привод стола 9 встроен также управляющий диск 20, делающий один оборот за цикл сварки одной трубки (в данном случае за 3 оборота стола). На управляющем диске 20 установлены два регулируемых кулачка, которые нажимают на соответствующие микропереключатели 21, подавая команды: «включить малую скорость» (посл 1,2 оборота стола) и «отпустить фиксатор» (после 2.5 оборотов стола).

Включение мглой скорости (в 10 раз меньше наибольшей рабочей) осуществляется переключениями в схеме управления приводным двигателем 15 и необходимо для смягчения удара при жесткой фиксации выходного вала и, следовательно, стола.

После фиксации стола 9 от микропереключателя 22, связанного с фиксатором 18, поступает сигнал «стол зафиксирован». Суппорты центросмесителя перемешаются при помоши винтов с ходовыми гайками.

Передачи вращения на винты осуществляются через снепные муфты 28, 24 (см. фиг. 2), соединяющие винты с соответствующими приводами перемещения суппортов по осям Х и

У, установленными вне камерь . Эти приводы идентичны и каждь и из них представляет собой червячно-зубчатый редуктор 25 с постоянно вращающимся при работе установки асинхронным двигателем 26, электромагнитной муфтой 27, соединяюшей редуктор с выходным,валом и фиксаторным диском 28, имеющим один фиксатор 29. Выходной вал редуктора связан со сцепной муфтой 24 и винтом соответствующего суппорта центросмесителя через узел настройки шага, представля оший собой однопарную гитару 80 с переме: ным межцентровым рас сгоянием. Такая гитара позволяет при сравнительно небольшом количестве сменных шестерен настраивать суппорт практически на любую величину перемещений за один оборот выходного вала редуктора с точностью не менее 0,002 мл. Выбор сменной пары производится по заранее составленной таблице. Все передачи кинематической цепи от фиксаторного диска до каретки суппорта имеют устройства для выбора люфтов. Для тонкого ручного перемещения суппортов центросмесителя служит маховик

81 и связанная с ним червячная пара. При этом рукоятка 82 переключения муфт 88, 84 переводится из крайнего правого (фиг. 3) положения, в котором сцепная муфта 24 с единена с механическим приводом, в крайнее левое, в котором сцепная муфта, соединяется с червячной шестерней ручного привода.

Когда рукоятка 82 находится в среднем положении, сцепная муфта не связана ни с механическим, ни с ручным приводом от маховика 81 и ее можно вращать вручную через квадратный хвостовик 85, что позволяет осуществлять быстрое перемешение суппорта.

Конструкция муфт 88 и 84, соединявших сцепную муфту 24 с ручным и механиче ким приводом, исключает проскальзывание при включенном состоянии и позволяет производить включение при любом относительном поло>кении подвижной и неподвижной половин.

Операция автоматического перемещения любого из суппортов на один шаг происходит следуюшим образом (фиг. 3 и 4). Вначале на привод 86 включения сцепной муфты 24 подается команда «включение муфты». После включения муфты в блок управления приводсм и сцепной муфтой поступает сигнал

«муфта включена», что вызывает подачу команды «включение привода». По этой команде на некоторое время выдвигается фиксатор 29 выходного вала привода и включается электромагнитная муфта 27.

Фиксатор 29 после выполнения одного шага (оборота) западает в паз фиксаторного диска 28, после чего микропереключатель 87 фиксатора посылает в блок управления дан№ 15271- .: ным приводом сигнал «вал привода зафиксирован». Электромагнитная муфта привода включается. После этого может быть выполнен следующий шаг, и так далее. Если перемещение состоит из одного шага, то после получения первого сигнала «вал привода зафиксирован» подается команда на выключение сцепной муфты 24. После выключения муфты 24 в блок управления микропереключатель >7 подает сигнал «муфта выключена».

Вращение стола возмо>кно только при выключенных сцепных муфтах 23 и 24, а перемещение по оси у — только при одном и том же положении каретки суппорта х, так как при смещении этой каретки неподвижная полумуфта привода у смешается из того поло>кения, где она может быть соединена с подвижной полумуфтой (фиг. 3).

Управление центросмесителем может осуществляться вручную (по лимбам), либо от приводов.

Система управления установкой (фиг. 4) позволяет производить все операции совмещения очередной трубки с позицией сварки и собственно сварку автоматически либо разобщенно при нажатии соотв тсгвующих кнопок, каждая из которых включает только одну операцию (например, шаг по оси У в положительном направлении; сварка и т. д.) . .При автоматической работе установки программа ее работы наносится на перфокарту.

В качестве программоносителя используются стандартные восьмидесятиколонные перфокарты. Для каждой команды отводится один ряд вдоль перфокарты, а программа для приварки одной труоки занимает один поперсчный ряд (одну колонку). Составление программы производится по чертежу изделия.

Перфорирование осуществляется при помощи перфоратора П80-6 с измененной электросхемой. В качестве программоносителя может быть использована также перфолента или штеккерная панель.

При составлении программы координатные оси располагают, например, как указано на фиг. 5.

В связи с обычным «шахматным» располо>кением трубок в трубных решетках в установке предусмотрены следующие команды для перемещений вдоль оси Х. 1-2х; — 2х;

+х и — х. Для оси У предусмотрены команды +у и — у. Порядок ооварки трубок в решетках указан на фиг. 5.

При переходе к обварке следующего ряда трубок вначале необходимо возвратиться в исходную точку по оси Х. Для этого предусмотрена команда Вх — возврат каретки нижнего суппорта (по оси Х). Схема возврата выполнена на двух реле счета импульсов и обеспечивает выполнение такого количества шагов ХО, какое было сделано, чтобы вывести карегку х из исходного положения в данное, причем движение происходит всегда в обратную сторону.

Для возвращения центросмесителя в начальное положение (с которого начинается операция) предусмотрена команда Ву возврат каретки верхнего суппорта (по оси

У). Эта команда выполняется после обварки последней трубки (т. е. один раз для одного изделия) и после ее выполнения установка прекращает работу. Схема возврата выполнена на одном реле счета импульсов, причем число шагов возврата равно числу рядов по оси У и устанавливается по шкале на пульте управления при наладке установки на данное издел ие.

Кроме перечисленных выше команд, в программе предусмотрены команды «сварка» и

«шаг». Последняя является командой на считывание следующей колонки.

Команды считываются в следующей последовательности:

11Вх; 2) Ву; 3)+у и — у; 4)+х; — x;

+2х; — 2х; 5) «Сварка»; 6) «Шаг».

В программе на обварку одной трубки (в одной колонке) может быть только по одной команде (по одному отверстию) либо +у, либо — у, аналогично либо +х, либо — x, либо -+2x, либо — 2х.

В случае отсутствия какой-нибудь команды происходит считывание следующей команды. Наличие команд и порядок их считывания определяются блоком последовательности с .итывания.

Работает установка следующим образом.

После загрузки кондуктора 4 с собранной в нем трубной решеткой, герметизации и откачки воздуха по лимбам вручную выставляют первое по программе отверстие с помощью суппортов центросмесителя так, чтобы траектория фокального пятна 8 по поверхности изделия при вращении стола 9 совпадала с местом сварки. Одновременно производится установка радиуса кольцевого шва при помощи электромагнитной системы корректировки пушки 2. Эти операции выполняются только для первого изделия данной партии. После этого установку переключают на автоматическую работу по:программе.

В программе на обварку трубки № 1 (фиг. 5) имеются только команды «сварка» и «шаг», в программе на обварку труоок ¹¹

2, 3, 4, 5 имеются команды +2x, «сварка» и

«шаг», программа на обварку трубки № 6 состоит из команд Вл, +у, — х, «сварка» и

«шаг», программа на обварку трубки ¹ 7 состоит из команд Вх, +х, «сварка» и «шаг» и т. д. № 152714

7/ ///И/

«Уа Х

Фаг /

Во всех случаях вначале происходит возврат по оси Х, затем перемещение по оси У (если в программе имеются соответствующие команды), после этого производится шаг или два шага по оси Х.

После окончания этих перемещений начинает вращаться стол 9 и пушку включают на сварку путем уменьшения ее запирающего потенциала. После окончания вращения стола производится перемещение перфокарты нл один шаг. Так как считываемые команды немедленно исполняются, то последовательность операций определяется блоком последовательности считывания. Считывание следующей команды начинается после получения сигнала «конец операции» от соответствующих блоков управления.

Настоящее изобретение разработано в Институте электросварки им, Е. О. Патона Академии наук УССР, Предмет изобретения

Установка для электронно-лучевой сварки трубок с трубными досками, содержащая электронно-лучевую сварочную пушку с магнитной отклоняющей системой, вращающийся стол для закрепления и вращения изделия в процессе сварки и схему автоматического управления последовательностью срабатывания отдельных механизмов, о т л и ч а ющ а я ся тем, что, с целью автоматизации процесса сварки, стол снабжен двумя ходовыми винтами с приводом для перемещения изделия в двух взаимно перпендикулярных направлениях при переходе на сварку очередной трубки, а схема управления содержит программное устройство с релейными элементами для автоматического управления по программе, записанной на перфорированной ленте или другом программоносителе. № 152714 ии Одшаи гтил! гиг, 4

+У

0) +У

Фиг.5

Подп. к печ. 30/X — б3 г. Формат бум. 60 >< 90 /в Объем 0,71 изд. л.

Заказ 2778/2 Тираж 1375 Цена 4 коп.

LIHHHIlH Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Д. Мертц

Редактор С. Л. Богатырева Техред А. А. Кудрявицкая Корректор Т. В. Муллииа