Устройство для копирования линии стыка

Союз Советски Социалистических Республик(22) Заявлено 16. 04. 79 (21) 2753902/25-27 с присоединением заявки МЫ В 23 К 9/10В 23 К.37/02 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Г, И. Сергацкий, О. Н. Гудима,Г.А. Линкин и Н.И. Бондаренко Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС и ОрденаЛенина и ордена Трудового Красного Знамени институтэлектросварки им, Е. О. Патона АН Украинской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОПИРОВАНИЯ ЛИНИИ СТЫКА Изобретение относится к автоматизации процессов сварки .и может быть использовано при дуговой сварке с помощью промышленного робота линий стыка пространственной конфигурации. 5Известно устройство для копирования линии стыка, содержащее концентрично охватывающий сварочную головку и жестко связанный с ней стакан, а также копирный ролик, закрепленный на 10 конце консоли, жестко связанный со стаканом.Данное устройство обеспечивает прямое копирование линии стыка 13 .Недостаток устройства - наличие 15 погрешности копирования линий стыка пространственной, конфигурации вследствие жесткой связи копирного ролика со сварочной головкой.Известно также устройство для ко пирования линии стыка, содержащее расположенный на сварочной головке датчик угловых горизонтальных перемещений копирного ролика и датчик вертикальных перемещений копирного 25 ролика, причем датчик линейных перемещений жестко связан с рычагом датчика угловых перемещений.Это устройство позволяет копировать линию стыка пространственной конфигурации эа счет измерения ее отклонения от направления движения свароч" ной головки.в двух координатах Я .Однако устройство не позволяет копировать линии стыка ломаной формы, т.е. линии, смежные участки которых резко изменяют свое направление; не обеспечивает высокой точности копирования из-за наличия интервала между осью поворота рычага. датчика горизонтальных перемещений копирного ролика и геометрической осью сварочной головки. Известно устройство для копирования линии стыка, содержащее датчик стыка, закрепленный на конце рычага, кинематически связанного с приводом вертикальных перемещений датчика сты" ка, и привод горизонтальных перемещений датчика стыка, установленный на сварочной головке.Устройство обеспечивает копирование линий стыка произвольной конфигу-. рации, так как позволяет программировать в соответствии с направлением линии стыка на каждом очередном участке положение датчика стыка. относительно сварочной Головки. Тем самым осуществляется грубое наведение датчика на стык в зависимости от его направления 3.Недостатком известного устройства является вызванная наличием дифференциала громоздкость, которая углубляется при необходимости копирования иний пространственной конфигурации, Кроме того, в случае рычажной связи ратчика стыка со сварочной головкой данное устройство не обеспечивает высокой точности копирования. Это связано с тем, что для получения высокой, точности копирования необходимо совмещение оси поворота датчика стыка в плоскости изделий с геометрической осью сварочной головки и пересечение последней с осью поворота датчика стыка в плоскости, перпендикулярной плоскости иэделия. Наличие интервала между геометрической осью сварочной головки и осью поворота датчика стыка в горизонтальной плоскости при сварке в нижнем положении приводит к появлению погрешности копирования, особенно при резком изме нении направления копируемой линии. Возникает погрешность, присущая устройству прямого копирования и связанная с параллельным переносом при коррекции положения точек копирования и сварки.Цель изобретения - повышение точности копирования и уменьшение габаритов устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено концентрично охватывающим, сварочную головку ново- ротным стаканом, шарнирно соединенным с рычагом и кинематически связанным с приводом горизонтальных перемещений датчика стыка, при этом привод вертикальных перемещений датчика стыка жестко закреплен на стакане.Жесткое закрепление привода верти- кальных перемещений датчика стыка на стакане, а также связь стакана шарнирно с рычагом и кинематически с приводом горизонтальных перемещений датчика стыка обеспечивают поворот привода вертикальных перемещений датчика стыка вместе со стаканом при ра" боте привода горизонтальных перемещений и независимо от последнего перемещенйе датчика стыка относительно сварочной головки нри работе привода вертикальных перемещений датчика стыка, Причем в горизонтальной плоскости обеспечивается совмещение оси Повороту рычага, а в вертикальной - ее пересечение с геометрической Осью сварочной головки. Устранение интервала мощу указанными осями позволяет поовысить точность копирования, особенно в случае копирования лома" ных линий стыка.На фиг. 1 показано устройство для копирования линии стыка, общий вид; на фиг. 2 - блок-схема управления устройством. Устройство содержит сварочнуюголовку 1, концентрично охватывающий ее стакан 2, привод 3 горизонтальных перемещений, установленныйна сварочной головке 1 и кинематийески через редуктор 4 связанный со 5 стаканом 2. Датчик 5 стыка закрепленна конце рычага б, кинематически через редуктор 7 связанный с приводом 8вертикальных перемещений. Последнийустановлен на стакане 2, шарнирно со-единенном с рычагом б. Стакан 2 ус-.тановлен с возможностью вращения вокруг оси сварочной головки 1.Схема управления устройством длякопирования линии стыка, например в 15 плоскости, перпендикулярной плоскости свариваемого изделия, содержитпреобразователь 9, вход которого подключен к датчику 5 стыка, а выход -к первым входам первого 10 и второ го 11 сумматоров, привод 8 вертикальных перемещений датчика 5 стыка, кинематически связанный с рычагом би подключенный к выходу второго сумматора 11, второй вход которого соединен с блоком 12 программного управления, блок 13 запаздывания, вход которого подключен к выходу первогосумматора 10, а выход - к приводу 14коррекции положения сварочной головки 1.Устройство для копирования линиистыка работает следующим образом.В исходном положении датчик 5стыка находится в начале копируемойлинии стыка. В блоке 12 про раммногоуправления записана, например путемручного перемещения сварочной головки 1 вдоль линии стыка, программа"грубого" перемещения датчика 5 стыка относительно сварочной головки 1 40 в соответствии с изменением направления линии стыка на отдельных участках. Схема управления обеспечиваетотработку предварительно записанныхсигналов программыи одновременнокоррекцию положения сварочной головки 1 по сигналам датчика 5 стыка всоответствии с действительным положением стыка. По каждой иэ координат копирования с помощью привода 3 50 горизонтальных и привода 8 вертикальных перемещений осуществляется следящее копирование линии по сигналамдатчика 5, поддерживающего с помощьюуказанных приводов 3 и 8 неизменнймсвое положение .относительно линиистыка. Схемой предусмотрено исполь-,зование разомкнутых щаговых приводов 3 и 8 перемещения датчика 5 стыка.При отклонении линии стыка от 60 заданного программой направления перемещения сварочной головки 1 датчик5 стыка выдает на вход преобразователя 9 сигнал величина которого про"порциональна величине отклонения. Пос Я ле преобразования, например, в уни 772762тарный код этот сигнал поступает дляртработки через второй сумматор 11а привод 8 вертикальных перемещенийчерез первый сумматор 10 - на входблока 13 запаздывания,Привод 8 посредством кинематической связи с рычагом 6 перемещает .,датчик 5 стыка в первоначально заданное относительно линии стыка положение, обеспечивая тем самым постоянство этого положения. По истечении вре"мени запаздывания, определяемого 10расстоянием между датчиком 5 стыка исварочной головкой 1, а также скоростью перемещения последней, сигнал,соответствующий величине отклонениялинии стыка, поступает с выхода блока 13 запаздывания на привод 14 коррекции и на второй вход первого сумматора 10. Привод 14 коррекции смещает сварочную головку 1, а вместес ней и датчик 5 стыка, в соответствии с указанным сигналом отклонения.При этом на выходе датчика 5 стыкапоявляется сигнал, вызванный воздействием привода 14 коррекции. Привод 8 возвращает датчик 5 стыка взаданное положение относительно линиистыка. Тот же сигнал датчика сновапоступает на первый вход первого сумматора 10. Однако на вход блока 13 запаздывания он не поступает, т,к, компенсируется в первом сумматоре 10 ЗОсигналом, поступающим с выхода блока 13 запаздывания и отрабаткваеьазмприводом 14 коррекции. В первом сумматоре 10 происходит компенсация"ложных" сигналов датчика 5 стыка, 35возникающих в результате коррекцииположения сварочной головки 1 по истечении времени запаздывания, сигналами, поступающими на вход привода 14коррекции, За счет этого обеспечива- щоется самокопирование устройством линии стыка,Устройство позволяет копироватьлинйи стыка пространственной конФигурации, т.е. обеспечивает двухкоординатное копирование, причем резкоеизменение направления линии стыка неприводит к срыву слежения, Изменениеэтого направления, которое не "захватывается" датчиком стыка, учитывается путем предварительного введе-ния соответствующих сигналов програм"мы. Кинематическая связь привода горизонтальных перемещений со стаканом,шарнирно связанным с рычагом и уста- новка привода вертикальных перемещений на стакане обеспечивает большую маневренность. датчика стыка относительно:сварочной головки и тем самым широкие технологические возможности устройства. Поскольку ось поворота рычага совпадает с геометрической осью сварочной головки, а ось шарнирного соединения пересекает ее, то обеспечивается высокая точность копирования в двух координатах за счет ликвидации параллельного переноса точек копирования и сварки. Устройство в то же время имеет меньшие габариты по сравнению с известным техническим решением.Технико-экономическая эфФективность предлагаемого устройства заключается в повьвюении качества сварных соединений сложной конФигурации, выполняемых .автоматической сваркой, а также в расширении технологических возможностей за счет уменьшения габаритовФормула изобретенияУстройство для копирования линиистыка, содержащее датчик стыка, закрепленный на конце рычага, кинематически связанного с приводом вертикальных перемещений датчика стыка, ипривод горизонтальных перемещенийдатчика стыка, установленный на сварочной головке, о т л и ч а ю щ е -е с я тем, что, с целью повышенияточности копирования и уменьшениягабаритов устройства, устройство сиаб"жено концентрично охватывающим сварочную головку поворотным стаканомшарнирно соединенным с рычагом и ки"нематическй связанным с приводом го",ризонтальных перемещений датчика стыка, при этом привод вертикальных перемещений датчика стыка жестко закреплен на стакане.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертйзе1. Львов Н. С. Автоматизация направления сварочной головки по стыку.М., фМашиностроение", 1966, с,18-19.2. Авторское свидетельствоСССРВ 420219, кл. В 23 К 9/12, 03,05.72.,3. Авторское свидетельство СССРВ 660793, кл. В 23 К 9/10, 23.02 77