Файл: Севбо П.И. Комплексная механизация и автоматизация сварочного производства.pdf

кассете. При этом трубки располагаются вертикально, а доски — горизонтально. Трубки привариваются к верхней доске поочеред­ но. Процесс сварки осуществляется при вращении стола вместе с изделием вокруг оси привариваемой трубки. Таким образом, во время сварки трубка вращается относительно неподвижной элект­ ронной пушки 4. При переходе на сварку следующей трубки стол перемещается на один шаг — до совпадения оси этой трубки с осью вращения стола. Это дозированное перемещение осуществляется при помощи специальных суппортов — центросместителей, снабженных электроприводом 7. Все манипуляции производятся оператором

сцентрального пульта управления 6.

■Шаг перемещения стола і можно регулировать с помощью смен­ ных шестерен привода в зависимости от диаметра трубок: t — 1,1 d, где d — диаметр трубки.

После вварки трубок в первую доску вся кассета переворачи­ вается на 180°, после чего трубные доски меняются местами и труб­ ки ввариваются во вторую доску. Дополнительно к установке при­ лагается механизм для сварки изделий методом строчной развертки.

Максимальная площадь сварки: 80 х 80 мм. Размеры трубок: диаметр 5— 10 мм; длина 1000 мм; толщина стенки 0,2— 1,0 мм; толщина трубной доски 7 мм.

Скорость сварки 0,5—2,5 м/мин. Вакуум 5 • ІО-5 доЮ-5 мм pm. cm.

Многие из рассмотренных специализированных установок и ма­ шин IV'Класса, хотя и не принадлежат к категории машин-автома­ тов, но в них заложено настолько много элементов автоматики, что их можно было бы назвать автоматизированными. Однако от­ сутствие автоматического управления машиной в целом не позво­ ляет отнести их к VI классу машин-автоматов, так как главным признаком оборудования VI класса является автоматическая си­ стема управления.

§ 16. АВТОМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СТАНКАМИ И МАШИНАМИ V, VII И IX КЛАССОВ

Комплексная автоматизация сварочного производства реализу­ ется с помощью оборудования V, VII и IX классов.

Автоматическое управление машинами и агрегатами V, VII и IX классов (в том числе программное) может быть осуществлено по одной из следующих систем: кулачковой системе управления; системе с командоаппаратом; рефлекторной системе последователь­ ного управления; копировальной системе управления; системе управления с быстросменными программоносителями (перфокартами

277

и перфолентами, магнитными лентами и барабанами); смешанным системам управления. Рассмотрим каждую из них в отдель­ ности.

1.Кулачковая система управления. Под термином «кулачковая» подразумевается жесткая система управления профилированными кулачками, насаженными на управляющий приводной вал. Каж­ дый из кулачков через толкатели и другие передаточные механизмы сообщает движение управляемому звену автомата. Вследствие сов­ мещения функций управления и исполнительного привода, эта си­ стема относительно проста и дает возможность легко осуществить заданный закон движения. Кулачковая система привода и управ­ ления широко применяется в машинах для контактной стыковой сварки с предварительным подогревом или с непрерывным оплавле­ нием по заданной программе, а также во многих других механиз­ мах сборочно-сварочного оборудования V, VII и IX классов.

2.Система управления с командоаппаратом является развитием кулачковой системы. На управляющем распределительном валу посажены регулируемые кулачки-диски с выступающими сухаря­ ми, которые воздействуют на выключатели электрической цепи управления. Количество и положение сухарей, которые при регу­ лировке могут перемещаться по окружности диска, должно соот­ ветствовать заданной программе автомата, обусловленной техноло­ гическими требованиями. Управляющий вал с профилированными дисками или с регулируемыми кулачками на дисках, смонти­ рованный вместе с переключателями в одном блоке, называется командоаппаратом. Подобная система управления применена в автоматизированном станке для наплавки валков пильгерстана (рис. 76), в автоматическом станке для сборки и сварки пустотелых стальных шаров (см. рис. 99) и др.

3.Рефлекторная система последовательного управления. В этой

системе команды на начало работы управляемому приводу автомата подаются датчиками, например микровыключателями, фиксирую­ щими момент окончания предыдущего действия. Включенный ме­ ханизм в конце работы воздействует на датчик, который дает ко­ манду на начало работы следующего механизма. Команды могут подаваться как от датчиков, реагирующих на положение пере­ мещаемых частей, например от путевых или концевых выключате­ лей, так и от датчиков, реагирующих на изменение физических вели­ чин (тока, напряжения, давления, усилия, температуры, времени и т . п.). Каждый перемещаемый элемент при этой системе управле­ ния имеет индивидуальный привод и действует самостоятельно, время его работы регулируется отдельно, в противоположность си­ стеме централизованного управления командоаппаратом. Связь между работой отдельных элементов автомата осуществляется лишь

278

в начале и в конце их работы. В циклограммах для рефлекторной системы последовательного действия отражают лишь начало и ко­ нец работы каждого элемента автомата.

При системе последовательного управления отпадает необходи­ мость в распределительном вале и приводе к нему. Последующий механизм автомата начинает работать сразу после окончания пре­ дыдущего, без паузы, которая необходима, например, при системе управления с командоаппаратом. Время работы каждого звена мож­ но регулировать в широких пределах без нарушения условий ра­ боты остальных звеньев. Эта система не требует дополнительных устройств для блокировки на случай неполадок в работе; при не­ поладках команда на работу последующего механизма не подается и автомат останавливается.

Рассматриваемая система управления позволяет исключить ме­ ханические связи между отдельными механизмами автомата или ав­ томатической линии, что существенно упрощает их конструкцию.

При рефлекторной системе последовательного управления име­ ется широкая возможность применения датчиков, реагирующих на изменения физических величин, например, команда на работу сва­ рочной машины после закрепления в ней заготовки может быть подана реле давления, контролирующим величину давления в по­ лости пневмоцилиндра, осуществляющего это закрепление.

Недостатком системы последовательного управления по сравне­ нию с системами жесткого программного управления является не­ которая нестабильность общей продолжительности рабочего цикла машины из-за суммирования неточностей во времени срабатывания или запаздывания последовательно включаемых механизмов. В си­ стемах жесткого управления (кулачковых, с командоаппаратом

идр.) эти погрешности не суммируются и поэтому ритм всей работы

вточности равен заданному (не «плавает»). «Жесткую» циклограм­ му приходится назначать с учетом максимально возможного времени срабатывания управляющих и управляемых элементов системы, иначе нельзя гарантировать безаварийную работу автомата. Прак­ тически это приводит к излишним паузам между операциями, ис­ кусственно удлиняющим цикл работы машины. В системах же по­

следовательного управления такие паузы всегда равны их мини­ мально возможным значениям при данных условиях работы.

Всварочных и сборочно-сварочных станках V и VII классов,

атакже в автоматических линиях IX класса рефлекторная система последовательного управления получила широкое распростране­

ние, например, в станке для сборки и сварки шахтных стоек (см. рис. 100), в автоматических линиях для изготовления сварных радиаторов (см. рис. 117), для сварки автомобильных узлов

(см. рис. 124) и др.

279

4. Копировальная система управления применяется для вос­ произведения с помощью всевозможных копиров заданной траек­ тории движения рабочего органа машины: сварочной головки, ка­ ретки, электрода или движения свариваемого изделия. Траектория определяется формой копира (шаблона), по кривой которого сколь­ зит щуп датчика, управляющего исполнительным приводом.

Разновидностью этой системы управления являются все систе­ мы с копирными устройствами, в которых роль копирного шаблона выполняет само свариваемое изделие. К ним могут быть отнесены все рассмотренные копирные устройства для направления электро­ да по шву при электродуговой автоматической сварке (§ 10). При­ мером наплавочной установки с такой копировально-следящей си­ стемой может служить установка для наплавки лопастей гидротур­ бин (рис. 77). Копировальные системы управления по сути являют­

и непрерывными, например со следящим золотником в стыковых контактных машинах. Релейные системы работают по принципу пре­ рывистого управления и имеют ту особенность, что скорость отра­ ботки рассогласования является постоянной. Непрерывные системы дают возможность обеспечить в зависимости от величины рассогла­ сования требуемую скорость перемещения; при уменьшении вели­ чины рассогласования уменьшается и скорость отработки.

Следящие системы управления машинами-автоматами основаны на том принципе, что перемещение управляемого элемента (свароч­ ной головки поперек шва, тележки, подвижной плиты контактной стыко-сварочной машины и проч.) совершается только при наличии рассогласования. Как только ошибка станет равной нулю, движение должно прекратиться. В действительности вследствие инерции пере­ мещающихся масс прекращение движения несколько запаздывает относительно момента, когда ошибка слежения становится равной нулю, в результате чего появляется ошибка слежения (рассогла­ сование) обратного знака.

Прежде чем произойдет полное прекращение движения, иногда имеет место более или менее длительный колебательный процесс, характеризующийся наличием затухающих колебаний.

Для повышения устойчивости следящих систем могут быть при­ менены стабилизирующие устройства, позволяющие уменьшить амплитуду и длительность колебаний. В качестве примера такой следящей системы можно привести специальный гидропривод кон­ тактных стыкосварочных машин, рабочие цилиндры которого управляются следящим золотником. При конструировании этого гидропривода [45] расчетным путем были определены оптимальные

280

значения его параметров, обеспечивающие устойчивость работы всей следящей системы против автоколебаний.

5. Системы управления с быстросменными программоносителями наиболее универсальны по характеру и количеству управляемых объектов. Запись программы производится на программоносителе предварительно, до установки его в автомат. В качестве програм­ моносителя чаще всего используются перфорированные ленты из плотной бумаги или кинопленки (иногда вместо лент применяют перфокарты и диски), магнитные ленты и барабаны.

Схема считывающего уст­ ройства электроконтактного типа показана на рис. 82, а. Перфо­ рированная лента, являющаяся изолятором, периодически пере­ мещается по планке, к которой подведен ток. В момент остановки Н —t—!г

Программа на ленте записывается в виде отверстий, расположенных вдоль нее на нескольких параллельных дорожках. Каждая дорожка соответствует определенной команде и, следовательно, расположенные на ней отверстия замыкают одну и ту же цепь. Считывание информа­ ции происходит одновременно со всех дорожек. В зависимости от наличия и расположения отверстий в строке (поперечном ряду) будут замкнуты цепи и поданы те команды, на дорожках которых будут находиться отверстия.

На рис. 82, б показана схема фотоэлектрического считывающего устройства. Лента в этом случае выполнена из кинопленки с чере­ дованием темных и светлых участков. Под планкой с несколькими отверстиями (по числу возможных команд) размещены фотоэлемен­ ты. Когда над отверстием в планке находится светлый — прозрач­ ный — участок, пучок света от лампы воздействует на фотоэлемент считывающего устройства, который через промежуточное реле за­ мыкает соответствующую электрическую цепь. При затемненном (непрозрачном) участке ленты команды не подаются. Движение ленты в этом считывающем устройстве может быть периодическим и непрерывным. Фотоэлектрический способ считывания не оказы­

281