Устройство для автоматической сварки

(43) Опубликовано 30,10.78, Бюллетень40 В 23 К 9/1 Гауоретееини 1 оьщтет йавте Миеетев ЕР в деми нябретюй н открытий(5 З) УДК 621,79175 037(088 8 45) Дата опубликования описании 12.11.78 72) Автор изобретеиии Иностранецерж Поланж( Франции) 71) заявитель устройстио для лвтомлтической сил итси к устройствам улачка сваро овИзобретение отля автоматическочий цикл которыхо контролируетсяумен та. я автоматич ,ржатель сва и программн Поставленная це что устройство снаб мещения, установле жателя, а программ иено в виде щагово те м впереь достигается жено датчиком ным на двиганое устройство о электродвиг лов рлируюи ск е выполтедо,дуговой сварки, раоопределяется и ностоянфункции подачи инстИзвестно устройство дл еской сварки, содержащее де рочной горелки с двигателем ое уотройотво 11.Недостатками известного устройства является то,что система синхронизации охватывает часть параметров сварки и при программировании последовательность всех параметров задается заранее, при этом информация о действительном состоянии сварочного аппарата отсутствует.Белью изобретения является улучшение синхронизации параметров сварки и упрощение оборудования,выходной вал которого снабжен кЮ ми, регулирующими интенсивность Фею Ного тока, колебания тока, подачу пр олоки, колебания подачи проволоки, начало и прекращение подачи проволоки, скорость перемещения электрода и ее изменение, затухание дул, минимальный расход мшитного газа, регулирование положения горелки перпендикулярно к сварному шву н параллельно свариваемым поверхностям, регулирование расстояния сварочной горелки .от свариваемой поверхности, наклон сварочной горелки в плоскости сварного шва и в плоскости, перпендикулярной к сварному шву, при этом датчик перемещения электрически связан с шаговым двигателем и содержит шестерню с пальцем, замыкающим электрический контакт при каждом обороте, приводимую в движение указанным двигателем. Шаговый двигатель снабжен двумя редукторами с разным числом оборотов, при этом на одном из ваедуктора установлены кулачки, регу щие интенсивность сварочного токаорость перемещения электрода, а надругом - кулачки, регулируюпгие остальные укаэанные параметры.На фнг. 1 показано устройство для автоматической сварки, вид спереди; пафиг. 2 - разрез Л-А на фнг, 1; на фиг.3 - сварочная горелка с неплавяшимсяэлектродом и с катушкой проволоки присадочного металла, вид спереди; на фиг. 4 сварочная горелка. с плавящимся электродом, внд спереди; на фиг. 5 - программное устройство; на фиг. 6 - кулачокпрограммного устройства; на фиг. 7 - видпо стрелке Б на фиг. 6; на фнг. 8 - график пульсирующего тока; на фиг, 9 - зубчатое колесо 3 -образной формы.ИСредства регулирования положения горелки относительно свариваемых деталейустановлены на зубчатом колесе 3., пово рачивающемся вокруг детали, напримертрубы 2, на которой необходимо автома- фтически сделать один или несколько сварочных проходов фиг. 1). Сварочная головка шарнирно установлена (с четырьмястепенями свободы) на зубчатом колесе1, которое в свою очередь нриводится вдвижение системой зубчатого колеса ишестерни 3, при атом упомянутая шестерня с неподвижной осью) приводится вовращение диггателем 4 постоянного токас изменяемой скоростью вращения. Этотдвигатель приводит в действие мультипликатор, воздействующий на шестерню 5,благодаря которому отношение угловыхскоростей шестерни 5 и колеса 3. получает определенное значение П . Шестерня Зф5 снабжена пальцем 6, замыкающим прикаждом повороте контакт 7. Таким образом, контакт 7 эа один полный оборотзубчатого колеса 1 выдаст гг электрических спгцалоа, что соответствует фиктив 4 оному разделению на Гг равных отрезковтраектории горелги 8 вокруг трубы 2 завремя первого полного цикла. Число Яможет быть так велико, как этого требует точность регулировки параметров сварЗки, например 100 нли 1000.Сигналы, поступающие с контакта 7,проходят через формирующее устройство9, а затем поступают на шаговый двигатель 3;0 (фиг. 5. Этот двигатель устаЭ ) еИновлен в блоке 11, называемом программным устройством, размещенном в распределительном шкафу, находящемся на неподвижной установке, вне сварочной головкиЯно вблизи рабочего места,Шаговый двигатель через редухтор 12приводит в движение кулачки. На кулачке13 зафиксирована программа изменения величины силы сварочного тока вдоль траектории. Устройство с роликами 14 воздействует на электронное устройство 15,меняющее скорость вращения двигателя 4постоянного тока, приводящего в движениезубчатое колесо 1.Кулачок 16 оказывает действие на силу сварочного тока посредством устройства с роликами 17 и регулируюших органов 18. Кулачки 3.3 и 16 могут совершать один оборот или часть оборота, когда зубчатое колесо 1 делает один полныйоборот, соответствующий циклу сварки.Они могут также делать один оборот эанесколько циклов,Для этого можно либо менять передаточные числа редуктора 12 и шестерни 5,либо изменять число регистрируемых илиполучаемых сигналов. Шаговый двигатель3,0 приводит в движение также и другуюгруппу кулачков посредством редуктора19. На одной оси 20 закреплены несколько кулачков. Кулачок 21 определяет момент начала подачи плавящейся проволоки,скорость подачи, которая изменяется взависимости от толщины плавки, а затемвыдает команду на. остановку. Подача проволоки осуществляется двигателем 22 постоянного тока (фиг, 1).Кулачок 23 регулирует скорость вращения двигателя 4 привода зубчатого колеса 1 и служит, например, для коррекции подачи горелки и начале и в конце цикла совместно с основнымкулачком 13. Кулачок 24 служит для ре-гулирования погасании дуги в конце операции совместна с кулачком 16. Кулвчок25 в определенный момент вьгдает команду прекращении регулирования тока в момент погасания дуги. Кулачки 26 29 регулируют различные параметры (Д - время вывода потенциометра, 3 - времяввода потенциометра, Д- максимальноезначение тока, г - минимальное значениетока) пульсирующего тока, начиная с некоторого минимального значения 1 , устанавливаемого кулачком 16, или с некоторого минимального значения 3, устанавливаемого тем же кулачком, т. е. вцепь включен дополнительный потенмиометр,который выводится (шуггтируется) на определенное время 3 и вводится на времяс 1 . Эти изменения происходят в некотором меняющемся ритме в соответствии сформой графика (фиг, 8), который хотятполучить. Выработка этих импульсов осуществляется с помощью регулируемогосредства ЗО (фиг. 5). Таким образом этикулачки не воздействуют непосредственнона ток, а оказыв:эют действие через контактную группу средства 30, и следовательно, можно отдельно регулировать величину импульса 7, амплитуды ) ии время З ц 3 . Кулачки 31 и 32 Ууправляют импульсами подачи плавящейся проволоки, Они воздействуют через микроконтакт на устройство, прекрапающеена некоторое время вращение двигателя22 в соответствии с регулируемым рит фмом, параметры которого синхронизированы с пульсациями тока. Когда пульсациисовершаются только проволокой или только током, соответствующие ненужные команды анулируются либо электрически,ли- фбо механически. Кулачок 33 предназначен для изменения расхода защитного газа,Остальные кулачки 34 37 управляют перемещениями горелки 8, т.е, кулачок 34управляет перемещением горелки парал- "флельно образующей трубы 2 посредствомдвигателя 38; кулачок 35 - ее удалениемот свариваемых.поверхчостей трубы 2 посредством двигателя 39; кулачок 36 ее наклоном в плоскости, перпендикулярной к оси свариваемых поверхностей трубы 2, посредством двигателя 40; кулачок37 - ее наклоном в плоскости, проходящей через ось свариваемых поверхностейтрубы 2 посредством двигателя 41,МКаждый кулачок, установленный на оси20, воздействует ца один или несколькомикроконтактов 42 и 43 (фиг. 6).Этиконтакты могут быть установлены на нескольких уровнях для того, чтобы о заданный момент времени вызвать размыкание нли замыкание цепи, изменяющей значение параметра.Для того чтобы иметь возможностьточного программирования сварочной опе Орации, каждый кулачок состоит из нескольких дисков 44-46, жестко соединенныхмежду собой. Таким образом, можно получить большое число комбинаций соответгствуюших требованиям программы 1 осколь.4%ку сложность сварочных операций разлина, то используются не все кулачки, установленные на оси 20. Различные шарнирные соединения сва- ф рочной головки, несущие горелку и опирающиеся на зубчатое колесо 1, моторизованы. Сварочная головка (фиг, 1) предназначена для соарки плавящимся электродом, при этом проволока проходит внутри фф горелки 8, Двигатель 22 проталкивает эту проволоку посредством шестерен и роликов. В корпус горелки поступает защитцый Газ и при необходимости охлаждающая с)эндаНа зуб патом колесе 1 имеется угол.цик 47, по которому в цаправляюп 1 ей 48скользит деталь 49, Это перемещение осу. ществляется параллельно оси поворота инструмента благодаря двигателю 38. Подетали 49 скользит другая деталь 50,имеющая вертикальную направляющую 51и несущая кронштейн 52. На конце кронштейна закреплен ролик, постоянно пржимаемый к свариваемой трубе 2 пружиной 53, натяжение которой регулируетсяпальцем 54 с накаткой и винтом 55, Двигатель 39 вращает гайку 56, которая перемешает винт 57 вдоль его оси, причемэтот винт соединен с неподвижным роликом58. Таким образом можно менять расстояние между электродОм и свариваемойповерхностью трубы 2 ( фиг, 1),Деталь 50 и кронштейн 52 образуютребро (фиг, 2), перпендикулярное к плоскости зубчатого колеса 1. По этому ребру скользит с поворотом уголковая деталь59 благодаря дугообразной прорези 60,в которую входят два регулируемых штифта 61 и 62. Один из которых имеет накатанную гайку 63 для фиксации. Центрвращения детали 59 находится ца электроде, Это движецис вызывается двигателем41 посредством шестерни и зубчатого сектора, связанного с деталью 59. По детали 59 скользит с поворотом держатель64 горелки. Центр этого вращения такжерасполагается ца электроде благодари дугообразной щели 65, в которую входятштифты 66 и 67, завинченные в держатель64 с возможностью фиксации пальцем 68.Держатель 64 приводится в движение двигателем 40,На фиг. 3 частично показана головка,электрод 69 которой является цеплавящимся и установлен в горелке с возможностью охлаждения. Плавящаяся проволока 70,намотанная ца катушку 71, разматывает-,ся благодаря двигателю 22, воздействуюшему на ролики, Держатель горелки псремещается благодаря двигателю 40.Катушка с плавящейся проволокой может быть установлена непосредственнона зубчатом колесе 1 (фиг, 4), При этомпроволока 70 поддерживается необходимымколичеством роликовдля тогочтсбы онасохраняла определенный радиус кривизны.На фиг. 9 показано, что подвижноезубчатое колесо 1 может быть разомкнугым и иметь .э -образную форму, как иопора 72 зубчатого колеса 1, которая76310 закреплена на свариваемой трубе 2. Зубчатое колесо, несущее горелку с проволокой, скользит с поворотом по опоре 72.Гибкие кабели и трубопроводы, питающие горелку намотаны на неподвижные стойки, закрепленные на опоре 72. Когда зубчатое колесо 1 приводится в движение точно засинхронизированными шестернями 73 и 74, то одна из них всегда находиъся в зацеплении с этим колесом, Шестер- ф ня 74 через шестерню 5 приводит в движение палец 6, который при помощи контакта 7 посылает импульсы на программное устройство.Предлагаемое устройство применяется ф для сварки деталей за несколько проходов, когда требуется высокое качество сварного соединения, для орбитальной сварки, при которой инструмент поворачиваетсч вокруг круглой свариваемой детали, а так-ф же для сварки любых плоских и искривленных поверхностей, Помимо сварки устройство может применчться для зачистки поверхностей и резки.Ж 59 8раммное устройство выполнено в виде шагового электродвигателя, выходной вал которого снабжен кулачками, регулирующими интенсивность сварочного тока, колебания тока, подачу проволоки, колебания подачи проволоки, начало и прекращение подачи проволоки, скорость перемещения электрода и ее изменения, затухание дуги, мини мальный расход защитного газа, регулирование положения горелки перпендикулярно к сварному шву и параллельно свариваемым поверхностям, регулирование расстояния сварочной горелки от свариваемой поверх ности, наклон сварочной горелки в плоскости сварного шва и в плоскости, перпендикулярной к сварному шву, при этом датчик перемещения электрически связан с шаговым двигателем и содержит шестерню спальцем, замыкающим электрический контакт при каждом обороте, прйводимую в движение указанным двигатейем,2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что шаговый двигатель снабжен двумя редукторами с разным числом оборотов, при атом на одном из валов редуктора установлены кулачки, регулирующие интенсивность сварочного тока и скорость перемещения электрода, а на другом - кулачки, регулирующие остальные указанные параметры. 1, Устройство дпя автоматической сварки, содержащее держатель сварочной горелки с двигателем н программное устройство, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения синхронизации параметров сварки и упрощения оборудования, оно снабжено датчиком перемещения установ фМЗГленным на двигателе держателя, а прогФормула изобретения Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Львов Б. С, Автоматизация направ пения сварочной головки. М., Машиностроением, 1866.гол Корректор С, Гараси 221комитетаэобретенийЖ 35, Ра ССР Филиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул. Проектная,Закаэ 6186/1 Тираж ЮНИИПИ Государственног по дедам и 11 ЗОЗ 5, москва