Сварочный манипулятор Советский патент 1982 года по МПК B23K11/10 

(54) СВАРОЧНЫЙ МАНИПУЛЯТОР

1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовайо при механизации процессов различных видов сварки в том числе точечной, электродуговой, газовой, а также резки.

Известен сварочный манипулятор, содержащий колонну с шарнирным четырехзвенником, на конце которого шарнирно закреплено сварочное устройство, и привод вертикального перемещения четырехзвенника 1

В этом Манипуляторе скорость вертикального перемещения сварочного устройства при постоянной скорости вращения вала привода зависит от вылета и угла наклона щарнирного четырехзвенника, что существенно усложняет работу оператора. Затруднительным является точное перемещение сварочного устройства по прямолинейным вертикальным траекториям, особенно вблизи верхней и нижней границ рабочей зоны, когда оператору приходится включать привод вертикального перемещения и одновременно перемещать сварочное устройство вручную в горизонтальном направлении. Это усложняет ведение процесса сварки изделий с вертикальными стенками и увеличивает его продолжительность.

Цель изобрете ния - повышение производительности

Указанная цель достигается тем, что сварочный манипулятор, содержащий колонну с щарнирным . четырехзвенником, на конце

5 которого щарнирно закреплено сварочное . устройство, и привод вертикального перемещения четырехзвенника, оснащен щеками, установленными на, колонне и выполненными с вертикальной и горизонтальной направля10 ющими, четырехзвенник снабжен роликами, размещенными в направляющих щек и оси которых расположены на одной прямой с осью шарнира сварочного устройства, которое установлено на четырехзвеннике с возможностью вращения вокруг вертикальной 15 оси.

i

ПрИЭтом сварочное устрбйстЬо оснащено скобой с кнопкой включения и рукояткой управления приводом вертикального пере2Q мещения, ось поворота которой перпендикулярна вертикальной оси вращения сварочного устройства.

На фиг. 1 показан сварочный манипулятор, об1ций вид; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. I.

Устройство состоит из колонны 1, на которой с помощью блока 2 вращения смонтированы две щеки 3 с приводом 4 вертикального перемещения щарнирного четырехзвенника 5, на конце которого установлено сварочное устройство, например, клещи 6 для точечной сварки. В щеках 3 жестко зафиксированы горизонтальные 7 и вертикальные 8 направляющие. В. вертикальных направляющих 8 на двух парах роликов 9 перемещается каретка 10, на которой жестко установлена рейка 11, находящаяся в зацеплении с выходной щестерней 12 привода 4.

Шарнирный четырехзвенник 5 присоединен щарниром 13 к стойке-каретке 10 и содержит исходное звено-рычаг 14, замыкающее звено-рычаг 15 и два вспомогательных звена-рычаги 16 и 17 так, что звенья 14 и 16, .15 и 17 попарно параллельны. Рычаги 16 и 17 связаны щарниром 18, соосно которому установлена пара свободно вращающихся роликов 19, расположенных в горизонтальных направляющих 7. На конце замыкающего рычага 15 в щарнире 20 уста.новлены свободно вращающиеся вокруг вертикальной оси клещи 6, причем оси щарни.ров 13, 18 и 20 лежат на одной прямой и образуют три рабочие точки четырехзвенника.

На периферийной поверхности сварочных клещей смонтированы скоба 21 и рукоятка 22 управления, электрически связанная с приводом 4, установленная с возможностью поворота на оси 23 в обе стороны от горизонтального положения и подпружиненная к горизонтальному - нейтральному положению, соответствующему заторможенному состоянию привода 4.

Четырехзвенник 5 снабжен системой параллелограммных рычагов 24, обеспечивающих постоянную ориентацию сварочных клещей 6. Скоба 21 снабжена кнопкой 25 управления сварочным процессом.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении рукоятка 22 управления расположена горизонтально. Одна рука оператора находится на рукоятке 22 управления, другая на скобе 21. Для перемещения клещей 6 по окружности в горизонтальной плоскости оператор прикладывает усилие к скобе 21 и рукоятке 22 управления в соответствующем направлении, в результате чего корпус поворачивается в блоке 2 вращения и сварочные клещи 6 перемещаются в требуемую позицию.

Для перемещ.ения клещей 6 по радиусу в этом направлении прикладывается усилие к скобе 21 и рукоятке 22 управления; при этом ролики 19 перекатываются по горизонтали в направляющих 7, увлекая за собой шарнир 18 соединения вспомогательных рычагов, ось которого является рабочей точкой четырехзвенника. Поскольку привод 4 заторможен, т. е. первая рабочая точка - ось щарнира 13 - зафиксирована, то его

третья рабочая точка - ось щарнира 20- - также будет перемещаться по горизонтали, и, следовательно, по горизонтали переместятся и связанные щарниром 20 с замыкающим рычагом 15 четырехзвенника сварочные клещи 6.

Для перемещения сварочных клещей 6 по вертикали оператор отклоняет рукоятку 22 управления от горизонтального положения. При необходимости переместить головку вверх рукоятка 22 поворачивается вокруг оси 23, например, по часовой стрелке, в результате чего двигатель привода 4 развивает момент, больщий необходимого для уравновещивания сварочных клещей 6, щестерня 12 воздействует на рейку 11 и опускает ее на роликах 9 вдоль вертикальных направ. ляющих 8 вместе с жестко скрепленной с ней кареткой 10 с присоединенным к ней в щарнире 13 исходным звеном 14 четырехзвенника. При зафиксированной второй рабочей

0 точке - оси щарнира 13 - будет соответствовать вертикальное перемещение третьей рабочей точки - оси шарнира 20.

Таким образом, сварочные клещи 6 будут также перемещаться по прямой, но в противоположном перемещению каретки 10 на5 правлении - т. е. вертикально вверх.

При необходимости опустить сварочные клещи 6 вниз рукоятка 22 поворачивается в противоположную сторону, например, против часовой стрелки, в результате чего на

Q выходном валу двигателя развивается момент, меньший необходимого для уравнов щивания клещей 6, которые под действием силы собственного веса перемещаются по вертикали вниз. При необходимости прекратить перемещение можно отпустить рукоятку 22. Отпущенная рукоятка возвращается в горизонтальное положение, в результате чего на валу двигателя устанавливается номинальньж момент, соответствующий весу сварочных клещей и клещи останавливаются. При подводе электродов сварочных клещей к

0 необходимой позиции оператор, удерживая клещи за скобу 21 и рукоятку 22, нажимает кнопку 25 управления процессом сварки и производит сварку.

Очевидно, что совмещение трех движений: двух в горизонтальной плоскости и одного вертикального обеспечивает перемещение сварочных клещей по любой, сколь угодно сложной траектории. При этом, поскольку горизонтальной составляющей смещения клещей 6 соответствует перемещение роликов 19 в горизонтальных направляющих 7, на руки оператора, удерживающего клещи за скобу 21 и рукоятку 22 управления не действует скатываю.щая сила, и для перемещения клещей 6 необходимо приложить усилие, пропорциональное только потерям

5 на трение в щарнирах патографа,-что не превыщает 3...5 мг при массе клещей до 100 кг. Размещение рукоятки 22 управления горизонтально на торцовой поверхности клещей с возможностью вращения относитель