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

численных выше вспомогательных операций, благодаря чему эта машина значительно больше удовлетворяет требования комплекс­ ной механизации, чем обычные машины для холодной сварки.

Очистка торцов деталей в данной машине осуществляется пнев­ матическим инжекторным устройством, распыляющим обезжири­ вающую жидкость по концам соединяемых деталей. Эта операция производится в самой машине непосредственно перед зажатием деталей и их сваркой, благодаря чему концы деталей предохраняются от случайного вторичного загрязнения.

В большинстве существующих машин для холодной сварки кон­ цы деталей обрезаются ножницами, расположенными вне машины, затем детали закрепляются в зажимных плашках, а вылет концов при этом регулируется визуально или с помощью измерительного инструмента. Данная машина наряду с обрезкой соединяемых де­ талей перпендикулярно их оси одновременно обеспечивает и необ­ ходимую длину вылета в зависимости от сечения свариваемых де­ талей. Это осуществляется специальными быстродействующими гильотинными ножницами, вмонтированными в машину.

Обычные машины для стыковой холодной сварки имеют две пары сменных зажимных плашек для сварки деталей определенного се­ чения и конфигурации. При переходе на сварку деталей другого профиля или сечения требуется замена плашек, являющаяся до­ статочно трудоемкой операцией. При частых сменах это существен­ но снижает производительность машин и затрудняет их эксплуата­ цию. Описываемая машина сконструирована так, что при сварке деталей различного сечения и конфигурации отпадает необходи­ мость в замене зажимных планок благодаря наличию барабанного устройства револьверного типа, несущего двенадцать пар плашек для различных деталей. В рабочем положении машины, т. е. при сварке, данная зажимная плашка устанавливается быстрым фикси­ рованным поворотом барабанного устройства.

Конструкция описанной машины несомненно сложнее обычных, но благодаря комплексному охвату всего сборочно-сварочного про­ цесса, имеет более высокую производительность. Применение таких машин особенно выгодно в тех случаях, когда приходится часто менять сечение свариваемых деталей, так как время их переналад­

319

§ 19. АВТОМАТИЧЕСКИЕ СБОРОЧНО-СВАРОЧНЫЕ СТАНКИ И МАШИНЫ VII КЛАССА

Основное отличие этих машин от сборочно-сварочного оборудо­ вания VI класса заключается в том, что в них механизированы не только основные и вспомогательные операции сборочно-сварочного процесса, но и операции управления, что обеспечивает машинам вы­ сокие показатели уровня автоматизации, приближающиеся к 100%. Как правило, эти машины могут встраиваться в автоматические поточные линии.

Принципы построения систем автоматического управления эти­ ми машинами изложены в § 16. Они аналогичны применяемым в машинах V класса. Различие между ними заключается лишь в том, что машины VII класса по сравнению с машинами V класса выполняют больший комплекс рабочих операций за счет добав­ ления сборочных операций. Системы автоматического управления и регулирования собственно сварочных процессов, являющиеся элементами комплексной системы управления машиной, рассмот­ рены в § 10 и 11.

Несмотря на высокую эффективность сборочно-сварочных автома­ тов, этот класс оборудования в сварочной технике, особенно в области сварки плавлением, представлен весьма ограниченным арсеналом машин — главным образом единичными образцами узко специализированных машин и агрегатов для массового и крупносе­ рийного производства. Объясняется это, во-первых, тем, что авто­ матические виды электрической сварки металлов по сравнению сдругими видами металлообработки (резанием, ковкой, штамповкой) все еще являются сравнительно новым технологическим процессом, тем более ново в сварочной технике направление полной комплекс­ ной автоматизации всего сборочно-сварочного процесса; во-вторых, при электродуговой сварке— отставание объясняется трудностя­ ми автоматизации направления дуги по шву и начального возбуж­ дения дуги, что сдерживает развитие машин VII класса для элект­ родуговой сварки, особенно в производстве изделий со швами боль­ шой протяженности и сложной конфигурации, для которых трудно обеспечить высокую точность собираемых заготовок. Несмотря на все эти трудности, в настоящее время существует уже немало об­ разцов комплексной автоматизации сборочно-сварочных работ.

В области электродуговой сварки одним из первых образцов оборудования VII класса можно назвать с т а н о к - а в т о м а т д л я с б о р к и и с в а р к и с т а л ь н ы х п у с т о т е л ы х ш а р о в (рис. 99). Эти шары, состоящие из двух сваренных между собой полусфер, являются массовой продукцией машиностроитель­ ных и судостроительных заводов. Заготовки шара в виде двух по­

3 2 0

лусфер диаметром 200 мм штампуются из листовой стали толщиной 2 мм, после чего кромки полусфер обрабатываются на токарном станке. Затем заготовки поступают на сборку и сварку. Сборка и сварка стыкового шва должна выполняться без подкладного коль­ ца и без всяких центрирующих заточек, что существенно осложняет задачу точной сборки полусфер и их центровки относительно оси вращения в станке. Сварной кольцевой шов, соединяющий обе

Рис. 99. Станок-автомат для сборки и сварки шаров.

полусферы, должен быть плотно-прочным и выдерживать давление до 50 ати. Шов выполняется электродуговой сваркой плавящимся электродом в среде углекислого газа.

Станок состоит из следующих основных узлов: механизма пи­ тания заготовками 5, передней бабки вращателя 1 с центрирующим конусом и пружинящими фрикционными захватами 3, задней баб­ ки 4 с таким же конусом и захватами, откидного ножа 8, сварочной головки 6, пневмосистемы, командоаппарата и аппаратуры управ­ ления, смонтированной в станине 7. Подача заготовок в станок осу­ ществляется с предыдущего рабочего места поточной линии по на­ клонному лотку 5, причем заготовки движутся попарно прерывис­

желобам до неподвижного тупика в станке, расположенного на ли­ нии центров. Рычажная система отсекателя работает от пневмоци­ линдра, управление которым осуществляет центральный командоаппарат.

Полусферы не имеют никаких центрирующих заточек или бо­ бышек. Вместе с тем их необходимо автоматически устанавливать

встанке так, чтобы плоскость кругового шва была, во-первых, строго перпендикулярна к оси вращения шара и, во-вторых, чтобы была расположена точно в плоскости электрода. Для этого преду­ смотрен специальный откидной нож 8, приводимый в движение пневмоцилиндром. Плоскости ножа тщательно отшлифованы и перпендикулярны к оси вращения изделия. Во время сборки изде­ лия нож находится в верхнем положении — между центровыми баб­ ками вращателя. Полусферы на станке располагаются по обе сто­ роны ножа и затем плотно прижимаются к нему своими торцами под действием штоков пневмобабок: сначала передней 1, а затем задней 3. После этого передняя бабка вместе с полусферой отводит­ ся назад на 2 мм, освобождая зажатый нож. Нож отбрасывается

внижнее положение и освобождает путь передней бабке с защем­

ленной в ней полусферой до соприкосновения с кольцевым торцом другой сферы, зажатой в задней бабке. Обе полусферы защемляются в бабках специальными конусами 3 с пружинящими фрикционными захватами, не позволяющими полусферам выскользнуть из цент­ рирующего конуса (чаши) или самопроизвольно повернуться в нем. В результате стыковое соединение собранного шара располагается точно под электродом и перпендикулярно к оси вращателя. После этого автоматически включается сварочный ток, подача электрод­ ной проволоки и вращение шара, т. е. начинается процесс сварки.

Длительность процесса сварки и его окончание регулирует реле времени, которое включается командоаппаратом. По окончании процесса сварки командоаппарат дает команды пневматическим цилиндрам обеих бабок для освобождения и выдачи готового изде­ лия на поток. Сваренный шар по наклонному желобу, расположен­ ному внутри станка, выкатывается наружу, включая по пути дви­ жения механизм загрузки станка следующими заготовками. Затем цикл автоматически повторяется.

Командоаппарат является основным органом автоматического управления, задающим вполне определенную программу работы станка как по длительности отдельных операций, так и по их по­ следовательности. Рабочим элементом командоаппарата служит мно­ гокулачковый вал, воздействующий на систему пневматических золотников и электровыключателей, управляющих соответствую­ щими пневматическими цилиндрами, двигателями и электромагни­ тами. Программу рабочего цикла станка можно изменять соответ­

322

ствующим профилированием кулачков и изменением их взаимного расположения на валу, а также числом оборотов кулачкового вала.

Продолжительность операционного цикла станка и его ритм — 55 сек. Производительность — 400—500 шт. в смену.

Многие сборочно-сварочные станки VII класса в отличие от опи­ санного выше станка работают не по жесткой системе управления, а по рефлекторной системе последовательного управления. В ка­ честве примера станка с таким автоматическим управлением можно привести станок для сборки и сварки стальных шахтных стоек на заводах угольного машиностроения. Корпус шахтной стойки имеет коробчатое сечение, составленное из двух швеллеров специального профиля шириной около 120 мм и длиной 1— 1,2 м. Швеллеры сва­ риваются между собой двумя стыковыми швами по всей длине элект­ родуговой автоматической сваркой под флюсом. Сборочно-свароч­ ный станок (рис. 100) выполняет автоматически все сборочные, сварочные и установочные операции, а также операции возбужде­ ния дуги и заварки кратеров, подачи флюса в зону сварки и его отсоса

вбункер и др. Подача заготовок (швеллеров) в сборочный кондуктор

ивыдача готовых изделий на поток осуществляется рольгангами поточной линии, на которой расположен станок, и соответствую­ щими механизмами загрузки и выгрузки.

Станок оборудован самоходным двухголовочным сварочным автоматом 8 с флюсовой аппаратурой 7, двухпозиционным поворот­ ным кондуктором— кантователем 9, в котором собираются и сва­ риваются шахтные стойки, подающим рольгангом 2 и механизмом загрузки. Двухпозиционный кантователь 9 состоит из двух парал­ лельно расположенных сборочных кондукторов 11, смонтированных на общей поворотной раме. Ось поворота рамы проходит между двумя кондукторами симметрично и параллельно им. Следователь­ но, при повороте кантователя на 180° кондукторы меняются места­

ми и свариваемые в них изделия меняют свою позицию. В кантова­ теле одновременно свариваются две стойки: в позиции справа по ходу потока сваривается первый шов, в позиции слева — второй шов. Таким образом, каждая стойка последовательно проходит две позиции: сначала правую, в которой производится ее сборка и сварка первого шва, а затем, после поворота кантователя на 180°, левую позицию, в которой производится сварка второго шва и вы­ грузка готовой стойки на поток.

Подача флюса в соответствующие периоды рабочего цикла произ­ водится автоматически действующим электропневматическим ши­ бером, который управляется путевым выключателем. Флюсоаппа­ раты 7, осуществляющие рециркуляцию флюса, действуют от сети сжатого воздуха (по эжекторной системе), причем выхлоп запылен­ ного воздуха производится в цеховую вентиляционную магистраль

через подвижной водяной затвор, благодаря чему исключается возможность загрязнения этой пылью цехов.

Зажимные устройства сборочных кондукторов, снабженные флюсоудерживающими приспособлениями, приводятся в действие силовым пневмоприводом диафрагменного типа 10. Поворот канто

вателя-кондуктора на 180° также осуществляется при помощи пнев­ мопривода с автоматическим управлением.

В табл. 28 приведена циклограмма работы станка за период 120 сек, охватывающий несколько циклов с фазовым сдвигом во вре­ мени на величину ритма. Из таблицы видно, что продолжительность операционного цикла изготовления (сборки и сварки) стойки рав­ на ПО сек, а ритм—■55 сек. Так как на станке одновременно обра­ батываются два изделия (со сдвигом фаз), то ритм вдвое меньше дли­ тельности цикла. В этом отношении станок можно рассматривать как двухпозиционный конвейерный агрегат — прототип поточной линии.

На циклограмме наглядно изображена не только продолжитель­ ность и последовательность рабочих операций, но и совмещение некоторых из них во времени на одной и той же позиции, например, совмещение операции 3 с операциями 1 и 2 на правой позиции, 10

Рис. 100. Станок для сборки и сварки шахтных стоек:

I — приемный внбролоток для флюса; 2 — подающий рольганг; 3 — станнна; 4 —* уст­ ройства пневмоавтоматики; 5 — нижний рельс для тележки сварочного автомата; 6 — верх­ ний рельс; 7 '— флюсоаппарат; 8 — самоходный двухголовочный сварочный автомат; Р — кантователь; 10 — днафрагмовые пневмозажимы; 11 — сборочные ' кондукторы.

325