Полуавтомат для электронно-лучевой сварки

(59.4 В 23 К 15/00 3бы ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТ 1 Ф(71) Научно-исследовательский институт технологии автомобильной промышленно сти(53) 621.791.72,03(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР В 1122778, кл, В 23 С 1 41/02, 1984.Авторское свидетельство СССР В 1087287, кл. В 23 К 15/00, 1982.(57) Изобретение относится к областиэлектронно-лучевой сварки и пред,назначено для сборки и сварки цилиндрических деталей .кольцевым швомв полуавтоматическом режиме. Полуавтомат содержит узел сборки и эапрессовки изделий, узел размагничиванияи узел сварки, а также механизмызагрузки и выгрузки деталей, связанные между собой шаговым устройствомперемещения проходного типа с ложементами для деталей. Предусмотреныустройства для подъема ложементовв.процессе шагового перемещения идля подачи их на рабочие позиции.1 э.п. ф-лы, 3 ил.1281359 1Изобретение относится к электронно-лучевой сварке стальных изделий, в частности к сварке кольцевых швов, и может быть использона 1но в машиностроении и приборострое 5нии для сварки кольцевых швов деталей вращения,Целью изобретения является повышение производительности и сокращение производственных площадей, 10Поставленная цель достигается засчет совмещения в едином технологическом процессе со сваркой операцийсборки и з апре ссовки, а также р азмагничивания деталей перед операцией 15сварки.На фиг, 1 приведен полуавтомат срабочими позициями, разрез; на4 иг. 2 - разрез А-А на Фиг. 1; нафиг, 3 - кинематическая схема полуавтомата.Полуавтомат для сборки и электронно-лучевой сварки деталей, преимущественно по торцовому стыку охватынаемой и охватывающей деталей, 25содержит основание 1, выполненноесборно-сварным С-образного проФиля.В верхней части основания 1 размещены в технологической последона;тельности узлы сборки 2, размагничивания 3, электронно-лучевая пушкаузла 5 сварки, механизм 6 выгрузкидеталей, Поворотный лоток 7 шарнирно смонтирован на основании и такжешарнирно связан с приводной кареткой 8, Поворотный лотокобеспечивает выгрузку изделий, Приводнаякаретка 8 устайовлена на основаниис возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлениитехнологического процесса. На при-водной каретке 8 смонтированы ложементы 9, размещенные в два ряда,приспособления-спутники 1 О для деталей, установленные на ложементахс возможностью подъема посредствомдвух механизмов 11 и 12 подъемав виде линеек, связанных между собой и со штоками силовых цилиндров13 их подъема, закрепленных на нижней части основания 1, Линейки 11и 12 установлены с возможностью взаимодействия с приспособлениями-спутниками 10, На нижней части основания 1 по концам линеек 12 размещеныдна механизма 14 переталкивания приспособлений-спутников 10 с одногоряда ложементон 9 на другой и обратно. 2Узел 2 сборки выполнен в видешпинделя 15 с элементами для удержания деталей, установленного в верхней части основания 1 с возможностьюповорота по ходу техпроцесса, Соосно и оппозитно шпинделю 15 установлен силовой запрессовочный цилиндр16, который снабжен центрирующимстержнем 17, имеющим возможностьвзаимодействия с приспособлениемспутником 10,Механизм установки деталей напозиции обработки: узел 3 размагничивания и узел 5 сварки, выполненв виде силовых цилиндров 18 и 19,установленных в нижней части основания 1 соосно и онпозитно указанным узлам, Силовые цилинцры 18 и 19снабжены центрирующими стержнямисоответственно 20 и 21, Каретка 8имеет шаговый привод 22 ее возвратно-поступательного перемещения, Узел5 сварки связан с механизмом нравщения деталей, который содержитэлектродвигатель с тиристорным управлением, Электронно-лучевая пушка 4 расположена над камерой узла 5сварки с возможностью нозвратнопоступательного перемещения на вели 1 ину максимального ради". са 1 цнаРш, максНа позиции загрузки размещенприемный столик 23 - для собираемыхдеталей, жестко связанный с однимиз переталкивателей 14 и снабженный кнопками 24 двурукого включенияполуавтомата,С позицией загрузки связан узел 2сборки, шпиндель 15 которого связан с силовым цилиндром,5 поворота, установленным в верхней частиоснования 1, Шпиндель 15 шарнирнозакреплен на основании 1 и имеетразмещенный в нем телескопическийшток 26, во внутренней полости которого проходит ориентирующая ось27, на конце которой размещены элементы удерживания деталей 28, Телескопический шток 26 жестко связан соднополостным силовым цилиндром 29,закрепленным на конце шпинделя 15и служащим для вывода ориентирующейоси 27 из собранного изделияМеханизм б вь 1 грузки содержит регулируемые захваты 30, связанные содним из штокон 31 двухштоковогосилового цилиндра 32, Регулируемыезахваты 30 имеют на рабочей поверхности скосы 33, обеспечивающие на 1281359дежное расхождение захватов привзаимодействии с деталью.Каждое приспособление-спутник 10содержит цилиндрический корпус 34,в котором на подшипниках установлендиск 35 со сменной оправкой 36, предназначенный для фиксации на ней собранной детали, Наружный диаметр оправки соответствует внутреннему отверстию собираемой детали, Наличие 10на диске 35 конической плоскости 37(конический бурт) обеспечивает герметизацию камеры узла 5 сварки. Плоскость 37 имеет возможность взаимодействовать с уплотнительным кольцом 38 корпуса 39 камеры узла 5сварки. На корпусе 34 приспособленияспутника 10 жестко смонтированокольцо 40 (цилиндрический бурт),предназначенное для взаимодействия 20с ложементами 9 приводной каретки 8.На нижней плоскости корпуса 34 закреплен диск 41 с центрирующим отверстием 42, предназначенный для попеременного взаимодействия по ходутехнологического процесса с центрирующими стержнями 1 7,20 и 21 силовых цилиндров 16, 1 8 и 19.Полуавтомат снабжен системой контроля и управления. Система управления полуавтомата предусматриваетналичие бесконтактных датчиков 43 и44, установленных на позиции загрузки 45 и 46 связанных с узлом 2, 47и 48 сборки, связанных с механизмом 3511 подъема приспособлений-спутников10, 49 - датчик, контролирующий наличие деталей при зарессовке, 5052 - датчики, связанные с узлом размагничивания, датчики 53 и 54 " напозиции сварки, датчики 55 и 56 -на позиции выгрузки, датчики 57 и .58 на переталкивателе 14 в начале, технологического процесса, датчики59 и 60 - на переталкивателе 14 в 45конце технологического процесса,датчики 61 и 62 связаны с шаговымприводом 22 перемещения каретки 8,Кроме того, датчики, контролирующие работу полуавтомата, установлены на электронно-лучевой пушке 4 и связаны с вакуумной системой и включением пушки.Сведения от всех датчиков поступают на микропроцессор (не показан).Механизмы подъема, состоящие из ли"неек 11 и 12, содержат в местахперемещения приспособлений-спутников10 направляющие 63 - 66,Полуавтомат для сборки и электронно-лучевой сварки деталей работает следующим образом.Изделия, состоящие, например, из двух деталей, оператор берет с приемного столика 23 и надевает на ориентирующую ось 27 механизма 2 сборки, находящегося в горизон-, тальном положенииЗатем он нажимает кнопки 24 двурукого включения агрегата, Механизм 2 сборки под действием штока силового цилиндра 25 разворачивается на 90 (в вертикальное положение), По команде бесконтактного датчика 44 срабатывает силовой цилиндр 16 запрессовки, Его центрирующий штырь 17 входит в отверстие 42 нижнего диска приспособления-спутника 10 и вместе с ним поднимается к деталям изделия, расположенным на ориентирующей оси 27 механизма 2 сборки, Ориентирующая оправка 36 приспособления-спутника 10 входит в собираемое изделие, запрессовывая его. По команде бескон- тактного датчика 46 однополостный силовой цилиндр 29 механизма 2 сборки выводит ориентирующую ось 27 иэ ,изделия, оставляя его на ориентирующей оправке 36 приспособления- спутника 1 О. Силовой запрессовочный цилиндр 16 опускается в нижнее положение, оставляя приспособление-спутник 10 с иэделием на ложементах 9 рабочего ряда приводной каретки 8. Контроль за наличием изделия на оправке 36 приспособления-спутника 10 осуществляется бесконтактным датчиком 49. Бесконтактный датчик 45 нижнегоположения запрессовочного цилиндра 16 дает командуприводу 22 каретки 8 на перемещение и команду пневмоцилиндру 25 на поворот механизма 2 сборки в горизонтальное положение. Каретка 8 с ложементами 9 перемещает приспособление-спутник 10 с деталью на позицию размагничивания (контроль положения каретки осуществляется бесконтактными датчиками 61 и 62). По команде бесконтактного датчика 62 срабатывает силовой цилиндр 18 и центрирующий стержень 20 поднимает сприспособление-спутник 10 с изделием с ложементов 9 каретки 8 и вводит их в узел 3 размагничивания, взаимодействуя с бесконтактным датчиком 52 и тормозным золотником. При этом приспособление-спутник 10 с :деталью совершает возвратно-поступа5 12тельные перемещения в узле 3 размагничивания, Количество перемещенийустанавливается микропроцессором,После окончания цилиндр 18 опускается в нижнее положение (контрольдатчиком 51), оставляя приспособление-спутник 10 с деталью на ложементах 9 каретки 8,По команде бесконтактного датчика 51 каретка 8 с ложементами 9 переносит приспособление-спутник 10 сдеталью изделием на позицию сварки,По команде бесконтактного датчика62 срабатывает силовой цилиндр 19 ицентрирующий стержень 21 поднимаетприспособление-спутник 10 с деталью в камеру узла 5 сварки, Приэтом диск 35 плоскостью 37 взаимодействует с уплотнительным кольцом38 корпуса 39 камеры узла 5 сварки,герметизируя камеру 5 с деталью, ГБесконтактный датчик 54 верхнего положения цилиндра 19 дает команду напроизводство сварки электронным лучом, Вращение изделия при сваркеосуществляется за счет прижима егок вращающейся матрице камеры сварки5 от привода,По окончании сварки цилиндр 19опускается в нижнее положение,а,приспособление-спутник 10 со сваренной деталью остается на ложементах9 каретки 8 и по команде датчика 53каретка. 8 перемещается на шаг к мехгнйзму выгрузки. По команде бесконтактного датчика 62 механизм 6 выгрузки опускается в нижнее положение (контроль нижнего положения осуществляется бесконтактным датчиком 55), Регулируемый захват 30, связанный со штоком 31 двухштокового силового цилиндра 32 скосами 33, взаимодействуя с деталью, раздвигается и охватывает сваренную деталь, находящуюся на оправке 36 приспособления-спутника О. По команде датчика 55 готовая деталь снимается с оправки 36 и поднимается в среднее положение, замыкая бескон" тактный датчик 56. По команде от датчика 56 механизм 11 подъема двумя линейками 12 с помощью силового цилиндра 13 поднимает приспособления- спутники 10 над ложементами 9 рабочего ряда каретки 8, замыкая бесконтактный датчик 47, По команде от датчиков 56 и 47 каретка 8 совершает возвратный ход, замыкая датчик 61,81 359 6При совершении возвратного ходакареткой 8 поворотный лоток 7, связанный шарнирно с кареткой 8, вводится под механизм 6 выгрузки, захваты 30 которого держат сваренную деталь в среднем положении,По команде от бесконтактного датчика 6 механизм 6 выгрузки совершает окончательный подъем и сброс де 10 тали на поворотный лоток 7,При нарушении энергетических параметров сварки съем детали приспособления-спутника 10 не происходит имеханизм 6 выгрузки не срабатывает.15 После съема детали и сброса еена лоток 7 по команде от датчика 56приспособление-спутник 10 переталкивателем 14 перемещается на холостойряд ложементов 9 по направляющим20 пластинам 63 и 65 линеек 2, Контроль за работой переталкивателя 14приспособлений-спутников 10 осуществляется датчиками 59 и 60.В момент переталкивания приспособ 25 лений-спутников 10 с рабочего рядаложементов 9 на холостой линейки 11 и 12 спутников 10 должны находиться в нижнем положении (контрольза положением линеек осуществляется30 бесконтактными датчиками 47 и 48).Приспособление-спутник 10 по холостому ряду ложементов 9 каретки 8возвращается на позицию сборки и схолостого ряда переталкивателем 14перемещается по направляющим 66 и64 на рабочий ряд ложементов, Циклповторяется,Формула изобретения40 1. Полуавтомат для электроннолучевой сварки, содержаший размещенные на основании узел сварки в видевакуумной камеры с электронно-луче вой пушкой, многопозиционный механизм перемещения деталей, механизмызагрузки и выгрузки деталей, а также систему управления с путевымидатчиками, отличающий с ятем что, с целью повышения производительности, полуавтомат снабженустановленными последовательно похоцу технологического процесса узломсборки деталей, узлом размагничивания, приспосрблениями,спутниками имеханизмами их установки на позицииобработки, смонтированными оппозитносоответствующему оборудованию,приэтом узел сборки детапей выполнен в283 виде поворотного по ходу технологического процесса шпинделя с элементами для крепления деталей, узел выгрузки деталей выполнен в виде цилиндра, на штоке которого смонтированы захваты для съема детали и поворотного лотка,кинематически связанного с механизмом перемещения деталей, а приспособления-спутники выполнены в виде цилиндрических элементовсо сменной оправкой под деталь и двумя буртами, один из которых - конический для герметизации камеры сваркиа другой - цилиндрическийдля установки на позиции меХанизма перемещения. 59 82Полуавтомат по п, 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что механизм перемещения деталей выполнен в виде приводной каретки, смонтированной на основании с возможностью возвратно- поступательного перемещения в горизонтальной плоскости в направлении технологического процесса, на которой в два ряда установлены ложементы для сприспособлений-спутников, и двух самостоятельных подъемных линеек, установленных ча станине с возможностью взаимодействия с соответствующим рядом ложементов.