Роботизированный модуль для контактной точечной сварки



Роботизированный модуль для контактной точечной сварки
Роботизированный модуль для контактной точечной сварки
Роботизированный модуль для контактной точечной сварки
Роботизированный модуль для контактной точечной сварки
Роботизированный модуль для контактной точечной сварки

 


Владельцы патента RU 2542187:

Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" (ОАО "НЗХК") (RU)

Изобретение относится к роботизированному модулю для контактной точечной сварки дистанционирующих решеток. Модуль содержит сварочную машину, промышленный робот с установленными на его руке сварочными клещами с электродами, систему управления, стол с размещенным на нем устройством для установки свариваемых деталей. Сварочные клещи имеют два поршня, разделенные перегородкой и расположенные в пневмоцилиндре, размещенном в корпусе клещей с возможностью осевого перемещения по шариковым направляющим. Один из электрододержателей клещей жестко соединен с пневмоцилиндром, а другой - с одним из поршней пневмоцилиндра. Другой поршень пневмоцилиндра расположен со стороны руки робота и жестко соединен с ней и корпусом клещей. Клещи имеют две пневмокамеры, одна из которых расположена между поршнями пневмоцилиндра и оснащена впускным клапаном для обеспечения давления, необходимого для создания усилия на электродах, а другая пневмокамера размещена между поршнем пневмоцилиндра и перегородкой, разделяющей поршни, и оснащена клапаном для сброса давления воздуха при сжатии электродов, связанным с системой управления. Стол выполнен в виде единой базы с расположенными на ней соосно держателями дистанционирующих решеток, оснащенными фиксирующими элементами, и ячейкой для сварки технологического образца, а дистанционирующие решетки свариваемого каркаса снабжены электропроводными вставками цилиндрической формы, диаметр которых превышает описанный диаметр ячейки. 5 ил.

 

Изобретение относится к атомной энергетике и может найти применение на предприятиях, изготавливающих тепловыделяющие сборки (ТВС) для энергетических ядерных реакторов.

Для уменьшения неравномерности линейной нагрузки по длине ТВС и снижения нагрузки на тепловыделяющие элементы (твэлы) конструкция ряда ТВС имеет жесткий каркас, выполненный, в одних случаях, посредством сварного соединения дистанционирующих решеток с опорными уголками, размещенными вдоль всей ТВС (см. патент РФ №2093906, Кл. G21C 3/30, 3/06, 1997 г., опубликован 12.04.1995 г.), а в других случаях - посредством жесткого соединения дистанционирующих решеток с каналами направляющими точечной сваркой (см. патент РФ №2209475, Кл. G21C 3/32, 2003 г., опубликован 27.07.2003 г.), где жесткое соединение дистанционирующих решеток между собой и с несущей решеткой осуществлено контактной точечной сваркой стенок шести ячеек, примыкающих к каждому каналу направляющему с обоих концов ячеек, при этом места контактной точечной сварки стенок ячеек подготовлены к сварке, не содержат вогнутостей, выпуклости поверхностей стенок ячеек, примыкающих к каждому каналу направляющему, и смещены от пуклевок к концам ячеек на расстояние, исключающее повреждение пуклевок при контактной точечной сварке.

Известно использование роботизированного модуля сварки при сварке узлов ТВС, когда для корректировки позиционирования электродов их перемещают параллельно свариваемой плоской поверхности, дважды касаются электродом свариваемой цилиндрической поверхности ячейки, после чего рассчитывают траекторию движения электродов, проходящую через середину отрезка между точками касания электродом цилиндрической поверхности и перпендикулярно плоскости обода (см. патент РФ №2196668 от 15.05.2001 г., опубликован 10.02.2003 г., МКИ 7 B23K 11/10, B25J 9/18). Свариваемые детали жестко фиксируют в устройстве для установки свариваемых деталей, после перемещения клещей с электродами на позицию сварки робот останавливается и фиксируется системой торможения, при этом использование роботизированного модуля сварки согласно данному техническому решению имеет ряд недостатков: на усилие сжатия электродов оказывают влияние различная толщина стенок ячеек дистанционирующих решеток, неточность их изготовления и расположения в поле. Если усилия сжатия недостаточно, то при охлаждении в ядре сварной точки возможны усадочные раковины, а иногда и трещины. Нормально сваренная точка имеет плотное ядро (см. Н.С. Кабанов. Сварка на контактных машинах. М.: «Высшая школа», 1973 г. стр.58).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому предложению является роботизированный модуль для контактной точечной сварки, содержащий сварочную машину, промышленный робот с установленными на руке сварочными клещами с электродами, систему управления, стол с размещенным на нем устройством закрепления свариваемых деталей, охватывающим периметр деталей (см. патент РФ №2138376, 13.05.98 г., опубликован 27.09.99 г., МКИ 6 B23K 11/10, B23K 101:02, B25J 9/08) - прототип, недостатками которого являются узкие технологические возможности, а именно невозможность использования при сварке каркаса ТВС конструкция сварочных клещей допускает вхождение клещей в ячейки дистанционирующих решеток при ощупывании торца решетки, что ведет к неверному расчету позиции проставления сварных точек, а отключение привода робота в момент сварки может привести к повреждению свариваемых деталей из-за высокой инерции узлов робота.

Технической задачей изобретения является расширение технологических возможностей роботизированного модуля для контактной точечной сварки с одновременным повышением качества сварных соединений за счет стабилизации усилия сжатия при сварке, уменьшения вероятности возникновения жесткого контакта робот-свариваемые детали и вызванных этим технологических деформаций, исключения нагрузок на узлы привода робота в момент сварки.

Эта техническая задача решается тем, что в роботизированном модуле для контактной точечной сварки, содержащем сварочную машину, промышленный робот с установленными на его руке сварочными клещами с электродами, систему управления, стол с размещенным на нем устройством для установки свариваемых деталей согласно изобретению сварочные клещи снабжены двумя поршнями, разделенными перегородкой и расположенными в пневмоцилиндре, размещенном в корпусе клещей с возможностью осевого перемещения по шариковым направляющим, при этом один из электрододержателей сварочных клещей жестко соединен с пневмоцилиндром, а другой - с одним из поршней пневмоцилиндра, другой поршень пневмоцилиндра расположен со стороны руки промышленного робота и жестко соединен с ней и корпусом сварочных клещей, также сварочные клещи снабжены двумя пневмокамерами, одна из которых расположена между поршнями пневмоцилиндра и оснащена впускным клапаном для обеспечения давления, необходимого для создания усилия на электродах, а другая пневмокамера размещена между поршнем пневмоцилиндра, расположенным со стороны руки промышленного робота, и перегородкой, разделяющей поршни, и оснащена клапаном для сброса давления воздуха при сжатии электродов, связанным с системой управления, стол с размещенным на нем устройством для установки свариваемых деталей выполнен в виде единой базы с расположенными на ней соосно держателями дистанционирующих решеток, оснащенными фиксирующими элементами, и ячейкой для сварки технологического образца, а дистанционирующие решетки свариваемого каркаса снабжены электропроводными вставками цилиндрической формы, диаметр которых превышает описанный диаметр ячейки.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

фиг.1 - каркас ТВС с дистанционирующими решетками, приваренными к каналам направляющим, общий вид;

фиг.2 - расположение сварных точек между дистанционирующими решетками и каналами направляющими (разрез по ряду);

фиг.3 - размещение электродов в ячейках дистанционирующих решеток;

фиг.4 - размещение электропроводных площадок перед ощупыванием;

фиг.5 - сварочные клещи.

Роботизированный модуль для контактной точечной сварки содержит сварочную машину 1, промышленный робот 2 с установленными на его руке 3 сварочными клещами 4 с электродами 5, систему управления 6, стол 7 с размещенным на нем устройством для установки свариваемых деталей в виде держателей 8, 9 дистанционирующих решеток 10, держатели 8, 9 расположены соосно на единой базе 11 с обоймой 12 ячеек для сварки технологического образца 13, сварочные клещи 4 оснащены двумя поршнями 14, 15, разделенными перегородкой 16 и расположенными с возможностью осевого перемещения в одном пневмоцилиндре 17, размещенном в корпусе 18 сварочных клещей 4 с возможностью осевого перемещения по шариковым направляющим 19, при этом один из электрододержателей 20 сварочных клещей 4 жестко соединен с пневмоциллиндром 17, а другой - с поршнем 14, поршень 15 пневмоцилиндра расположен со стороны руки 3 робота 2 и жестко с ним соединен, пневмокамера 21 между поршнями 14, 15 оснащена впускным клапаном 22 для обеспечения давления, необходимого для создания усилия на электродах 5, а другая пневмокамера 23 размещена между поршнем 15 пневмоцилиндра, расположенным со стороны руки промышленного робота и жестко соединенным с рукой робота и корпусом 18 сварочных клещей, и перегородкой 16, разделяющей поршни 14, 15, и оснащена клапаном 24 для сброса давления воздуха при сжатии электродов 5, связанным с системой управления 6, на дистанционирующих решетках 10 каркаса 25 с каналами 26 размещены электропроводные вставки 27 цилиндрической формы, диаметр 28 которых превышает описанный диаметр 29 ячейки 30.

Роботизированный модуль для контактной точечной сварки работает следующим образом.

Комплект дистанционирующих решеток 10 с шестью каналами 26 внутреннего ряда располагают на заданных расстояниях друг от друга, закрепляют на держателях 8, 9 стола 7 и выполняют в обойме 12 технологический образец 13, на дистанционирующих решетках 10 каркаса 25 размещают электропроводные вставки 27, диаметр 28 которых превышает описанный диаметр 29 ячейки 30.

Промышленный робот 2 с установленными на руке 3 сварочными клещами 4 проводит «ощупывание по электрическому контакту» торцами электродов 5 сварочных клещей 4, после уточнения координат расположения дистанционирующих решеток 10 вдоль оси каркаса 25 робот 2 выводит сварочные клещи 4 на позицию сварки, при этом электроды 5 входят внутрь прилегающих к каналу 26 ячеек дистанционирующих решеток 10, а канал 26 располагается между электродами 5.

После вывода электродов 5 на позицию сварки в пневмокамеру 21 подается воздух под заданным давлением, одновременно в пневмокамере 23 по команде, поступающей через систему управления 6, открывается клапан 24 для сброса давления воздуха и освобождения от осевой нагрузки руки 3 робота 2.

После окончания программы сварки внутреннего ряда каналов 26 с дистанционирующими решетками обоймы 12 электропроводные вставки извлекаются из дистанционирующих решеток 10, производится сборка наружного ряда каналов 26 в каркас 25 и их сварка, при этом «ощупывание по электрическому контакту» не проводится. После завершения сварки каналов 26 наружного ряда с решетками обоймы 12 держатели 8, 9 размыкают, а каркас 25 перемещают на следующую технологическую операцию.

Роботизированный модуль сварки успешно эксплуатируется при изготовлении ТВС с жестким каркасом, что позволяет повысить качество сварных соединений за счет стабилизации усилия сжатия при сварке, уменьшить вероятности возникновения жесткого контакта робот - свариваемые детали и вызванных этим технологических деформаций, исключить нагрузки на узлы привода робота в момент сварки.

Роботизированный модуль для контактной точечной сварки дистанционирующих решеток, содержащий сварочную машину, промышленный робот с установленными на его руке сварочными клещами с электродами, систему управления, стол с размещенным на нем устройством для установки свариваемых деталей, отличающийся тем, что он снабжен электропроводными вставками цилиндрической формы, выполненными с возможностью установки в дистанционирующих решетках свариваемого каркаса, а сварочные клещи снабжены пневмоцилиндром, размещенным в корпусе клещей с возможностью осевого перемещения по шариковым направляющим и жестко соединенным с одним из электрододержателей сварочных клещей, при этом пневмоцилиндр выполнен с двумя разделенными перегородкой пневмокамерами с установленными в них поршнями, один из которых расположен со стороны руки промышленного робота и жестко связан с ней и с корпусом сварочных клещей, а другой поршень жестко соединен с другим электрододержателем сварочных клещей, причем пневмокамера с размещенным в ней поршнем со стороны руки промышленного робота оснащена клапаном для сброса давления воздуха при сжатии электродов, связанным с системой управления, а другая пневмокамера оснащена впускным клапаном для обеспечения давления, необходимого для создания усилия сжатия на электродах, при этом стол выполнен с единой базовой поверхностью, на которой размещено устройство для установки свариваемых деталей, выполненное в виде соосно расположенных держателей дистанционирующих решеток, оснащенных фиксирующими элементами.



 

Похожие патенты:

Подвесные сварочные клещи для контактной сварки содержат опорный элемент (16), соединенный с опорным и/или поворотным средством сварочных клещей (10; 10а; 10b), неподвижный держатель (36) электрода, поддерживаемый средством (42) с кронштейном, и держатель (50) электрода, перемещающийся относительно первого держателя (36).

Изобретение относится к стержню (1) держателя электрода для контактной сварки, выполненному из металла, имеющего высокую электропроводность. .

Изобретение относится к зажимному устройству для установки в исходное положение контактирующих деталей и может быть применено, в частности, в сварочных клещах и системах дискового торможения.

Изобретение относится к зажимному инструменту и может найти применение в различных отраслях машиностроения. .

Изобретение относится к области сварки и может найти применение при изготовлении консервных банок. .

Изобретение относится к сварке, а именно к оборудованию для контактной сварки. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к электрододержателям для контактной точечной сварки, и может найти применение при производстве сварных конструкций ответственного назначения.

Изобретение относится к сварке, а именно к оборудованию для контактных точечных машин. .

Подвесные сварочные клещи для контактной сварки содержат опорный элемент (16), соединенный с опорным и/или поворотным средством сварочных клещей (10; 10а; 10b), неподвижный держатель (36) электрода, поддерживаемый средством (42) с кронштейном, и держатель (50) электрода, перемещающийся относительно первого держателя (36).

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при ремонте сварных швов, литья, проката, а также найти применение в ракетно-космической, авиационной промышленности и в других отраслях, где требуется сварочный ремонт тонкостенных конструкций.

Изобретение касается способа и устройства определения временной зависимости напряжения (ue(t)) на электродах (3) клещей во время процесса точечной сварки как индикатора качества сварки, причем электроды (3) закреплены в перемещающихся друг к другу рычагах клещей (2), блок (9) измерения соединен с проходящими вдоль рычагов клещей (2) измерительными линиями (6), а компенсационная катушка (7) соединена с блоком (10) для измерения напряжения (uk(t)) компенсации погрешностей измерения в измерительных линиях.

Изобретение относится к способу и устройству установления баланса давления на электрододержателях сварочного устройства и может быть использовано в клепальных устройствах, ультразвуковых сварочных устройствах и в манипуляторах, выполненных в виде клещей.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к автомобилестроению, и может быть использовано при сварке элементов кузовов автомобилей (толщина свариваемого металла до 4 мм) и другой аналогичной продукции сварочными клещами, установленными на сварочных роботах, а также при сварке стационарными и ручными клещами.

Изобретение относится к авиационной, ракетно-космической, судостроительной и другим отраслям промышленности, в частности к устройствам для контактной сварки многослойных панелей с гофрированным заполнителем.

Изобретение относится к машиностроению и позволяет повысить качество сварного соединения путем уменьшения значения тока шунтирования и увеличения проплавления нижней детали.

Изобретение относится к контролю качества контактно-сварочных соединений, а более конкретно к разрушающим методам контроля, и может найти применение в атомной энергетике на предприятиях изготовления тепловыделяющих сборок (ТВС) для ядерных реакторов, в частности для разрушающего контроля контактно-сварочных соединений ячеек дистанционирующих решеток ТВС.

Изобретение относится к способу электроконтактной сварки металлических листов с неэлектропроводным покрытием. Изобретение может быть использовано в строительстве для изготовления кровельных материалов, в автомобилестроении при производстве кузовных деталей, в авиастроении и ракетной техники при изготовлении деталей внутренней и внешней обшивки летательных аппаратов и т.п. Металлические листы сдавливают электродами и пропускают предварительный импульс тока между ними. Для сварки упомянутых листов используют электроды с рабочей частью, выполненной в виде конуса с углом при вершине от 100º до 140º. Посредством упомянутой рабочей части обеспечивают проникновение электрода до поверхности металлического листа и электрический контакт между электродами и металлическими листами. После пропускания предварительного импульса тока увеличивают сдавливающее усилие и пропускают основной импульс тока. Изобретение позволяет получить качественные сварные соединения методом контактной точечной сварки металлических листов с односторонним неэлектропроводным покрытием. 2 ил., 1 табл.
Наверх