Файл: Севбо П.И. Комплексная механизация и автоматизация сварочного производства.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 165
Скачиваний: 3
сов не выполняют сборочных операций и, следовательно, по сравне нию с ними охватывают меньший комплекс операций производ ственного процесса. Поэтому они имеют более низкие значения уровня комплексной механизации У2, несмотря на сравнительно высокие значения уровня локальной механизации Угл. Приведем примеры сварочных станков и машин V класса.
Рис. 83. Станок для сварки корпусов конденсаторов.
Примером простейших автоматических машин могут служить многоместные станки для дуговой сварки корпусов радиотехниче ских конденсаторов (круглых и прямолинейных) из тонколистовой стали. В них автоматизированы все операции, за исключением за кладки изделий в гнезда кругового конвейера (восьмиместного по воротного стола). Сварка выполняется угольным электродом в среде С 02.
287
i |
1Р Л |
1'м А / гAs.2 hО
3 1
\///////// / //.
âfr\
v/////////& //////,//////л
CUAZ2A
Станок для |
сварки |
к р у г л ы х |
конденсаторов |
диаметром |
10—40 мм |
(рис. 83) состоит из сварочной головки 1с механизмом подачи электрода 3, вось миместного поворотного стола 2 с зажим ными приспособлениями и сварочным вращателем, станины 5, в которую вмон тирована электрическая и газовая аппа ратура и пульт управления 4. Во время сварки головка неподвижна. При пово роте стола очередное изделие подводится под электрод и автоматически начинает вращаться со скоростью сварки. При этом автоматическое возбуждение дуги обес печивается осцилляторной установкой. По окончании сварки дальнейший пово рот стола подает готовое изделие на сле дующую позицию, где специальный толка тель автоматически сбрасывает конденса тор в ящик или на конвейер. Угольный
электрод |
по мере сгорания |
подается |
в зону |
сварки специальным |
механиз |
мом 3 с фрикционным вариатором, изме няющим плавно и в большом диапазоне скорость подачи. Производительность станка — 400 конденсаторов в час.
Особенностью станка для сварки кор пусов п р я м о у г о л ь н ы х конден саторов является оригинальный меха низм сварочного движения, кинемати ка которого обеспечивает непрерывное сложное движение изделия относительно неподвижного электрода с заданной ско ростью сварки (рис. 84). Шов, соединяю щий крышку с корпусом, имеет прямо угольный периметр и состоит из четырех прямых участков с закругленными угла ми. Он сваривается за один проход. Кинематика механизма рабочего двнже-
Г" 1 |
о\ |
Рис. 84. Кинематическая схема движения изде |
лия при сварке прямоугольных корпусов кон |
||
Ж 2 |
4 |
денсаторов: |
'3 |
> |
/, 2, 3 и 4 — стороны прямоугольного периметра |
|
|
шоа. |
288
ния во время сварки построена по принципу обкатки периметра шва по неподвижной прямой AB и движения его, а следовательно, и связанного с ним изделия вдоль прямой AB с заданной скоростью
сварки V. На рис. 84 представлена кинематическая схема |
последо |
||
вательных положений изделия I—IX и его движений во время свар |
|||
ки: периодических поворотов вокруг неподвижного центра |
(упора) |
||
«О» |
во время сварки закруглений по углам; |
периодических скольже |
|
ний |
изделия вдоль прямой AB во время |
сварки прямолинейных |
|
участков шва.
Такой принцип комбинированного движения (обкатки и сколь жения) может быть применен для сварки швов и более сложной кон фигурации. Его преимущество — возможность неподвижного распо ложения сварочной головки и связанной с ней аппаратуры. Однако при значительных габаритах и массе свариваемого изделия инер ционные силы, возникающие при поворотах и других резких изме нениях режима движения, становятся столь велики, что система обкатки изделия становится нецелесообразной из-за сложности ме ханизмов движения, подвергающихся в этом случае действию зна чительных динамических нагрузок. Для таких тяжелых и громозд ких изделий более целесообразна копировальная программная система направления головки, движущейся по сложному контуру шва (см. рис. 70, 85).
В качестве примера сварочного станка V класса, в котором ав томатическое управление осуществляется командоаппаратом, можно привести станок У-73. Он предназначен для дуговой сварки коль цевого шва амортизатора автомобиля «Волга», а также других ана логичных деталей диаметром 44—55 мм и длиной 250—350 мм, вы пускаемых в массовом количестве. По своей общей компоновке и общему виду станок напоминает станок для сварки корпусов па яльных ламп (рис. 68) и станок для сварки корпусов шахтерских ламп (см. рис. 93). Однако в части автоматизации процесса они су щественно различны, так как в станке У-73 автоматизированы опе рации управления. Состоит он из станины, на которой смонтирова ны сварочная головка, механизмы подачи, фиксации и вращения свариваемых изделий. Свариваемые детали автоматически посту пают по наклонному подающему лотку до упора — отсекателя, ко торый подает их поштучно на позицию сварки, где толкатель направляет эти детали в цанговый зажим шпинделя вращателя. За жатые детали начинают вращаться, одновременно с этим возбуж дается дуга и подается защитный газ. После окончания сварки цанговый зажим освобождает сваренное изделие и оно выкатывает ся в приемный бункер или на конвейер по специальному лотку. Процесс подачи, сварки и выдачи деталей автоматизирован при по
мощи командоаппарата. |
Если деталей в цанговом зажиме нет, |
ю 4-858 |
2Й9 |
фотоблокировка выключает схему автоматики. Производительность
станка — 180—200 шт/ч. |
|
|
Станок-автомат У-61 |
(рис. 85) V |
класса с импульсно-шаго |
вой системой числового |
программного |
управления предназначен |
для автоматической дуговой сварки и наплавки изделий, имеющих сложный контур свариваемых швов, наплавляемых кромок или по верхностей, например для наплавки фасонных штампов, вагонных автосцепок и т. д.
Рис. 85. Многокоординатный станок-автомат для сварки и наплавки изделий сложной конфигурации.
Рабочим органом станка является сварочная головка 2, которой могут сообщаться при помощи соответствующих электроприводов следующие движения: поступательное вертикальное — при помо щи суппорта, перемещающегося по несущей колонне станка; пово ротные движения вокруг точки сварки (наплавки) для наклона электрода в обеих взаимно перпендикулярных вертикальных пло скостях на угол до ± 15° к вертикали; эти наклоны необходимы при сварке в угол или в тавр.
Свариваемое или наплавляемое изделие закрепляется на двух координатном столе /, который служит для перемещения изделия в горизонтальной плоскости по двум взаимно перпендикулярным
290
направлениям. Таким образом, станок имеет пять управляемых механизмов движения и, следовательно, с точки зрения кинематики является пятикоординатным. Все эти движения могут произво диться одновременно или разновременно с разными скоростями, обеспечивая таким образом любую траекторию относительно дви жения сварочной головки и изделия, и с любой заранее заданной результирующей скоростью (скоростью сварки — наплавки). Все перечисленные движения производятся автоматически и опреде ляются программой, записываемой на перфорированной ленте. Программа, содержащая данные о геометрических параметрах траектории.сварки (наплавки), записывается на ленте с помощью автоматизированного перфоратора. Скорость наплавки и сварки может регулироваться путем изменения скорости протягивания ленты через фотоэлектрическое считывающее устройство, схема которого представлена на рис. 82, б.
Характерной особенностью применяемой в данном станке си стемы числового программного управления является то, что отра ботка программы производится не единичными — элементарными — импульсами движения, а крупными их пакетами, что позволяет значительно упростить подготовку программы, так как можно обо йтись без счетно-решающих устройств и вычислительных машин. Программа набирается из типовых «пакетных» отрезков (подпро грамм), постоянно хранящихся в памяти перфоратора. Техника подготовки таких программ описана в § 10.
Рассматриваемый станок имеет систему программного управле ния с разомкнутой цепью, т. е. без обратных связей. Точность этой системы практически определяется только точностью обработки отдельных шагов и передачи от вала шагового двигателя до соот ветствующего механизма перемещения, а также точностью первич ной позиционной установки изделия на столе.
На программоносителе (перфоленте шириной 35 мм) имеется 10 дорожек, из которых шесть используются для записи программы перемещений и четыре — для записи технологических команд в двоичном коде. Скорость протяжки ленты может плавно изменяться в пределах, обеспечивающих наплавку или сварку со скоростями 0,25—0,75 м/мин. При цене импульса программы 0,5 мм (шаг пере мещения стола), частота считывания программы составляет
8—25 импульсов/сек.
Преимущества систем числового программного управления: точность отработки программы, возможность быстрой переналадки станка путем смены программоносителя и др. Однако не менее оче видны и их недостатки: отсутствие обратных связей, контролирую щих индивидуальные неточности свариваемого изделия, необходи мость точной позиционной ориентации изделия относительно
10’ |
291 |
начала координат, т. е. точной установки изделия на станок; сравни тельная сложность конструкции станка и аппаратуры -управления; сравнительно большая трудоемкость работ по подготовке и изго товлению программ.
Перечисленные недостатки существенно сдерживают широкое распространение систем числового программного управления в сва рочном производстве. С ними успешно конкурируют копировальные и другие системы автоматического управления, получившие гораздо
большее |
распространение в сварочных и наплавочных станках |
V и VII |
классов. |
Роторные сварочные станки-автоматы. Одним из перспективных направлений автоматизации сварочного производства является применение роторных автоматов и автоматических линий, которым, по-видимому, предстоит большое будущее в массовом производстве однотипных деталей небольшого габарита. Производительность ро торных автоматов значительно выше производительности одноэлект родных, а во многих случаях и многоэлектродных машин обычного типа.
Принцип действия роторных установок и машин существенно отличается от принципа действия станков-автоматов с круговыми многопозиционными конвейерами, несмотря на кажущуюся анало гию и общность некоторых конструктивных элементов, например вращающихся многоместных столов-планшайб. Отличие заключает ся, во-первых, в том, что в роторных машинах рабочие инструменты, производящие обработку изделия (например, сварочные головки), непрерывно движутся (вращаются) во время работы синхронно с планшайбой и количество рабочих инструментов (или их ком плектов) равно количеству рабочих гнезд в планшайбе ротора. Во-вторых, все гнезда ротора-конвейера оснащены одинаковыми ра бочими инструментами и не специализированы для различных по следовательных операций, как это имеет место в обычных конвейер ных установках, в том числе круговых.
Таким образом, на всех позициях ротора, кроме позиций за грузки и выгрузки, одновременно осуществляется одна и та же опе рация, но с разными изделиями одинакового типоразмера. При этом ротор равномерно и непрерывно вращается вокруг своей оси и за один оборот выпускается столько изделий, сколько в нем гнезд, следовательно, в этом отношении он работает как круговой кон вейер. Однако, если в обычном конвейерном агрегате, в том числе и круговом, ритм работы равен времени t обработки детали, напри мер сварки на одной позиции, то в роторном агрегате ритм равен
t
где а — число гнезд, в которых одновременно производится
обработка. Следовательно, при равном количестве гнезд штучная
292
