Устройство для автоматической сварки криволинейных швов Советский патент 1984 года по МПК B23K37/04 

Изобретение относятся к сварке,а именно к ycTpoftctsaM для сварки плоских замкнутых швов, и может быть использовано в мапиностроении как для сварки, так и для наплавки.

Известно устройство для автоматической сварки криволинейных швов, содержащее смонтированные на основании привод вращения изделия с копиром, регулятор скорости вращения изделия и каретку со сварочной головкой и копирным роликом, установленным с возможностью взаимодейств1ИЯ с копиром ll .

Недостатком данного устройства является невозможность стабилизации скорости сварки на всех участках шва ввиду того, что скорост сварки является результатом сложения скоростей поступательного перемещения каретки и вращательного движения планщайбы, при этом каждое из указанных перемещений осуществляется независимым когшром, один из которых воздействует непосредственно на каретку, а другой - на регулятор скорости привода вращения изделия. Достижение точной синхронизации указанных двух перемещений чрезвычайно сложно и приводит к существенным погрешностям скорости сварки.

I. .

Цель изобретения - повьшение качества сварки путем снижения инер ционных колебаний изделия при сварке участков с малыми, радиусами кривизны

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для автоматической сварки криволинейных швов,

,содержащем смонтированные на основании привод вращения изделия, регулятор скорости вращения изделия и каретку со сварочной головкой и копирным роликом, установленным с возможностью взаимодействия с копиром, регулятор скорости выполнен в виде закрепленных на основании двузс направляющих, ведущего ходового вала с гайкой, параллельного ему ведомого вала с фрикционной муфтой и кулачка с копирным пазом, причем ведомый вал кинематически связан с приводом вращения Изделия, кулачок соединен с муфтой и копиром, а на гайке смонтировано три копирных паль да, два из которых установлены в направляющих, а третий - в копирном пазу .кулачка.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 расчетно-кинематическая схема устройства.

Устройство содержит смонтированны на основании 1 привод 2 вращения изделия, регулятор 3 скорости вращения изделия и каретку 4 со сварочной головкой 5 и копирным роликом 6, установленным с возможностью взаимодействия с копиром 7. Регулятор 3 скорости вращения вьтолнен в виде закрепленных на основании 1 двух направляющих 8, ведущего ходового вала 9 с гайкой 10., параллельного ему ведомого вала 11 с фрикционной муфтой 12 и соединенного с муфтой 12 кулачка 13 с копирным пазом 14, при этом на гайке 10, смонтированы три копирных пальца 15 и 16, два из которых (15) установлены в направляющих 8, а третий (16) - в копирном пазу 14 кулачка 13. На оси кулачка 13 закреплена планшайба 17 с зажимами для изделия. Каретка 4 установлен в направляющих 18, а копирный ролик 6 постоянно поджат, например, с помощью противовеса к копиру 7.

Устройство работает следующим образом.

Изделие с криволинейным замкнутым контуром закрепляют на планшайбе 17 и включают привод 2 вращения изделия. При этом одновременно приводятся во вращение кинематически связанные между собой ведущий 9 и ведомый 11 валы с постоянной угловой скоростью. Ведомый вал 11 через фрикционную муфту 12 приводит во вращение цилиндрический кулачок 13 с закрепленной на нем планшайбой 17 с изделием с постоянной угловой скоростью, несколько превьшающей максимальную для данного контура изделия. Ведущий ходовой вал 9 сообщает гайке 10 и закрепленному на ней копирному пальцу 16 равномерное поступательное перемещение вдоль оси цилиндрического кулачка 13. При этом копирный палец 16, взаимодействуя с пазом 14 кулачка 13, определяет величину переменной угловой скорости поворота кулачка 13 с закрепленной на нем планшайбой 17с изделием, выполняя роль корректора угловой скорости поворота кулачка 13 ведомым валом 11 через фрикционную муфту 12, сдерживающего избыточную скорость поворота кулачка 13

и заставляя при этом проскальзывать полумуфту кулачка 13 относительно полумуфты ведомого вала 11. Цикл сваки изделия совершается за один полный оборот кулачка 13, при этом длина хода гайки 10 соответствует одному полному обороту кулачка с небольшим перекрытием для заварки кратера в начале шва. Направление движения гайки по ходовому валу, а следовательно, и поворот кулачка с планшайбой и свариваемым изделием в каждом последующем цикле сварки меняется на обратное путем реверсирования привода 2. Профиль копира 7, к которому постоянно поджат копирный ролик 6 из каретки 4 со сварочной головкой 5, например с помощью противовеса, является эквидистантным свариваемому контуру и обеспечивает точное копирование сварочной головкой контура шва.

Для обеспечения постоянной скорости сварки криволинейного шва необходимо, чтобы вектор скорости сварки Vj. в каждой точке шва, направленный касательно к контуру шва, был одинаковым по модулю.При этом угоЛ(Л между вектором Vc и вектором V к угловой скорости кулачка, направленным касательно к той же точке контура изделия при переменном радиусе кривизны контура изделия, все время изменяется, при это изменяется угловая скорость кулачка ( и следовательно изделия V которая в каждой точке контура изделия определяется по формуле

V.. V.-cosec.

Угловая скорость V на каждом

участке контура изделия задается

углом наклона криволинейного паза кулачка р и определяется по формуле п

гд€ п - скорость равномерного

поступательного перемещения пальца вдоль оси кулачка (для заданного режима Vj, const) .

Отсюда выводится формула определения постоянной скорости сварки в каждой точке шва в зависимости от формы контура изделия и угла наклон криволинейного паза кулачка

-.

const.

с coeot-t p

Определив по приведенным формулам аналитически либо при помощи графического построения профиль криволинейного паза кулачка, соответствующего криволинейному контуру изделия, и выполнив его на кулачке, обеспечивают постоянную скорость сварки на каждом участке свариваемого контура с высокой точностью, при этом к минимуму сводится возможность инерционных толчков, поворот изделия кулачком с переменной угловой скоростью осуществляется плавно, обеспечивая точное копирование сварочной горелкой контура изделия.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет повьюить качество сварки по сравнению с известным устройством путем стабилизации скорости сварки на всех участках шва.

Фиг,1

Фиг. 2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ШВОВ, содержащее смонтированные на основании привод вращения изделия с копиром, регулятор скорости вращения изделия и каретку со сварочной головкой и копирным роликом, установленным с возможностью взаимодействия с копиром, отличающееся тем, что, с целью повышения качества сварки путем снижения инерционных колебаний изделия при сварке участков с малыми радиусами кривизны, регулятор скорости выполнен в виде закрепленных на основании двух направляющих, -ведущего ходового вала с гайкой, параллельного ему ведомого вала с фрикционной муфтой и кулачком с копирным пазом, причем ведомый вал кинематически связан с приводом вращения изделия, кулачок соединен с муфтой и копиром, а на гайке смонтировано три копирных пальца, два из которых установлены в (Л направляющих, а третий - в копирном пазу кулачка.