УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛОСКИХ СЕТОК Российский патент 2013 года по МПК B23K11/10 B23K101/22 B21F27/10 

Область изобретения

Установка для изготовления плоских сеток обеспечивает выпуск изделий длиной 1650-3000 мм и шириной 2500 мм из прутков проволоки ⌀5-⌀8 мм, преимущественно заборной сетки, и позволяет получать изделия высокого качества и широкой номенклатуры.

Известна машина для контактной точечной сварки арматурных сеток (1), содержащая станину, сварочные головки с приводами сжатия, блок питания, роликовый рольганг и механизм перемещения сетки на шаг. Машина снабжена наборной рамой, установленной с возможностью перемещения по роликам рольганга. Рама выполнена составной с разметочными шаблонами и фиксаторами, которые смонтированы на ее бортах с возможностью перемещения и съема. Один из бортов установлен с возможностью поперечной перестановки, ролики рольганга оснащены ребордой, являющейся направляющей для перемещения рамы. Фиксаторы смонтированы на одном из продольных бортов рамы и установлены с возможностью взаимодействия с механизмом перемещения сетки на шаг. В известной машине фиксаторы взаимодействуют с механизмом перемещения сетки и снабжены пальцем и пластиной. Механизм перемещения сетки выполнен в виде расположенной на роликах, закрепленных на станине, приводной рейки с откидной собачкой, установленной на одном конце рейки с возможностью взаимодействия с пальцем фиксатора для перемещения рамы. На другом конце рейки смонтирован палец для сброса сетки и датчик, который закреплен с возможностью взаимодействия с пластиной фиксатора.

Машина используется в строительной промышленности для сварки крупногабаритных арматурных сеток с размерами 12,5×12 (м) и максимальными размерами арматуры ⌀36×⌀36 мм. Машина обеспечивает переналадку продольных и поперечных прутков на другой типоразмер, а также обеспечивает высокое качество сварки в перекрестьях арматуры. Однако имеется ряд недостатков:

во-первых, ее производительность достаточно низкая в связи с ручной загрузкой и необходимостью закрепления арматуры в фиксирующих устройствах;

во-вторых, конструкция машины рассчитана на сварку арматуры больших размеров до ⌀36 мм, которая имеет достаточную жесткость, однако, тонкую проволоку больших размеров невозможно сварить в связи с гибкостью проволоки, в этом случае невозможно достичь хорошего качества изделий.

Известен автомат для изготовления проволочных решеток (2) из мерных прутков круглого сечения. Он содержит установленные на станине транспортера несущие тележки, бункерные механизмы загрузки поперечных и продольных прутков, подъемный сварочный стол и устройства наличия и выравнивания прутков, а также съемник.

Автомат предназначен для сварки решеток, из которых далее изготавливаются корзины. В известном автомате размер свариваемой сетки представляет собой развертку корзины с заданным нерегулируемым шагом, где используются проволоки одинакового диаметра.

Недостаток устройства состоит в жесткости конструкции, а именно в том, что он предназначен для изготовления конкретного вида изделий без возможности перестройки его на другой типоразмер, существенным недостатком является то, что его нельзя применить в производстве сеток большой площади, что существенно ограничивает его функциональные возможности.

Наиболее близким аналогом (3) является «Способ изготовления плоских проволочных сеток и установка для его осуществления».

Установка предназначена для изготовления решеток из прутков проволоки с заданными по длине и ширине размерами, включающая многоэлектродную машину для точечной контактной сварки, содержащую станину, расположенные в один ряд неподвижные и подвижные верхние электроды с приводом перемещения и прижатия последних, блок питания, кондуктор для укладки подготовленных образующих плоскую сетку прутков, а также направляющую для подачи кондуктора на электроды сварочной машины.

Установка используется для изготовления антенных решеток и обеспечивает хорошее качество и плоскостность изделий без последующей обрезки концов.

Однако имеется ряд недостатков.

Во-первых, в установке используется сложная конструкция кондуктора, позволяющая производить изделия без обрезки заданных параметров, но при переходе на другой типоразмер антенной решетки необходимо использовать новый типоразмер кондуктора. Такая конструкция установки резко ограничивает ее функциональные возможности в части номенклатуры изделий.

Во-вторых, второй кондуктор заполняется полностью вручную проволоками во время сварки первого и переносится с рабочего стола оператора на направляющие для подачи на электроды сварочной машины тоже вручную, что трудоемко и снижает производительность труда.

В-третьих, использование направляющей в известной установке для пошагового перемещения кондуктора при проходе через зону сварки фактически осуществляется вручную, что также существенно снижает производительность труда.

В предложенной авторами установке решена задача повышения производительности и расширения функциональных возможностей при сохранении высокого качества изделий.

Технический результат достигается благодаря тому, что в известную установку для изготовления плоских сеток из прутков проволоки с заданными по длине и ширине размерами, включающую многоэлектродную сварочную машину для точечной контактной сварки, содержащую станину, расположенные в один ряд нижние и подвижные верхние электроды с приводом перемещения и прижатия последних, кондуктор для укладки подготовленных образующих плоскую сетку прутков и направляющие для продольного перемещения кондуктора на электроды сварочной машины, систему управления, вновь введены:

устройства перемещения и укладки проволок в кондукторы,

устройство поперечного перемещения двух кондукторов параллельно линии сварки,

а направляющие выполнены в виде устройства продольного перемещения кондуктора и дополнительно введены роликовые опоры для кондуктора, которые закреплены на станине сварочной машины,

кроме того, введены два пневмоцилиндра для выравнивания торцов поперечных проволок, каждый из них закреплен на станине сварочной машины по линии сварки, а нижние электроды сварочной машины выполнены с возможностью вертикального перемещения,

при этом устройство перемещения и укладки проволок в кондуктор содержит П-образный портал, который снабжен роликами для перемещения по направляющей, она закреплена на основании устройства, а П-образный портал снабжен пневмозахватами по числу продольных проволок, перед пневмозахватами установлены направляющие, которые закреплены на основании, а П-образный портал снабжен ложементом для поперечных проволок, кроме того, предусмотрен стол для размещения продольных проволок,

а устройство поперечного перемещения кондукторов параллельно линии сварки включает станину, где установлены направляющие для перемещения двух рам, которые снабжены роликами, каждая рама соединена с соответствующим пневмоцилиндром, штоки пневмоцилиндров установлены соосно и жестко соединены, а на противоположных концах станины закреплены электромагниты для удерживания рам в крайних положениях, а на рамах установлены платформы, которые снабжены роликовыми опорами, и электромагнит для удерживания кондуктора в исходном положении, кроме того, на платформе размещены пневмоцилиндры, штоки последних снабжены насадками в форме грибков для выталкивания сваренной сетки,

а устройство продольного перемещения кондуктора на электроды сварочной машины и обратно выполнено в виде каретки, каретка включает две щеки, которые соединены между собой, на первой щеке закреплен сервопривод, на его валу установлено зубчатое колесо для взаимодействия с зубчатой рейкой, которая закреплена на основании, а на второй щеке установлены роликовые опоры для взаимодействия с направляющей, она установлена на основании параллельно зубчатой рейке, на торце каретки закреплен электромагнит для взаимодействия с кондуктором, а на станине сварочной машины закреплены роликовые опоры для кондуктора.

Авторами предложена новая конструкция установки для изготовления плоских сеток, в которой для увеличения производительности используются одновременно два кондуктора, которые автоматически перемещаются вдоль линии сварки. Пока на первом кондукторе сваривается, а затем разгружается сетка, операторы с помощью устройства перемещения и укладки проволок производят раскладку правленных проволок во второй кондуктор. Организация двух постов загрузки также позволила существенно сократить производственный цикл и тем самым повысить производительность труда.

Введение устройства поперечного перемещения кондукторов вдоль линии сварки также исключает ручной труд и по переноске кондуктора, что способствует повышению производительности труда.

В отличие от прототипа, где кондуктор пошагово перемещается через зону сварки по направляющей, авторами предложено новое оригинальное решение в виде устройства продольного перемещения кондуктора через зону сварки, а для опоры кондуктора введены роликовые опоры. Это позволило повысить производительность, за счет исключения ручного труда. Конструкция установки обеспечивает выпуск качественных сеток с высокой плоскостностью и большой площади.

Авторами предложена установка с широкими функциональными возможностями. Решена задача сварки сетки больших размеров до 2,5 м × 3 м из проволок ⌀5-⌀8 с шагом проволок 50 мм, 75 мм, 100 мм и далее кратно указанным размерам, данные сеточные изделия используются в качестве ограждений для заборов. Предлагаемая конструкция позволяет легко перенастраивать установку на выпуск сеток меньших размеров, различных шагов и удовлетворять широкие запросы потребителя.

Кроме того, в отличие от прототипа для беспрепятственного перемещения кондуктора через зону сварки авторы предложили выполнить нижние электроды с возможностью вертикального перемещения. Это позволило при проходе через электродную зону свободно обходить выступающие части кондуктора снизу и производить сварку не только последовательно ряд за рядом, но и в любом порядке, что просто необходимо при больших размерах сетки, требующей соответственно большого размера кондуктора.

Таким образом, предлагаемая авторами установка для изготовления плоских сеток отвечает критерию новизна, т.к. совокупность существенных признаков не обнаружена в ранее известных технических решениях, а также отвечает критерию изобретательский уровень, т.к. не следует явным образом из уровня техники.

Кроме того, в предлагаемом изобретении отличительные признаки находятся в причинно-следственной связи с техническим результатом, который заключается в повышении производительности и расширении функциональных возможностей при сохранении высокого качества изделий.

Перечень чертежей

На Фиг.1 - установка для изготовления плоских сеток.

На Фиг.2 - устройство перемещения и укладки проволок в кондуктор.

На Фиг.3 - устройство поперечного перемещения кондукторов.

На Фиг.4 - устройство поперечного перемещения кондукторов, вид А.

На Фиг.5 - устройство продольного перемещения кондуктора.

На Фиг.6 - схема поперечного перемещения кондукторов.

На Фиг.7 - сетка, выпускаемая на установке.

Установка для изготовления плоских сеток содержит многоэлектродную сварочную машину 1 (фиг.1), систему управления 2, два устройства перемещения проволок в кондукторы 3, устройство поперечного перемещения двух кондукторов параллельно линии сварки 4, устройство продольного перемещения кондуктора 5 на электроды сварочной машины и обратно, закрепленные на станине сварочной машины роликовые опоры 6, а также введены два пневмоцилиндра 7 для выравнивания торцов поперечных проволок, которые закреплены на станине сварочной машины по линии сварки, кроме того, нижние электроды 8 сварочной машины выполнены с возможностью вертикального перемещения.

Устройство перемещения и укладки проволок в кондуктор 3 (фиг.2) содержит П-образный портал 9, который снабжен роликами 10 для перемещения по направляющей 11, закрепленной на основании 12 устройства. На П-образном портале закреплены пневмозахваты 13 по числу продольных проволок 14. Перед пневмозахватами 13 установлены направляющие 15 для продольных проволок. П-образный портал снабжен ложементом 16 для поперечных проволок 17, также предусмотрен стол 18 для продольных проволок 14.

Устройство поперечного перемещения кондукторов параллельно линии сварки 4 (фиг.3, фиг.4) содержит станину 19 (фиг.3), где установлены направляющие 20 для двух симметрично расположенных рам 21 (фиг.4). Рамы снабжены роликами 22 (фиг.3) для перемещения по направляющим 20. Каждая из рам 21 жестко соединена с соответствующим пневмоцилиндром 23, а штоки 24 указанных пневмоцилиндров установлены соосно и жестко соединены. На концах станины 19 (фиг.4) закреплены электоромагниты 25, 25а для удерживания рам в крайних положениях. На каждой из рам размещена платформа 26 (фиг.3), на которой закреплены роликовые опоры 27 и электромагнит 28 для удерживания кондуктора 29, кроме того, на этой платформе установлены пневмоцилиндры 30, а их штоки снабжены насадками в форме грибков 31 для выталкивания сваренной сетки 32 (фиг.4).

Устройство продольного перемещения кондуктора 5 (фиг.1) на электроды сварочной машины и обратного его перемещения после сварки содержит каретку 33 (фиг.5). Каретка состоит из двух щек, соединенных между собой, на первой щеке 34 закреплен сервопривод 35, а на его валу установлено зубчатое колесо 36, которое взаимодействует с зубчатой рейкой 37, которая закреплена на основании 38. На второй щеке 39 установлены роликовые опоры 40, которые перемещаются по направляющей 41, установленной на основании 38. На торце каретки 33 размещен электромагнит 42 для взаимодействия с кондуктором.

На схеме поперечного перемещения кондукторов (фиг.6) показаны положения обоих пневмоцилиндров 23, перемещающих кондукторы 29, 29а за один цикл работы установки.

На фиг.7 изображен самый большой образец выпускаемой сетки на предлагаемом устройстве.

Устройство работает следующим образом. На (фиг.6) представлена схема поперечного перемещения кондукторов. В начале цикла (фиг.6а) кондукторы необходимо установить следующим образом: на пост загрузки - №1 ставят кондуктор поз. 29 и на пост загрузки - №2 ставят кондуктор поз.29а с помощью устройства поперечного перемещения кондукторов 4, которым далее оба кондуктора перемещаются параллельно линии сварки сварочной машины 1. Для этого система управления 2 (фиг.1) дает команду на подачу сжатого воздуха, который нагнетается одновременно в полости «б» (фиг.6а) обоих пневмоцилиндров. При этом перемещаются корпуса обоих пневмоцилиндров 23 (фиг.4) относительно линии соединения штоков, жестко связанные с корпусами рамы 21, которые катятся посредством роликов 22 (фиг.3) по направляющим 20 и достигают крайних положений, где удерживаются установленными на станине 19 электромагнитами 25, 25а (фиг.4). Далее на посту загрузки - №1 (фиг.6а) с помощью устройства перемещения и укладки проволок в кондуктор 3 (фиг.1) производится загрузка кондуктора поз.29 (фиг.6а), который удерживается от перемещения по роликовым опорам 27 (фиг.3) электромагнитом 28. В это время второй кондуктор 29а (фиг.6а) находится на посту загрузки - №2, а его рама удерживается от перемещения электромагнитом 25а.

Далее производится перемещение и укладка проволок в кондуктор 29 на посту загрузки - №1. Предварительно подготовленные продольные проволоки 14 (фиг.2) укладывают на стол 18, а поперечные проволоки 17 находятся в ложементе 16. Операторы через направляющие 15 вставляют продольные проволоки в пневмозахваты 13, которые по команде от системы управления 2 зажимают их. П-образный портал 9 перемещается посредством роликов 10 по направляющим 11 и тащит продольные проволоки к переднему краю кондуктора, после этого разжимаются пневмозахваты и продольные проволоки сбрасываются в кондуктор. При обратном ходе П-образного портала операторы снимают поперечные проволоки 17 с ложемента 16 и укладывает их в кондуктор 29. Кондуктор заполнен.

Далее необходимо кондуктор 29 (фиг.6б) переместить на пост сварки-выгрузки сетки. Вначале отключается электромагнит 25 слева, удерживающий соответствующую раму, при этом электромагнит 25а справа включен и продолжает удерживать соответствующую ему раму.

От системы управления подается команда и в полость «в» обоих пневмоцилиндров нагнетается сжатый воздух, после чего корпус пневмоцилиндра начинает перемещаться на пост сварки-выгрузки сетки и перемещает жестко связанные с ним раму, платформу и кондуктор 29, последний в этот момент закреплен на платформе 26 (фиг.3) включенным электромагнитом 28.

На посту сварки-выгрузки электромагнит 28 отключается и кондуктор 29 (фиг.6б) освобождается. Далее включается устройство продольного перемещения кондуктора 5 (фиг.1). По команде от системы управления включается сервопривод 35 (фиг.5) и каретка 33 через зубчатое колесо 36 начинает передвигаться по рейке 37 и направляющей 41, по которой катятся роликовые опоры 40. Передний край каретки 33 проходит через зону сварки и включается электромагнит 42, который захватывает кондуктор 29 и тащит его обратно в зону сварки. Когда первый ряд (либо любой последующий ряд) поперечных проволок доходит до линии сварки, каретка 33 останавливается и закрепленные на станине сварочной машины 1 (фиг.1) пневмоцилиндры 7 срабатывают и выравнивают торцы поперечных проволок по одной линии. Точное позиционирование перекрестий проволок на линии сварки достигается за счет сервопривода 35 (фиг.5). Далее по программе от системы управления осуществляется сварка проволок. Кондуктор за сварочной машиной 1 (фиг.1) опирается на роликовые опоры 6, которые закреплены на станине сварочной машины. После окончания сварки сервопривод 35 включает обратный ход, и каретка 33 возвращает кондуктор 29 обратно на роликовые опоры 27 (фиг.3) платформы 26. Включается электромагнит 28, который захватывает и фиксирует на платформе кондуктор, а электромагнит 42 (фиг.5) на каретке выключается. Каретка 33 остается в этом положении до подхода следующего кондуктора.

Следующий этап - разгрузка готовой сетки 32 (фиг.4) из кондуктора. Сетка выталкивается пневмоцилиндрами 30 (фиг.3) с насадками в виде грибков 31, после чего операторы снимают ее и укладывают на штабелер.

В тот момент, когда происходит сварка и разгрузка сетки кондуктора 29, на посту загрузки - №2 в аналогичном порядке укладываются проволоки в кондуктор 29а.

После разгрузки кондуктор 29 (фиг.6в) перемещают обратно на пост загрузки - №1. Для этого электромагнит 25а справа продолжает удерживать соответствующую раму, а в полость «Б» обоих пневмоцилиндров нагнетается сжатый воздух, и корпус пневмоцилиндра перемещает раму, платформу и кондуктор 29 в исходное положение. Включается электромагнит 25 слева и удерживает раму.

Сварка проволок в кондукторе 29а (фиг.6г). Вначале отключается электромагнит 25а справа, а в полости «В» обоих пневмоцилиндров подается сжатый воздух. Корпус правого пневмоцилиндра перемещается, а вместе с ним рама, платформа и кондуктор 29а. Последовательность сварки и разгрузки сетки в кондукторе 29а производится аналогично вышеописанному способу.

Далее после разгрузки необходимо кондуктор 29а возвратить на пост загрузки - №2. Для этого в полости «В» обоих пневмоцилиндров нагнетается сжатый воздух, и корпус пневмоцилиндра слева перемещается вместе с рамой, платформой и кондуктором 29а. Включается электромагнит 25а справа, он захватывает и удерживает подошедшую к нему раму.

Далее цикл повторяется.

Предлагаемая установка для изготовления плоских сеток реализована в промышленности в виде «Комплекса КСМ 2500 К3». Она позволяет выпускать сеточные раскрои размером до 3000×2500 мм с ячейками 50×50 мм, 50×75 мм, 50×150 мм, 75×150 мм.

Дополнительным техническим эффектом комплекса является удобство обслуживания и легкая доступность ко всем основным узлам.

Опытная эксплуатация показала, что производительность комплекса при односменной работе достигает 100 тонн раскроев заборной сетки в месяц. Высокое качество сварных изделий и надежность оборудования достигнуты за счет применения в системе управления новейшего оборудования. Использованы программируемые контроллеры фирм BESK, MOTOROLA, панель оператора с сенсорным экраном Weintek Labs, а также пневмоаппаратура SMC, FESTO, силовые приводы выполнены на базе сервоприводов и преобразователей частоты фирмы SEW-EURODRIVE.

Список литературы

1. А.с. №1215922, заявлено 21.09.84, опубликовано 07.03.86. Машина для контактной точечной сварки арматурных сеток.

2. А.с. №1291330, заявлено 21.10.85, опубликовано 23.02.87. Автомат для изготовления проволочных решеток.

3. Патент №2248264, заявлено 15.10.2002, опубликовано 20.03.2005. «Способ изготовления плоских проволочных сеток и установка для его осуществления», прототип.

Установка предназначена для изготовления плоских сеток из проволоки диаметром 5-8 мм длиной до 3000 мм и высотой 2500 мм. В установке используется одновременно два кондуктора, которые автоматически перемещаются вдоль линии сварки. Организовано два поста загрузки. Установка содержит устройство поперечного и продольного перемещения кондуктора через зону сварки. Для опоры кондуктора использованы роликовые опоры. Нижние электроды сварочной машины выполнены с возможностью вертикального перемещения, что позволяет производить сварку проволок в любом порядке. Установка обеспечивает возможность ее перенастройки на выпуск сеток разных размеров и шагов. Получение качественных изделий с высокой плоскостностью и точными геометрическими параметрами сетки достигается благодаря применению системы управления с программируемыми контроллерами, использованию силовых приводов, выполненных на базе сервоприводов и преобразователей частоты. 7 ил.

Установка для изготовления плоских сеток из прутков проволоки с заданными по длине и ширине размерами, включающая многоэлектродную сварочную машину для точечной контактной сварки, содержащую станину, расположенные в один ряд нижние и подвижные верхние электроды с приводом перемещения и прижатия последних, кондуктор для укладки подготовленных образующих плоскую сетку прутков и систему управления, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит устройство перемещения и укладки проволок в кондукторы, устройство поперечного перемещения кондукторов параллельно линии сварки, устройство продольного перемещения кондуктора на электроды сварочной машины, роликовые опоры для кондукторов, закрепленные на станине сварочной машины, два пневмоцилиндра для выравнивания торцов поперечных проволок, каждый из которых закреплен на станине сварочной машины по линии сварки, а нижние электроды сварочной машины выполнены с возможностью вертикального перемещения, при этом устройство перемещения и укладки проволок в кондукторы содержит стол для размещения продольных проволок, П-образный портал, снабженный ложементом для поперечных проволок, роликами для его перемещения по направляющей, закрепленной на основании устройства, и пневмозахватами по числу продольных проволок, а также направляющие, установленные перед пневмозахватами и закрепленные на основании упомянутого устройства, устройство поперечного перемещения кондукторов параллельно линии сварки включает станину, на которой установлены направляющие для перемещения двух рам, снабженных роликами, на противоположных концах станины закреплены электромагниты для удерживания рам в крайних положениях, а на рамах установлены платформы, снабженные роликовыми опорами, и электромагнит для удерживания кондуктора в исходном положении, на платформе размещены пневмоцилиндры, штоки которых снабжены насадками в форме грибков для выталкивания сваренной сетки, причем каждая рама соединена с соответствующим пневмоцилиндром, штоки которых установлены соосно и жестко соединены, устройство продольного перемещения кондуктора на электроды сварочной машины содержит основание, каретку, включающую две соединенные между собой щеки, на первой щеке закреплен сервопривод, на валу которого установлено зубчатое колесо для взаимодействия с зубчатой рейкой, закрепленной на основании, на второй щеке установлены роликовые опоры для взаимодействия с направляющей, размещенной на основании параллельно зубчатой рейке, а на торце каретки закреплен электромагнит для взаимодействия с кондуктором.