УСТАНОВКА ДЛЯ СБОРКИ И СВАРКИ ПОЛОТНИЩ С ПЕРЕКРЕСТНЫМ НАБОРОМ РЕБЕР ЖЕСТКОСТИ Российский патент 1997 года по МПК B23K37/04 

Изобретение относится к области механизированной сборки и автоматической сварки изделий. Оно может найти применение преимущественно в судостроении, а также в некоторых отраслях машиностроения и промышленного строительства для изготовления конструкций из металлического листа с перекрестным набором ребер жесткости.

Установка для сборки и сварки полотнищ с перекрестным набором ребер жесткости предназначена для сборки металлических листов в полотнища, установки на них перекрестного набора ребер жесткости, многодуговой автоматической сварки угловых соединений в нижнем положении, многодуговой сварки в полуавтоматическом режиме всех остальных соединений в изделии: сборно-монтажных, стыковых, вертикальных угловых, недоступных автоматическому режиму участков горизонтальных угловых соединений.

Известна поточная линия для сборки и сварки полотнищ с набором, содержащая транспортную систему, листоукладчик, порталы для установки и сварки набора, установку для сборки и сварки полотнищ [1]
Известен также агрегат для сборки и сварки балок судового набора с полотнищем, содержащий кассету с балками, рольганг для передвижения полотнища, перемещаемую по мосту тележку, несущую захватно-прижимное устройство со сварочной горелкой, а также рабочий инструмент в виде газовой горелки для обработки полотнища по контуру [2]
Однако эти агрегаты сложны конструктивно, не выполняют всего необходимого комплекса работ, имеют малый коэффициент загрузки по времени работы, не могут вести многодуговую автоматическую сварку перекрестного набора ребер жесткости с листом.

Известна установка для многодуговой автоматической сварки, содержащая портал, самоходную тележку, смонтированную на портале, несущую регулируемые по длине рабочей части штанги, поворотные вокруг вертикальной оси тележки, соединенную со штангой траверсу с установленными на ней источниками питания сварочных дуг и подвешенными направляющими рейками с перемещающимися по ним автоматическими сварочными модулями, датчиком причаливания и другими элементами автоматики, позволяющими вести автоматическую сварку в нижнем положении угловых соединений перекрестного набора ребер жесткости [3]
Недостатком ее является ограничение технологических возможностей только функцией автоматической электросварки заранее собранных угловых соединений, невозможность использования установки для операций сборки свариваемого изделия, для операций полуавтоматической доварки участков соединений, недоступных автоматическому режиму сварки, что сокращает возможность ее полной производственной загрузки.

Сущностью (целью) изобретения является расширение технологических функций установки за счет механизации сборки изготовленного изделия и проведения полного объема электросварочных работ. Это позволяет механизировать все стадии процесса изготовления изделия, резко сократить размеры требующегося для этого оборудования и занимаемых им производственных площадей с увеличением времени его использования, сделать экономически целесообразным применение установки в условиях сравнительно малого объема изготовления изделий.

На фиг. 1 изображен общий вид установки для сборки и сварки листа с перекрестным набором ребер жесткости, на фиг. 2 вид А узла 1 на фиг. 1, на фиг. 3 вид А узла 1 на фиг. 1 траверса с вакуумными захватами, на фиг. 4 - вид А узла 1 на фиг. 1 механические захваты для ребер жесткости, на фиг. 5 - механический захват для углового профиля, на фиг. 6 механический захват для полособульба, на фиг. 7 электромагнитный захват для полособульба, на фиг. 8 электромагнитный захват для углового профиля.

Установка для сборки и сварки полотнищ с перекрестным набором ребер жесткости (фиг. 1 общий вид) состоит из подвижного портала 1, самоходной тележки с поворотным кругом 2, перемещающейся по направляющим моста портала и несущей телескопические штанги 3, соединенные с траверсой 4. На траверсе 4 смонтированы источники питания сварочных дуг 5 с блоками автоматического управления, направляющие рейки 6 с перемещающимися по ним автоматическими сварочными модулями 7. К траверсе 4 подвешен съемный пост 8 местного управления перемещениями установки и траверсы и дополнительная вторая траверса 9 с грузоподъемными электромагнитными захватами 10 и постом управления ими 11, прикрепленная посредством гибких связей 12 и быстроразъемных соединений 13.

К траверсе 9 (фиг. 2) на гибких связях и быстроразъемных соединениях прикреплены механические захваты 14 для перемещения и укладки немагнитного листа. К каждому (или выборочно) автоматическому сварному модулю подключен быстросъемный ручной шланговый держатель проволочного электрода 15 для производства электроприхваточных работ при сборке металлических листов в полотнище и закреплении на нем набора ребер жесткости, для получения в полуавтоматическом режиме стыковых швов полотнища, вертикальных и недоступных автоматическому режиму сварочных модулей участков горизонтальных угловых сварных соединений набора ребер жесткости с полотнищем.

На фиг. 3 показаны подвешенные к траверсе 9 на гибких связях 12 вакуумные захваты 16 с прикрепленными к ним и уложенными немагнитными листами металла 17.

На фиг. 4 показаны подвешенные к траверсе 4 быстросъемные на жестких подвесах 18 механические захваты 19 для немагнитного профиля жесткости 20.

На фиг. 5 и 6 показаны варианты механических захватов для разных видов профилей немагнитных ребер жесткости, состоящие из прикрепленных на шарнирах 21 прижимов 22 с поворотными вокруг шарниров 23 рычагами-фиксаторами 24, воздействующими на храповое зубчатое зацепление 25 жесткого подвеса 18.

На фиг. 7 и 8 показаны варианты электромагнитных захватов для разных профилей магнитных ребер жесткости, состоящие из электромагнитов вертикального зацепления 26 и горизонтального зацепления 27, закрепленных на жестком подвесе 18.

Установка работает следующим образом.

Перед сборкой изделий производят подключение подвесного поста местного управления, переключение управления установкой с дистанционного автоматического на местное ручное, к автоматическому сварочному модулю (одному или нескольким) подключают ручной шланговый держатель электрода, переключают управление работой сварочной аппаратурой и модулем с автоматического на полуавтоматическое, к траверсе 4 подвешивают быстросъемную вторую траверсу 9 с электромагнитными грузоподъемными захватами и постом управления ими (если предстоит работать с магнитными материалами) или на выбор механические, вакуумные захваты (если предстоит работать с немагнитными материалами). Управляя с местного поста управления, подводят установку к месту хранения листового материала, захватывают один лист электромагнитными или механическими захватами и транспортируют его к месту формирования полотнища, ориентируют лист в нужном направлении и укладывают на стенде, освобождая затем от захватов. Таким же образом транспортируют, ориентируют и укладывают рядом следующие листы, формируя из них полотнище и соединяя их между собой в одно целое на электроприхватках с помощью ручного шлангового электрода 15 и сварочной аппаратуры автоматического модуля, переведенной на ручное управление.

По окончании формирования полотнища, состоящего из нескольких листов металла, уложенных встык, их сваривают между собой сплошным швом с помощью автоматической сварки (отдельным трактором для сварки под слоем флюса) или полуавтоматической сваркой в среде защитного газа ручным шланговым держателем сварочного модуля установки.

Для установки на сваренном полотнище ребер жесткости траверсу 9 снимают, к траверсе 4 прикрепляют быстросъемные на жестких подвесах электромагнитные захваты профиля (для магнитного материала) или механические захваты для немагнитного профиля, подводят установку к месту их хранения, производят захват профиля, транспортировку его к полотнищу, ориентирование и координирование по полотнищу, опускание и прижатие профиля (за счет силы тяжести траверсы и расположенного на ней оборудования) к полотнищу для исключения зазора между ними. Прижатый набор закрепляется на полотнище электроприхватками с помощью ручного шлангового держателя. Таким образом устанавливается и закрепляется на полотнище набор ребер жесткости сначала основного, а затем и перпендикулярного направления.

По окончании работ по сборке изделия с траверсы 4 снимаются захваты для профиля, с автоматического сварочного модуля снимается ручной шланговый держатель, сварочное оборудование переключается на работу в автоматическом режиме, убирается (поднимается) пост 8 местного управления установкой, управление установкой переводится на дистанционное из кабины оператора. Далее установка проводит работы по многодуговой автоматической сварке угловых соединений перекрестного набора ребер жесткости 3.

После окончания всех сварочных работ в автоматическом режиме к сварочному автоматическому модулю (одному или нескольким) вновь подключаются быстросъемные шланговые держатели, сварочное оборудование переключается на ручное управление и производится проверка швов, недоваренных в автоматическом режиме (части горизонтальных угловых соединений в зонах, недоступных автоматическому режиму, а также всех вертикальных швов).

Далее цикл работ повторяется.

Предложенная установка позволяет механизировать работы по захвату, транспортировке, ориентированию и укладке в нужном положении металлических листов при формировании из них полотнища, и элементов перекрестного набора ребер жесткости при их монтаже на полотнище, их прижатие к полотнищу для удаления зазоров, вести монтажную сборку изделия на электроприхватах, проводить в автоматическом режиме сварку угловых соединений в нижнем положении и в полуавтоматическом режиме сварку стыковых соединений полотнища, угловых соединений вертикальных и недоступных автоматическому режиму сварочных модулей горизонтальных участков, улучшить организацию рабочего места сборщика и сварщика металлических конструкций, удалив от него электросварочное оборудование, электросварочные кабели, предохраняя их от повреждений и преждевременного износа, повысить престижность труда сборщика и сварщика металлических конструкций, значительно повысить коэффициент использования по времени установки и входящего в нее оборудования, повысить ее экономическую эффективность.

Изобретение предназначено для применения преимущественно в судостроении, а также в некоторых отраслях машиностроения и промышленного строительства и состоит из подвижного портала 1 с самоходной тележкой 2, несущей поворачивающиеся вокруг вертикальной оси на 360^o телескопические штанги 3, подвешенной к ним траверсы 4 с установленными на ней сварочным оборудованием 5 и направляющими рейками 6, по которым перемещаются сварочные модули 7 для многодуговой автоматической сварки угловых соединений в нижнем положении. К траверсе подвешивается также дополнительная быстросъемная на гибких подвесках траверса 9 с механическими или электромагнитными захватами 10 для листа и формирования из него полотнища или быстросъемными на жестких подвесках для перемещения и ориентирования профилей ребер жесткости, установки и прижатия их на полотнище. Установка снабжена съемным подвесным постом 8 местного управления передвижениями траверсы 4, а сварочные модули - быстросъемными шланговыми держателями проволочного электрода и системой переключения работы с автоматической на полуавтоматическую. Установка позволяет захватывать, транспортировать, ориентировать и укладывать листы и ребра жесткости на них, производить монтажную на электроприхватках сборку металлических листов в полотнище, сборку полотнища с перекрестным набором ребер жесткости, многодуговую автоматическую сварку угловых соединений перекрестного набора в нижнем положении и многодуговую полуавтоматическую сварку стыковых, вертикальных и недоступных автоматическому режиму участков горизонтальных угловых соединений. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Установка для сборки и сварки полотнищ с перекрестным набором ребер жесткости, содержащая подвижный портал, самоходную тележку, смонтированную на портале, регулируемые по высоте рабочей части телескопические штанги, смонтированные на тележке с возможностью поворота на 360^o вокруг вертикальной оси, соединенную с штангами траверсу с установленными на ней источниками питания сварочных дуг и подвешенными направляющими рейками с автоматическими сварочными модулями, отличающаяся тем, что, с целью механизации и автоматизации цикла работ по изготовлению изделия, установке для многодуговой автоматической сварки придаются новые дополнительные функции: манипулятор для сборки изделия из составляющих его элементов, машина для прижатия элементов набора ребер жесткости к полотнищу перед их скреплением на электроприхватах, многофункциональная многодуговая сварочная машина, позволяющая за счет комбинации полуавтоматического и автоматического способов ведения сварки, проведение полного комплекса сварочных работ на изделии, для чего известная установка снабжена убираемым подвесным постом местного управления перемещениями траверсы в пространстве во всех направлениях, установленными на траверсе быстроразъемными соединениями для подвески и смены дополнительных траверс с захватами, комплексом дополнительных быстросъемных на гибких подвесах траверс с захватами для перемещения, ориентирования и точной установки магнитного и немагнитного листа при формировании из него полотнища, комплексом быстросъемных на жестких подвесах захватов для перемещения ориентирования, точной установки и прижатия к полотнищу магнитных и немагнитных профилей набора ребер жесткости, в систему оборудования установки введены блоки питания электромагнитных и вакуумных захватов, в пульт местного управления органы управления работой захватов, автоматические сварочные модули снабжены убираемыми шланговыми ручными держателями проволочного электрода, системой переключения источников питания сварочных дуг и автоматических сварочных модулей с автоматического на полуавтоматическое управление. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что грузозахватные элементы для листов выполнены электромагнитными. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что грузозахватные элементы для листов выполнены механическими. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что грузозахватные элементы для листов выполнены вакуумными. 5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что грузоподъемные захваты для ребер жесткости выполнены электромагнитными. 6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что грузоподъемные захваты для ребер жесткости выполнены механическими. 7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что для прижатия элементов набора жесткости ребер к полотнищу используется сила тяжести штатного оборудования, перемещаемого телескопическими штангами в вертикальном направлении.