Сварочная головка для автоматической сварки криволинейных элементов Советский патент 1985 года по МПК B23K37/02 

ел

со 1

Изобретение относится к сварочному оборудованию, в частности, к устройствам для сварки криволинейных элементов в оболочковые конструкции при производстве сборносварных корпусов и других узлов газотурбинных двигателей.

Цель изобретения - уменьшение габаритов конструкции.

Цель достигается изменением конструкции планетарного редуктора и установкой его на шпиндель, а также установкой привода перемещения радиального суппорта на корпуса и соединением его с червяком гибкой связью.

. На фиг. 1 показано устройство, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - вид А на фиг. Т; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. ,1; на фиг. 5 - свариваемые элементы в штане.

Сварочная головка для автоматической сварки криволинейных элементов в среде защитных газов содержит корпус 1, шпиндель 2с планшайбой 3, планетарный редуктор, содержащий корпус 1 и смонтированные в нем входную шестерню 5 с приводным венцом 6 и выходную шестерню 7 с цилиндрическим пояском 8 (число зубцов шестерек 5 и 7 одинаковое), радиальный суппорт 9, сварочную горелку 10, привод 1 вращения с шаговым электродвигателем 12, шестеренчатовинтовой привод-перемещения радиального суппорта 13 с шаговым электродвигателем 14, механизм 15 введения коррекции, токосъемник 16, механизм 17 слежения за длиной дуги, расположенный на суппорте 9, механизм 18 подачи присадочной проволоки. .Шпиндель 2 имеет канал 19 для подачи защитного газа от муфты 20 и канал 21 для шины токоподвода 22 и электрических проводов для питания электродвигате.лей механизма слежения за длиной дуги и механизма подачи присадочной проволоки.

I

Планшайба 3 имеет Т-образный паз

для суппорта 9 и паз 23 для штыря 24 соединенного гибKIM элементом 25 с цилиндрическим пояском 8 шестерни 7. Механизм 17 слежения за длиной дуги имеет подвижный шток 26, в цапфе которого и закреплена горелка 10. Суцпорт 9 подтфужинен пружиной 27 на З еличение радиуса горелки R.

Планетарр1ый редуктор содержит оди ряд равномерно расположенных по окружности на неподвижных осях трех сателлитов 28 и второй ряд сателлитов 29, установленных на водиле 30 с червячным венцом, и зацеплен с шестерней 7. Оба ряда сателлитов имеют одинаковое количество зубьев и соединены безрпорным (плавающим) колесом 31 внутреннего зацепления. Червячный венец водила 30 зацеплен с червяком 32k Последний на своих гладких шейках 33 расположен во втулках 34, которые запрессованы в корпус 1, и в осевом положении ничем,не зафиксирован. К левому концу червяка 32 прикреплен гибкий элемент (тросик) 35, соединяющий червяк через блок 36 с шестеренчатовинтовым приводом перемещения радиального суппорта 13. На правом конце червяка . нарезаны шлицы 37, которые соединены со шлицевой втулкой 38 механизма 15 введения коррекции. Шлицевая втулка от осевого перемещения зафиксирована планкой 39. Привод 11 вращения и перемещения радиального суппорта 13 раположен на 40.

Сварочная машина для автоматической сварки криволинейных элементов

работает следующим образом.

/ - , - ,

Сварочную головку устанавливают нагдвухкоординатный привод и ось ее совмещают с точкой О - началом бтсчета координат на свариваемой детали (фиг 5)Подготавливается программа по деталям 41, 42 или 43. Устанавливается угол наклона сварочной горелки /з, например, при сварке угловых и нахлесточных швов,начальный радиус R, начальный угол пов.орота планшайбы и расстояние до свариваемого стыка по вертикали с помощью механизма 17 слежения за длиной дуги (в наладочном режиме), подается защитный газ через муфту 20 и канал 19 к горелке 10, затем включается подготовленная программа и одновременно зажигается сварочная дуга и подается присадочная проволока.

Привод 11 вращения через венец 6 вращает шпиндель 2 с планшайбой 3 и радиальным суппортом 9. Вместе со шпинделем 2 вращается неподвижно установленная на нем шестерня 5. Входная шестерня 5 сателлиты 28, оси которых относительно кор3, пуса 1 неподвижны. От сателлитов 28 вращается безопорное (плавающее) колесо 31 внутреннего зацепления, кото рое приводит во враще.ние сателлиты 29 и через них шестерню 7 с цилиндрическим пояском 8. При неподвиж ном водиле 30 шестерня 7 вращается в ту же сторону и с той же угловой скоростью, что и шестерня 5, при этом шестерня 7 не вращается относительно шпинделя 2 и радиус R горелки остается неизменным. Как только поступает от заданной программы команда на изменение радиуса, начинает вращаться шаговый двигатель 14 шеетеренчатовинтового привода перемеще 1ия радиального суппорта, при этом червяк 32 перемещается вдоль своей оси и, как зубчатая рейка, вращает водило 30, и далее через сателлиты 2 поворачивается относительно шпинделя шестерни 7, Гибкий элемент 25 при вращении шестерни 7 накручивается или скручивается с ее цилиндрического пояска 8 и передвигает ради- 25

альный суппорт 9 со всеми механизмами, расположенными на нем.

Пружина 27 постоянно держит в натяжении гибкие элементы 25 и 35 и позволяет выбирать зазоры в зубчаты зацеплениях планетарного редуктора .и шестеренчатовинтового привода 13 Величину Изменения радиуса лК опре деляют по формуле ЛЕ ), m«Z8 Zu) , где S - величина осевого перемещени червяка 32; d - диаметр цилиндрического пояска 8 шестерни 7; Zg - число зубьев червячного венца водила; z - число зубьев колеса внутрен него зацепления; Zyj - число зубьев шестерни 7; m - модуль червячного венца вод ла 30. При вращении водила 30 шестерняповорачивается относительно: шпинделя независимо от того, вращается шпиндель или не вращается.

подавлюящее большинство сварочных работ по сварке криволинейных элементов выполняется вручную, производительность труда с одновременньм 47 При отклонении реального стыка от заданной программы датчик слежения за стыком (не показан) вырабатывает сигнал коррекции или оператор, следя визуально или по экрану дисплея, видит отклонение и подает соответствующий сигнал коррекции на изменение радиуса сварочной горелки. В конкретном примере это достигается путем поворота червяка 32 на угол ±30. Механизм 15 введения коррекции представляет собой рычаг на шлицевой втулке 38. Безопорнре (плавающее) колесо 31 внутреннего зацепления позволяет повысить кинематическую точность планетарного редуктора, так как оно устраняет биение зубчатого венца базирование колеса 31 осуществляется по профилям зубьев. Предлагаемое техническое решение значительно упрощает конструкцию сварочной головки и повышает ее кинематическую точность. Учитывая, что повышением качества при использоваНИИ изобретения возрастет при сварке в обитаемых камерах с контролируемой атмосферой в 5 - 10 раз, в камерах с контролируемой атмосферой в 4 - 6 раз, при сварке в среде защитных газов в 2-3 раза. Общий экономический эффект от внедрения изобретения на одном предприятия составит 50000 руб., а при внедрении в отрасли свыше 1 млн. руб. Конструктивно сварочная головка с шаговыми двигателями может навешиваться на передвижную вдоль портала каретку, использоваться как автономный агрегат, а также в сочетании с роботом. Устройство невелико по размеру и весу. Так, сварочная головка с диаметром планшайбы 220 мм и величиной измерения радиуса 70 мм имеет вес 15 - 20 кг.

1. СВАРОЧНАЯ ГОЛОВКА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ в среде защитных газов, содержащая корпус с крьппкой, шпиндель с планшайбой, радиальный суппорт с приводом его перемещения, сварочную горелку, планетарный редуктор, водило которого снабжено червячным колесом, взаимодействующим с червяком со скользящей муфтой, кинематически связанным с приводом . перемещения радиального суппорта, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения габаритов конструкции, планетарный редуктор смонтирован на шпинделеj при этом входная шестерня планетарного редуктора установлена на шпинделе неподвижно, а выходная - с возможностью поворота на шпинделе и кинематически связана с радиальным суппортом. 2. Сварочная головка по п. t, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что привод перемещения радиального суппорта выполнен в виде шестеренчатовинтового механизма и установлен на крьшке (Л корпуса, а с червяком связан гибким элементом.