Станок для обработки кромок под сварку

тсОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистицеских Республик(46) Дата опубликования описания 30.09.77(51) М. Кл,В 23 С 3/12 Государственный комитет Совета ееинистров СССР ио делам иоооретоний и открытий(72) Автор изобретения ИностранецРоберт Стивен Клина(США) Иностранная фирмаАлюминум Компани оф Америка(США)(54) СТАНОК ДЛЯ ОБРАБОТКИ КРОМОК ПОД СВАРКУ Изобретение может быть использовано в станкостроении для подготовки хромок хриволинейных или сферических листов к сварке.Известны устройства для обработки кромок под сварку, включающие установленную на основании с возможностью перемещения по направляющим харетху, несущую инструмент, и приспособление для закрепления иэделия Ц . 10Однако эти устройства не позволяют сдостаточной точностью обработать кромкикриволинейных и сферических поверхностей. С целью повышения точности и эффектив 15 но"ти обработки в предлагаемом станке для обработки кромок под сварку направляющие выполнены криволинейными и снабжены копиром, а харетка снабжена датчихом, предназначенным для корректировки положения 20 инструмента в пространстве, один из которых связан с копиром, другой - с поверхностью иэделия.Направляющие могут быть выполнены круговы ми, 25 Каретка снабжена дополнительным датьчиком, связанным с поверхностью изделиядля обработки Х - образных кромок.На фиг. 1 представлен, описываемыйстанок, общий вид; на фиг. 2 - каретка имеханизм перемещения; на фиг, 3 - разрез)А-А фиг, 1; на фиг. 4 - разрез Б-Бфиг. 1; на фиг. 5 - разрез В-В фиг, 1; нафиг, 6 - разрез Г Г фиг, 1; на фиг. 7 - рвэрез Д-Д фиг, 3; на фиг. 8 - разрез Е Ефиг, 7; на фиг. 9 разрез Ж Ж фиг. 7; иафиг. 10 - вариант выполнения танка. ГОписываемый станок содержит направляющие в виде рельс 1 и 2. Рельсы выполне ны криволинейными, в данном примере, кру говыми. На рельсах установлена каретка 3 с режущим инстрултентом, например фреэой 4.Каретка может перемешатьси под дейст вием силы тяги, развиваемой цепным транспортером 5, причем транспортер приводит ся в движение электродвигателем с переломен ной скоростью вращения (не показан ,) ко торый регулирует скорость подачи кареткет, и электродвигателем я. постоянной скоростью79872 Риг а Составитель М, Кольбич Техред С. Бена Корректор А, Лакида Редактор И, Бродская Филиал ППП "Гатент, г. Ужгород, ул. 1 роектная, 4 Заказ 3606/50 Тираж 3.207 Г 1 одписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобГетений и открытий11 ЧОЭ 5, Москва, Ж, Раушская набд. 4/53вращения (не показан), обеспечивающим ускоренный возврат режущего узла,Приспособление для закрепления иэделиявключает элементы 6-9 и обеспечивает закрепление заготовки, в данном случае, изог.нутого в виде сферического сегмента листа 10,Гриспособление для закрепления изделий фиксируется относительно других неподвижных узлов, в частности относительно опор 1 1.1Каретка 3 с режущим инструментом включает датчик 12 для определении поверхностизаготовки, информация с которого используется для корректировки местоположения инструмента 4 относительно средней простраиственной линии в ходе перемещения.квретки3 по рельсам 1, 2,Каретка 3 имеет также датчик 13 регистрации положения копира 14, который зафик-, Осирован относительно рельсов 1 и 2, и прейназначен для дальнейшего коррекционногорегулирования геометрического места положений инструмента 4 относительно среднейпространственной линии в ходе перемещениякаретки 3 вдоль рельсов 1 и й.Датчиками 12 и 13 могут быть, например, линейные переменные дифференциальныетрансформаторы .Если рассматривать инструмент 4 какточку в пространстве, геометрическое местоподобных точек в ходе перемещения каретки3 вдоль рельсов 1 и 2 окажется дугою окружности. В данном случае при описыванииинструментом этой дуги не допускаются З 5корректировки, являющиеся реакцией нвинформацию с датчиков 12 и 13, Таким образом описанная дуга окружности определяетнекоторую плоскость, и направления корректировки положения инструмента 4, вызывае Омой информацией с датчика положения заготовки 12, оказываются пврвллельнымн этойплоскости.Если рассмотреть направление корректировки положения инструмента, обеспечивве- Имой в ответ на информацию с датчика 13положения копира, то это направление будетперпендикулярным плоскости, определяемойдугой окружности, описываемой при движенииинструмента. ОИнструмент 4 установлен на шпинйеле 15,который всегда оказывается расположеннымперпендикулярно дуге окружности, описывае.мой инструментом 4 в ходе перемещения каретки при отсутствии корректировок со стороны датчиков 12 и 13.Напрввлиацие 1 и 2 поддерживаются конструкцией 16, собранной из двутввров и име.кадей поперечины 17, на которых крепятсянаправляющие 18 для цепного трвнсперте 1 и 5 60 4Копир 14 неподвижно соединен с нап- равляюшей рельсом 2, Можно испольэовать несколько копиров ярусами в виде пакета так, чтобы имелась возможность выьора копира. Копир воздействует на датчик 13.Каретка 3 включает кожух 19, имеющий ролики, например ролик 20, которые обеспечивают возможность перемешения кожуха 19 и всего, что к нему крепится вдоль рельсов 1 и 2. В случае поломки ролика 20 предусмотренные для предотвращения завале режущего узла 11 колодки безопасности 21 опускаются на рельсы.Сила тяги, развиваемая цепным транспор. тером 5, передается на каретку при помощи рычажной передачи 22, крепящейся своими элементами к цепи и кожуху 19.На кожухе 19 закреплен суппорт 23, который является направляющей для салазок 24. Салазки 24 представля;от собой опорныйэлемент.для остальной части каретки 3. Внее входят блок 25, в котором располагаются электрические схемы, угольники 26 ирастяжки 27, обеспечивающие жесткостьвсей верхней части.В то время как перемещение салазок24 относительно суппорта 23 обеспечиваетперемещение режущего инструмента 4 вгоризонтальном напраьлении перемещение ввертикальном направлении обеспечиваетсяс одной стороны направляющим узлом 28,жестко связанным с салазками 24 и угольниками 26, и с другой стороны - суппортом29, который в свою очередь жестко связвн с электродвигателем 30.Датчики 12 и 13 (фиг. 2) имеют маховики 31 и 32, предназначенные для регулирования инструмента 4 относительно датчиков 12 н 13, Гримером датчиков могут бытьлинейные переменные дифференциальные трансформаторы. Когда эти датчики выводятся иэсвоего нулевого положения, снимаемаяснихинформация воздействует на двигатели 33 и34. Квк показано на фиг, 3, датчик 12 регистрнрует положение нижней стороны листа 10, кромка которого подвергается обработке, тогда как датчик 13 регистрируетположение копира 14.Средняя пространственная линия, описываемая рельсами 1 и 2, в рассматриваемомпримере является дугой окружности,Необработанная кромка 35 размещаетсяпараллельно линии рельсов 1 и 2, и в этомслучае инструмент 4 регулируют, используямаховики 31 и 32, для того, чтобы он располагался точно вертикально в плоскости инв требуемую глубину резайия, после чеговключают ,двигатель 30 и цепной транспортер 5, перемещающий каретку 3 вдоль рель 579872сов 1 и 2, Все вместе это ведет к получению подготовленной к сварке кромки. В зависимости от особенностей режимов резания может быть осуществлен один или йе. колько проходов инструмента прежде чем будут достигнуты конечные размеры.В атом примере обработки, когда радиус кривизны круговой средней пространственной линии равен радиусу сферы и кромка располагается вдоль большого круга, датчики 12 О и 13 могут быть отключены, хотя определен. ные преимушества могут быть достигнуты и при их включении, поскольку датчик 12 может обеспечивать компенсацию небольших отклонений листа 10 относительно копира 15 14, Это ведет к получению поверхности, точно лежащей вдоль траектории, параллельной средней круговой пространственной линии, компенсируя также, например, люфт в установке кожуха 19 на рельсе 1, Если ра диус кривизны листа 10 отличается от радиуса кривизны рельсов 1 и 2, например, в случае, когда производственное предприятие выпускает сферы различных диаметров, предлагаемый станок также может использовать- Ы ся для подготовки хромок 35, располагаю- шихся на больших кругах сфер различных диаметров. Это обеспечивается за счет использования датчиха 12, По мере перемещения каретки 3 вдоль рельсов 1 и 2 цеп ным транспортером 5 линейнъй переменный дифференциальный трансформатор в датчике 12 воздействует на двигатель ЗЗ, заставляя инструмент 4 перемешаться вдоль окружности конкретной изготавливаемой сферы. 35 Когда производятся сферы с различными диаметрами, определенные преимушества достигаются при выполнении радиуса кривизны круговой средней пространственной линии, приблизительно равной средней величи не для радиусов минимальной и максимальной сфер. Йо этой причине траектория рельсов 1 и 2 называется средней пространственной линией.Предлагаемый станок позволяет также 45 подготавливать кромки, располагающиеся в горизонтальной плоскостя, выше или ниже экваториальной линии сферы. Это обеспечивается использованием датчика 12 как было описано, и датчика 13, контактирующего 50 с поверхностью 36 копира 14.На фиг. 3 показано, что каретка наклонена по отношению к горизонтали для того, чтобы выдержать перпендикулярность инструмента 4 поверхности листа 10. Например, 55 если лист 10 является секцией глобусного сегмента, то на другой стороне листа может располагаться аналогичный станок, предназначенный для одновременной обработки противоположной кромки. За счет наклонения ка ЕО ретки относительно горизонтали величина требуемого наклона каретки для обработки противоположной кромки 35 не должна бытьнастолько значительной, как требуемая впротивном случае, если бы показанная каретка не была,наклонена, а лист 10 устанавливался так, чтобы его поверхностные облаоти, прилегающие к кромке 35, оказалисьгоризонтальными,Когда требуется обработать секции глобусного сегмента, имеющие разные размерыили радиусы кривизны, несущая конструкция37 в виде клина может быть заменена аналогичной конструкцией, но с другим углом,Замена клинообразных несущих конструкций может быть проведена только на однойстороне листа, как показано на фиг. 3.Детально конструкция и установка кожу-ха 19 представлена на фиг, 3,Помимо ролика 20 на фиг, З,изображены дополнительные ролики 38-40, преднаэначенные для установки каретки 3 в вертикальном по оТношению к направляющему уэлу направлении (вверх и вниз), тогда какролики 41 и 42 обеспечивают установку режушего узла в боковом,направлении. В случае поломки цепного транспортера5 срабатывает тормозная система 43, обеопечиваюшая безопасность работы,На фиг, 3 более подробно показано сочленение между суппортом 23 и салазками24. Червяк 44, приводимый овигателем 34предназначен для обеспечения относительного перемещения между ними в той степени,как это требует датчик 13 в ходе перемещения хопира 14, Фиксированное креплениедатчика 13 относительно салазок 24 осуществляется при помощи корпуса 45 (фиг.3)Взаимосвязь суппорта 29 и направляющих 28 показана на фиг. 3. В этом узлевыполнен червяк 46 для обеспеченияуправляемого относительного перемещениясуппорта 29 по направляющим 28 являющегося функцией электрического управляющего сигнала с датчика 12 на двигатель ЭЭ,Датчик 12 имеет пять роликов 47 (фиг.4)установленных на верхней части Т -образного штока, хоторое служит для предотвращения смешения датчика 12 при достиженииим конечной точки при полном проходе вдолькромки, Так, резкий подскок датчика 12может заставить двигатель 33 зажать инсзърумент 4 на листе 10, особенно если подготавливается Х-образный стыковой шов, Стойки 48 и 49 (фиг. 4) иллюстрируют соединимние датчика 12 с суппортом 29.Помимо роликов 39 и 40 (фиг, 4) имеются соответствукнцие ролики 50 и 51 и нвдругои стороне кожуха 19.Прорези 52 служат ддя облегчения точной установки рельса 1 при его монтажена несущем узле, например на опоре 11,На фиг. 4 также более детально показа. но положение рычажной передачи 22 междуцепью в направляющих 18 и кожухом 19.Фиг. 5 показывает, что изменение положения инструмента относительно датчика12 обеспечивается узлом 53, относительноедвижение в котором создается при помощичервяка (не изображен) вращаемым ст маховика 31 (фиг. 3),Кроме того, на фиг, 5 более детально показана взаимосвязь между суппортом 29 инаправляющими 28. 5На фиг, 6 помимо стопора безопасности21 представлены дополнительные стопоры.54, 55 и 56,На фпг. 6 показана также взаимосвязьмежду суппортом 23 и салазками 24. 20Внутри кожуха 19 (фиг, 7-9) располагаются узды тормозной системы 4 ЗВ зтусистему входят колодки 57 и 58, которыеэа счет фрикцисцсгс сцепления с рельсами1 и 2 могут останавливать каретку 3, итс 25должно быть предусмотрено, например, цаслучай поломки иди разрьва цепи 5, Тоэмозная система 43 несет парацпедсграммцьурычажный механизм, состоящий иэ звеньев59-62. На фиг. 9 видно, пс цепь 5 сседл- "0непа при помощи рычажной персдачц 22 споворотным адемецтом 63, осью вращениякоторого на кожухе 19 является ось 64,Поворотный элемент 63 соединен с царад-.дэдогрвммным,рычажным мехацизмсм пссредством штока 65 в точке 66 фцг. 7/,. Величину канация которая допускается дляповоротного здемецта 63, регулируют стопором 67.40При работе тормсзцсй системы тормозные колодки вначале цдотцс сцепдецы срельсами 1 и 2 за счет действия пружин68 и 69, работающих на сжатие. Когда требуется переместить каретку 3 вдоль 45 рельсов 1 и 2, создается натяжение в пепи 5. Это натяжение действует ца поворотллй элемент 63 и его дубликат на другой стороне кожуха 19. Точки 66 н 70 оттягивают ся друг от друга и зто ведет к сведенного тс 50 чек 71 и 72 с высвобождением кслсдск 57 и 58 из их фрикииоццогс сцепления с редь. свми 1 и 2. И этом случае каретка может перемещаться, обеспечивая, например, фреэерование инструментом 4 листа в размер 05 я одновременную его подготовку пс кромке к сварке, В случае разрыва пят, пружины 68 и 69 моментально прижимают колодки 57 и 58 к редьсам 1 и 2, осуществляя их фрикциоццое сцепление и остановку каретки 3.0 8В рассмотренном варианте исподнения ста 1 нка рельсы, 1 и 2 выполнены по дуге окружности, Изобретение также может использоваться для осуществления обработки с широким диапазоном траекторий, Например, кромка 35 может располагаться на линии пересечения плоскости с параболоидом и рельсам 1 и 2 может быть придана соответствующая параболическая, кривизна. Это не является обязательным, поскольку рельсы мсьгут быть выполнены в виде дуги окружности, а компенсация может проводиться датчиком 12.Существует дополнительная возможностьиспользования и более сложных траекторийэа счет применения надлежащим образомсформированных копирсв 14.На фиг. 10 показан вариант выподненгяпредлагаемого станка, когда он может использоваться, например, Рдя обрезания вразмер и одновременной подготовки кромоклиста, толщина которого становится большеили меньше по мере перемещения кареткивдоль кромки. Примером подобных листовявляются клинообразные листы, получаемыепри изменении зазора между валками прокатцсго стана по мере прохождении через негообрабатываемого листа. Станок согласнофцг, 10 допускает обработку при подготовкеХ -образного стыковсго шва с оставлениемцентрального участка мэжду двумя скошенными участками, располагающегося, например, точно ца половине расстояния до кромки. Это достигается при помощи дополнительного датчика 73 того же типа, что и датчик12. Их выходные напряжении складываются,давая в результате нулевую величину, такчто ца двигатель ЗЗ не подается никакогоспчела. Это ведет к установке режущегоинструмента 4 в одном и том же положениипри перемещении вверх и вниз относительнотолщины кромки, Величины выходов датчиков12 и 13 могут, кроме того, подаваться втакой црсцсрципчтобы, например, ленточный участок все время образовывался нарасстоянии дс кромки, равном трети толщицы,Формула изобретения1. Станок ддя обработки кромок под сварку,например ца криволинейных и сфери ческцх дистах, включающий установленную на основании с возможностью перемещения по направляющим каретку, несущую инструмент, и приспособленце ддя закрепления изделия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью псвышеция точности и эффективности обра ботки, направляющие выполнены криводинейными и снабжены копиром, а каретка снаб жена датчиком, предназначенным для корректировки положения инструмента в просзъ. ранстве, один из которых связан с копиром, другой - с поверхностьщ изделия. 5 2, Станокпоп. 1, о тли чаюши В- с я тем, что направляющие выполнены круговыми. 3. Станок ио пп. 1, 2 о т л и ч а вщ н й с я тем, что, с целью обработкиХ -образных кромок, каретка снабжена дополнительным датчиком, связанным с поверхностью иэделия.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе,1. Авторскою свидетельство М 248447,ил В 23 С 3/12, 1967.