Способ наведения оси сварочной головки на стык при сварке пространственных изделий

ОП ИСАНИЕ648,36 О ИЗОБРЕТЕН ИЯ 6) Дополнительное вт, свид-в 51) М. Кл. В 23 К 9/1 21) 24297 21/25-2 22) Заявл.е ением заявкисоед сударотееиный комете ссср оо делам изобретений и открытий79.Бюллетень ковано 25,0 б Дат публикования описания 25.02 А, Тимченко, Р, И, Дьяченко, Е Н. Гудима, В, И. ЗагребельныйА, И, Бондаренко, Н, Н, Сакалордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им, Е, О. Патона АН Украинской ССР Заявите ПОСОБ НАВЕДЕНИЯ ОСИ СВАРОЧНОГОЛОВКИ НА СТЫК ПРИ СВАРКЕПРОСТРАНСТВЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ соба заклиях к сбо к Изобретение относится к оборудованитодля электродуговой сварки металлов, а более точно, к средствам совмещения электродасо стыком, и может быть использовано при сварке пространственных, например, каркасных и решетчатых изделий.Известен способ наведения оси сварочнойголовки на стык при сварке пространственных изделий, при котором совмещение головки со стыком осуществляют по программе, составленной с учетом неточности сборки 11./ Недостаток известного спо ючается в повышенных требован р е узлов.Известен способ наведения сварочной головки на стык, при котором предварительно составляют программу перемещения свароч. ной головки по стыкам и программу перемещения головки к точкам начала сварки очередного соединения 21,Согласно известному способу, запись программы осуществляется при ручном перемещении оператором сварочного инструмента при сварке первого образца.Недостаток известного способа заключается в высоких требованиях к сборке из. делич, а также зависимости точности совмещения от квалификации оператора.Целью настоящего изобретения является повышение точности наведения сварочной головки на стык при снижении требований к точности сборки изделий.Поставленная цель достигается тем, что перемегцение сварочной головки к точкам начала саарки осуществляют совместно с тактильным датчиком, закрепленным относительно головки на фиксированном расстоянии, по программе, в которую введены условные точки поиска очередного соединения по всем трем координатам. Из каждой точки поиска последовательноосуществляют непрограммируемое по величине перемещение датчика в сторону. изделия до соприкосновения с ним, после чего включают программное перемещение датчика в условную точку поиска по следующей координате. После окончания поиска точки сварки по всем трем координатам, по расчет- О ной программе, с учетом расстояния от датчика до головки переводят сварочную головку в точку начала сварки, а датчик отводят до получейия гарантированного зазора.На чертеже схематично представлено устройство - робот, реализующее предложенный способ.Положительные направления осей координат робота обозначены через Х,.У и 2. Пунктирными линиями нанесена траектория перемещения щупа датчика при непрограммируемом по величине, установочном перемещении датчика.В качестве изделия 1 представлен типо вой узел сочленения стержневых элементов пространственных каркасных изделий, образующих линию соединения 2 с начальной точкой О. На руке 3 манипулятора 4 робота закреплены на фиксированном расстоянии друг от друга сварочный инструмент 5 и датчик положения б, соединенный с приводом 7 вывода датчика в положение измерения. Количество программируемых степеней подвижности робота 4 должно быть не менее трех (по координатам Х, У и 2) и определяется технологическими требованиями для сварки данного класса изделий. Исполнительные приводы робота связаны через блок 8 формирования импульсов с устройством 9 ввода программы.Датчик 6 через вторичный преобразова тель 1 О связан с генератором импульсов 11, выход которого через блок переключений 12 связан с блоком 8 формирования импульсов. Одновременно выходной сигнал датчика 6 подается на блок 13 определения нуля, который связан с устроиством 9 ввода программы, Последнее связано каналом вспомогательных команд как с блоком переключений 12, так и с блоком 14 управления, приводом 7 вывода датчика в положение измерения.Изделие 1 устанавливают в позицию сварки. При этом могут возникнуть отклонения по любой из координат Х, У и 2. Расчетная программа, подготовленная заранее, обеспечивает перемещение руки 3 манипулятора 4 робота в исходное положение для поис ка очередного соединения 2 изделия. Это положение выбирается таким образом, чтобы обеспечить зазор по всем координатам между датчиком 6, выведенным в положение из.- мерения, и элементами изделия при любом максимальном отклонении изделий в положе нии сварки. Перед окончанием этого программируемого перемещения из устройства 9 ввода программы проходит вспомогательная команда на блок 14, и привод 7 выводит датчик б в положение измерения (точка а), а50 также проходит вспомогательная команда на блок 12, для подключения выхода датчика к блоку 8.формирования импульсов соответствующей координаты робота (в положении, изображенном на чертеже, координата 2). Датчик 6 занимает относительно сварочного ы 5 инструмента 5 фиксированное, заранее известное положение.По окончании перемещения по расчетной программе устройство 9 отключается от блока 8, Так как между датчиком 6 и изделием 1 существует зазор, то датчик выдает сигнал наибольшей величины для перемещения в направлении к изделию, Этот сигнал во вторичном преобразователе 10 усиливается и преобразуется в вид, необходимый для запуска генератора импульсов 1. Импульсы через блок 12 направляются в блок 8 формирования по координате 2, и соответствующий привод манипулятора 4 перемещает датчик 6 к изделию. При контакте датчика 6 с изделием (точка б) выходной сигнал датчика становится равным нулю. При этом генератор импульсов 11 запирается, перемещение по координате 2 прекращается и через блок 13 определения нуля проходит команда на включение устройства 9 ввода расчетной программы, В указанном положении координаты 2 точки б начальной точки 0 линии соединения 2 совпадают. Таким образом, найдено положение начальной точки 0 в направлении 2.Так как перемещение точки а в точку б выполняется без включения расчетной программы, то последняя оказывается смещенной по оси 2 на величину аб, и в дальнейшем координата 2 расчетной программы будет совпадать с координатой 2 начальной точки 0 линии соединения 2,При включении устройства 9 ввода расчетной программы, манипулятор 4 перемещает датчик 6 из точки б в точку в, положение которой обеспечивает зазор между копирным рычагом датчика 6 и свариваемыми элементами изделия 1, при любом макеимальном откЛонении изделий в положении сварки.В конце программируемого перемещения руки 3 робота с датчиком 6, из устройства 9 ввода программы проходит вспомогательная команда на блок 2 для подключения выхода датчика к блоку 8 формирования импульсов соответствующей координаты У робота. По окончании перемещения по расчетной программе устройство 9 отключается от блока 8, Так как между датчиком б и изделием 1 существует зазор, то датчик выдает сигнал наибольшей величины для перемещения в направлении к изделию. Порядок преобразования указанього сигнала аналогичен описанному, но импульсы от генератора 11 поступают в блок 8 по координате У, и соответствующий приводманипулятора 4 перемещает датчик 6 к изделию. При контакте датчика 6 с изделием (точка г) выходной сигнал датчика становится равным нулю. При этом, генератор импульсов 11 запирается, перемещение по координате - У - прекращается и через блок 13 проходит команда на включение устройства 9 ввода расчетной программы. Координаты - У - точки г и начальной точки о совпадают и, таким образом, найдено положение начальной точки О в направлении - У в . Таккак перемещение из точки в в точку г выполняется без включения расчетной программы, то последняя оказываеТся смещенной по оси - У - на величину вг и в5 дальнейшем координата - У - расчетной программы будет совпадать с координатой - У - начальной точки. О линии соединения..После этого датчик 6 по расчетной программе перемещается из точки г в точку 10 д и аналогично описанному находится положение начальной точки О в направлении - х - ,Таким образом, три координаты Х, У, Х начальной точки О определены, и по расчетной программе сварочный инструмент 5 совмещают с начальной точкой О соединения 2, при этом в расчетной программе учитывают расстояние между концом электрода и наконечником копирного рычага датчика 6 при выдаче им нулевого сигнала, Одновременно из устройства 9 проходит вспомогательная команда на блок 14 и привод 7 отводит датчик 6 из зоны. сварочного инструмента. При этом датчик 6 отключают от схемы управления. Затем включается сварка, и сварочный инструмент 5 перемещается 25 вдоль линии соединения 2 по расчетной программе.Использование предлагаемого способа автоматического наведения оси сварочного инструмента на линию соединения до начала сварки позволяет определить начальную точку сварки на каркасных изделиях, которые не могут быть точно зафиксированы в позиции сварки. Предложенный способ позволяет определить положение точки начала сварки любого типа шва изделия 1 без переналадки датчика или его копирных элементов. При этом назначают поверхности, характеризующие положение стыка, и определяют порядок подхода к ним датчика по расчетнОй программе, В результате этого, по сравнению с известными средствами; повышается 4 в качество сварки за счет точного совмещения электрода со стыком, исключается применение ручного трупа и расширяются технологические возможности сварки швов различных соединений.форлула изобретенияСпособ наведения оси сварочной головки на стык при сварке пространственных изделий, преимущественно решетчатых и кар. касных конструкций, при котором предварительно составляют программу перемещения сварочной головки по стыкам одного из аналогичных соединений и программу перемещения головки к точкам начала сварки очередного соединения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности наведения при снижении требований к точности сборки, перемещение сварочной головки к точкам начала сварки осуществля 1 от совместно с тактильным датчикОм, который предварительно закрепляют относительно головки на фиксированном расстоянии, по программе, в которую введены условные точки поиска очередного соединения по всем трем координатам, из каждой точки поиска последовательно осуществляют непрограммируемое по величинс перемещение датчика в сторону изделия до соприкосновения с ним, после чего включают программное перемещение датчика в условную точку по следующей координате, причем после окончания поиска точки сварки по всем трем координатам, по расчетной программе, с учетом расстояния от датчика до головки, переводят сварочную головку в точку начала сварки, а датчик отводят до получения гарантированного зазора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии17905, кл. 12 В 12.4, 1968.2. АЫ 1 пдег, Н., ЕКАВ Кобо 1 зуйегп 1 йг Ьадвче 1 Фцпд, ЯнеТвеп, 1976,2, 35Цг 1 кО ПИ ио 13035, М Филиал ППП(Патеит, г. Ужго ми ета СССР и открыл ии кая иаб., л. 4/5 од, ул. Проектная,