DE2262738A1 - Schneidvorrichtung fuer schwere platten - Google Patents

Description

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Nippon Kokan Kabushiki Eaisha, Tokyo /Japan

Sehneidvorrichtung für schwere Platten

Die Erfindung "bezieht sieh auf eine Schneidvorrichtung für schwere Platten. Sie betrifft eine solche Vorrichtung,, mit welcher die Kante einer aus einer Mehrzahl von zusammengeschweißten Metallstücken., deren obere Flächen in der gleichen Ebene liegen., bestehenden Stahlplatte durch einen Schneidbrenner so abgeschrägt wird, daß die abgeschrägte Kante längs einer geraden Linie verläuft.

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Wenn eine schwere Platte, welche aus einer Mehrzahl von Metallstücken verschiedener Dicke besteht, die so zusammengeschweißt worden sind, daß ihre oberen Flächen in der gleichen Ebene liegen und die unteren Flächen entsprechend den verschiedenen Dicken von einem Stück zum anderen gegeneinander versetzt sind (z.B. eine schwere Schiffsplatte) einer Kantenbearbeitung mit einem Schneidbrenner mit festem Brennerwinkel währenc¹ des Schrägschneidevorgangs unterworfen wird, verlaufen die abgeschrägten Kanten der dünnen und dicken Stahlplattenteile nicht in einer geraden Linie in der gleichen Ebene. Wenn so eine Mehrzahl von solch schweren Platten mit abgeschrägten Kanten zusammengeschweißt werden sollen, d.h. wenn diese schweren Platten zu Schiffskörperblöcken ausgebildet werden sollen, welche ihrerseits zum Aufbau des Rahmens eines Schiffs wiederum zusammengeschweißt werden, ergibt sich eine Ungleichmäßigkeit in den Verbindungslinien, welche ihrerseits zu unterbrochenen Schweißvorgängen und insbesondere bei der Verwendung automatischer Schweißverfahren zu einer verschlechterten Wirksamkeit bzw. einem schlechten Wirkungsgrad der Schweißung führt.

Bei bekannten Vorrichtung der oben beschriebenen Art muß der Bedienungsmann den SehneidVorgang von Zeit zu Zeit unterbrechen, um die Positionen der tragbaren Schiene und der Schneidvorrichtung über der zu schneidenden schweren Platte neu einzustellen, so daß die Winkelposition des Brenners entsprechend der Dicke der Platte erneut eingestellt werden kann, und hierauf der Betrieb wieder aufgenommen wird. Dies führt dazu, daß es unmöglich ist, eine zufriedenstellende hohe Schweißgenauigkeit sicherzustellen und die Wirksamkeit oder den Wirkungsgrad des Schneidvorgangs ist bei solchen bekannten Vorrichtungen ebenfalls sehr gering.

Ziel der Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten bei bekannten Schneidvorrichtungen zu überwinden und eine solche Schneidvorrichtung zu schaffen, bei welcher ein SehneidVorgang mit hoher Geschwindigkeit und gutem Wirkungsgrad möglich ist.

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Dieses Ziel wird mit einer Schneidvorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein freibeweglicher Schlitten bewegbar über einer zu schneidenden Stahlplatte gehalten ist, ein freibeweglicher Arm und ein Schneidbrenner für das Schneiden der Platte an dem freibeweglichen Schlitten befestigt ist, an einem unter die untere Fläche der Platte ragenden Ende des freibeweglichen Arms ein Detektor für die Plattendicke angebracht ist ,und eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, Vielehe auf die Ausgangssignale des Detektors für die Plattendicke zum Bewegen des Schneidbrenners quer oder vertikal in bezug auf die Bewegungsrichtung des Schneidbrenners anspricht, wodurch die abgeschrägte Kante der Stahlplatte in einer geraden Linie verlaufend herstellbar ist.

Weiterbildungen bzw. zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Dicke einer zu schneidenden Platte erfaßt und der Schneidbrenner entsprechend den von dieser Erfassung abgeleiteten Signale horizontal oder vertikal so bewegt, daß die abgeschrägten Kantenteile immer in einer geraden Linie verlaufend gehalten werden. Wenn eine schwere Platte zusammengesetzt aus einer Mehrzahl von zusammengeschweißten Metallstücken verschiedener Dicke, deren obere Flächen in einer gemeinsamen Ebene lte gen, einem Schrägschneiden unterworfen wird, muß die Winkelposition des Schneidbrenners eingestellt werden, um die abgeschrägten Kantenteile in einer geraden Linie- verlaufend zu halten, und der Schneidbrenner muß sowohl quer relativ zur Bewegungsrichtung der Schneidvorrichtung als auch vertikal in bezug auf die Oberfläche der zu schneidenden Platte bewegt werden.

Nach der Erfindung weist daher die Schneidvorrichtung für schwere Platten einen Schneidbrenner auf, der sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung bewegbar ist. Dabei wird die Dicke einer schweren Platte ungleichmäßiger Dicke erfaßt und

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die Winkelposition des Schneid brenners entsprechend der erfaßten Dicke eingestellt, um hierdurch die Platte auf gewünschte Weise zu schneiden.

Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, bei welcher die Dicke einer zu schneidenden Platte erfaßt und hierdurch die Position des Brenners in Querrichtung eingestellt wird,

Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der Beträge der Verschiebung des Brenners, welches zur Erläuterung der Betriebsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 dient,

Fig. 3 und 4 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung, bei welcher die Dicke einer zu schneidenden Platte erfaßt und hierdurch die Position des Brenners in vertikaler Richtung eingestellt wird, und

Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung der Beträge der vertikalen Verschiebung der Brennerposition, welches der Erläuterung der Betriebsweise der in Fig. 3 und 4 gezeigten Vorrichtung dient.

In Fig. 1 ist ein freibeweglicher Schlitten 1 gezeigt, welcher über einer zu schneidenden Stahlplatte 2 auf einem Tragarm 3 bewegbar angebracht ist, An dem Schlitten sitzt ein Brennerhalter 4, an welchem ein Brenner 5 befestigt ist. Der bewegliche Schlitten lwird auf dem Tragarm 3 bewegt, um die Position des Brenners 5 einzustellen und so eine abgeschrägte Kante trotz Änderungen in der Dicke der Platte genau auszurichten. Der Tragarm 3 ist durch einen Motor 7 in der gleichen Richtung bewegbar, in welcher die Platte geschnitten werden soll, d.h. der Tragarm 3 ist entlang einer Schiene 8 bewegbar. Gestrichelte Linien 6

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und 1Ψ deuten- Verbindungslinien an, an welchen kleinere Metallstücke zusammengeschweißt sind, und; ein Pfeil A zeigt die Richtung an-,- in welcher die schwere Platte zu schneiden: ist.

Wie erwähnt besteht ein kompliziertes Problem,, welches auftritt., wenn d ie Stahlplätte 2 einer Kantenbearbeitung, mit· der oben: beschriebenen;Mordnung unterworfen werden, seil, in der Notwendigkeit, die abgeschrägte Kante so^: auszurichten, daß si& entlang einer geraden Linie verlauft. Diese Schwierigkeit wird durch die im folgenden näher erläuterte Anordnung gemäß der Erfindung. überwunden.

Der freibewegliche Schlittert ist mit einem. freibeweglieheM; Arm 9 versehen, welcher unter die untere Fläche der Platte ragt. Am oberen Ende des freibeweglichen Arms 9 ist ein Detektor IO für die Plattendecke angebrächt. Der Detektor 10 besteht aus einer Letektörwalze CR₁ unu einem: mit der Detektorwalze CB₁ verbundenen Synchron-Steuerübertrager CX. Die Detektorwalze CR- wird . durch eine Feder ständig in engem Kontakt mit der unteren. Oberfläche der Platte gedrückt, so daß sich, wenn eine Änderung der Dicke der Platte während des Schrägschneidevorgangs eine Bewe gung der Detektorwalze CR₁ in vertikaler Richtung bewirkt, eine Änderung in der Auslenkung des Synchro-Steuerübertragers CX ergibt.

Die Ausgängssignale des Detektors 10 werden einer Steuereinrichtung 11 zum Steuern der Position des Brenners zugeführt,, und so wird der Brenner 5 entsprechend den Ausgangssignaien gegeben durch Änderungen in der Plattendicke so gesteuert,, daß er in einer Richtung quer zu seiner Bewegungsrichtung bewegt wird und hierdurch die abgeschrägten Kantenteile in einer geraden Linie verlaufen. Die Steuereinrichtung 11 umfaßt z.B. ein Synöhro-Steuerumformer CT, einen Verstärker AM₁, einen Motor M₁ und eine Stelleinrichtung S für die Brennerverschiebung in der Art eines stufenlos veränderbaren Übersetzungsge-triebes.

Wenn sich die Auslenkung des Synchro-Steuerübertragers CX ändert,

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so daß sich eine Differenz in der Auslenkung zwischen dem Synehro-Steuerübertrager GX unddem Synchro-Steuerumformer CT ergibt, erzeugt der Synchro-Steuerumformer CT eine Ausgangsspannung, welche ihrerseits in dem Verstärker AM. verstärkt und dann dem Motor M. zu dessen Betätigung zugeführt wird. Wenn der Motor M₁ so in Betrieb gesetzt wird, ergibt sich eine Bewegung· des freibeweglichen Schlittens 1 auf dem Tragarm 3, wodurch der Brenner 5 in Querrichtung bewegt und gleichzeitig der Synchro-Sfceuerutnformer CT solange in Betrieb gehalten wird-, bis die Winkeidifferenz zwischen ihm und dem Synchrom-Steuerübertrager CX zur Null geworden ist.

Wenn die Winkeldifferenz auf Null gebracht ist, wird die Drehbewegung des Motors M. und daher die Querbewegung des Brenners beendet. In diesem Falle ist, wie aus Fig. 2 zu erkennen, wenn 9 den Schrägungswinkel darstellt, der Betrag der Querverschiebung des Brenners 5 gegeben durch eine Differenz der Plafctendicke multipliziert mit tan Θ. So müssen wie bei a, b und c in Pig. gezeigt, selbst für die gleiche Differenz der Flattendicke AB die Beträge der Querverschiebung des Brenners 5 entsprechend verschiedenen Schrägungswinkeln verändert werden. Deraentspreoflend werden die Beträge der Verschiebung vorbestimmt durch die Stell« einrichtung S für die Brennerverschiebung, um die Drehgrade des Motors M- entsprechend den Beträgen der Querverschiebung des Brenners in Beziehung zu den Ausgangsspannungen des Synchro-Steuerumformers CT voreinzustellen. Auf diese Weise kann die abgeschrägte Kante so ausgerichtet werden, daß sie trotz Änderungen in der Dicke einer zu schneidenden Platte in einer geraden Linie verläuft.

Wenn bei dem oben beschriebenen BrennerSteuervorgang die Stahlplatte 2 infolge von Unregelmäßigkeiten nicht genau parallel auf der gleichen Höhe mit der Oberfläche der Schiene 8 ausgerichtet ist, kann die Detektorv/alze CR, selbst ohne Vorhandensein von Änderungen in der Dicke der Platte in Betrieb gesetzt werden, was zu einer Querbewegung des Brenners 5 führt. Um dieses Problem

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zu lösen, ist eine freibewegliche Platte 12, welche einen Teil des freibeweglichen Schlittens 1 bildet, so angeordnet und vorgeseien, daß sie in vertikaler Richtung bewegbar ist. Die freibewegliche Platte 12 ist weiter an dem Brennerhalter 4 und an dem freibeweglichen Arm 9 befestigt, dessen eines Ende unter die untere ,Fläche der Stahlplatte 2 ragt. Es ist weiter zweckmäßig, am anderen Ende des freibeweglichen Arms 9 einen Differenzumformer LT, mit einer Detektorwalze CRp in Kontakt mit der oberen Fläche der Stahlplatte 2 wie in Fig. 1 gezeigt anzubringen, so daß der Brenner 5 und die Detektorwalze CR₁ immer in einem vorbestimmten Abstand von der oberen Fläche der Stahlplatte 2 entsprechend dem Ausgang des Differenzumformers LT, gehalten werden. Mit anderen Worten, wird, wenn die obere Fläche der Stahlplatte 2 nicht parallel mit der Schiene 8 ist, der Differenzumformer LT, betätigt, was zu einer Änderung seiner Ausgangsspannung führt. Die Ausgangsspannung wird dann in einem Verstärker AM₂ verstärkt und einem Motor Mp zugeführt. FolgHch bewegt der Motor Mp die freibewegliche Platte 12 und daher den Brennerhalter 4 in vertikaler Richtung, bis der Differenzumformer LT, in die Position Null zurückkehrt. Auf diese Weise können sowohl der Brenner 5 als auch die Detektorwalze CR₁ in einem vorbestimmten Abstand von der.oberen Fläche der Stahlplatte 2 gehalten werden.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Brenner in vertikaler Richtung in bezug auf seine Bewegungsrichtung bewegt wird, um hierdurch das gleiche Ergebnis wie durch die oben beschriebene Anordnung zu erreichen. In dieser Ausführungsform ist der Brennerhalter 4 so an der freibeweglichen Platte 12 angebracht, daß sich ein gegebener Schrägungswinkel für den Brenner ergibt, und ein Differenzumformer LT wird an Stelle des Synchro-Steuerübertragers CX verwendet, wodurch die freibewegliche Platte 12 durch den Motor Mp gesteuert wird, um in einem vorbestimmten Absfc and von dem Boden einer zu schneidenden Platte zu bleiben. In diesem Fall kann jedoch der Abstand zwischen dem Brenner 5 und, der oberen Fläche dar Platte

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von einem vorbestimmten Wert entsprechend Änderungen in der Dicke der Platte abweichen. Das heißt, wenndie Dicke der Platte wie aus Fig. 5 zu erkennen um einen Betrag a zunimmt, und so der Boden der Platte aus einer Position I in eine Position II kommt, bewirkt der Differenzumformer LTo, daß der Motor M₂ (Fig. 3) den Brennerhalter 4 um den Abstand a absenkt, wodurch der Kopf des Brennerhalters 4 immer in einem vorbestimmten Abstand b von dem Boden der Platte gehalten wird. In diesem Falle wird jedoch der Brenner 5 ebenfalls um den gleichen Abstand a abgesenkt. Um dies zu Terhindern, ist wie in Fig. 4 gezeigt, ein Differenzumformer LT-, Über einen Verbindungsarm 13 mit dem Brenner 5 verbunden, so daß die Ausgangsspannung des Differenzumformers LT^ über einen Verstärker AM-, einem Motor M., zugeführt wird, um hierdurch den Brenner und den Differenzumformer über den Motor M, zu betätigen,

Mit anderen Worten wird der Brenner 5 in dem Brennerhalter 4 en sprechend dem Abstand a nach oben bewegt, und auf diese Weise kann der Abstand zwischen dem Brenner 5 und der oberen Fläche der Platte auf dem ursprünglich eingestellten richtigen Bren* nerabstand c gehalten werden, um hierdurch die abgeschrägten Kantenteile A und B immer in einer geraden Linie ausgerichtet verlaufen zu lassen.

Es ist so zu erkennen, daß gemäß der Erfindung der Brenner horl· zontal oder vertikal entsprechend Änderungen in der Dicke einer zu schneidenden Platte bewegt wird , und daß auf diese Weise die abgeschrägte Kante so ausgerichtet wird, daß sie in einer geraden linie verläuft, wodurch die Wirksamkeit und Genauigkeit im Betrieb beträchtlich verbessert werden.

Kurz umrissen umfaßt die Erfindung eirp Plattensehrieidvorriehtung, welche mit einem in sowohl vertikaler als auch horizontaler Richtung bewegbaren Schneidbrenner versehen ist, wobei die Kante eines schweren Stahlplattenblocks, welcher aus einer Merhzahl von zusammengeschweißten Metailstücken besteht, deren

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obere Flächen in der gleichen Ebene liegen, auf solche Weise abgeschrägt wird, daß die abgeschrägten Kantenteile immer in einer geraden Linie verlaufen.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Schneidvorrichtung für schwere Platten, dadurch gekennze i chnet, daß ein freibeweglicher Schlitten (1) bewegbar über einer zu schneidenden Stahlplatte (2) gehalten ist, ein freibeweglicher Arm (9) und ein Schneidbrenner (5) für das Schneiden der Platte an dem freibeweglichen Schlitten (1) befestigt ist, an einem unter die untere Fläche der Platte ragenden Ende des freibeweglichen Arms (9) ein Detektor (10, CR₁, LT₂) für die Plattendicke angebracht ist, und eine Steuereinrichtung (11) vorgesehen ist, welche auf die Ausgangssignale des Detektors (10, CR₁, LT₂) für die Plattendicke zum Bewegen des Schneidbrenners (5) quer oder vertikal in bezug auf die Bewegungsrichtung des Schneidbrenners anspricht, wodurch die abgeschrägte Kante der Stahlplatte (2) in einer geraden Linie verlaufend herstellbar ist.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der freibewegliche Schlitten (l) eine freibewegliche Platte (12) aufweist, welche vertikal bewegbar an einem Teil des Schlittens angebracht ist, und der freibewegliche Arm (9) und der Schneidbrenner (5) an der freibewglichen Platte (12) angebracht sind.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g ekennzeichnet, daß ein Differenzumformer (LT,) mit einer Detektorwalze (CRp) in Kontakt mit der oberen Fläche der Stahlplatte (2) auf dem freibeweglichen Arm (9) angebracht ist, und daß die Ausgangsspannungen des Differenzumformers (LT₁) über einen Verstärker (AM₂) einem Motor (M₂) zum vertikalen Bewegen des freibeweglichen Arms (9) und hierdurch vertikalen Bewegen des Schneidbrenners (5) zugeführt itnd.

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   4. - Vorrichtung nach einem, der Ansprüche 1 bis ~3, dadurch gekennze ichnet, daß der Detektor (10) zum Erfassen der Plattendicke eine durch eine Feder normalerweise in Kontakt mit der unteren Fläche der Stahlplatte (2) gedrückte Detektorwalze (CR₁) und einen mit der Detektorwalze verbundenen Synchro-Steuerübertrager (CX) aufweist, wodurch Ausgangssignale ansprechend auf Änderungen in der Plattendicke der Steuereinrichtung (11) für den Schneidbrenner zuführbar sind.

   5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e η η ζ e i e h-.n e t, daß die Steuereinrichtung (11). für den Schneidbrenner einen Synchro-Steuerumformer (CT), einen Motor (M₁) und eine Stelleinrichtung (S) für die BrennerverSchiebung wie ein stufenloses veränderbares Übersetzungsgetriebe angebracht auf dem freibeweglichen Schlitten (1) aufweist, und daß zwischen dem Synchro-Steuerumformer (CT) und dem Motor (M₁) ein Verstärker (AM₁) vorgesehen ist, wodurch der Schneidbrenner (5) entsprechend den Ausgangssignalen von dem Detektor (10) zum Erfassender Plattendicke quer oder vertikal bewegbar ist.

   6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Detektorwalze (CR₁) auf der Unterseite der Stahlplatte (2) ein Differenzumformer (LTp) verbunden ist, am unteren Ende der freibeweglichen Platte (12) ein Brennerhalter (4) mit einem gegebenen Schrägungswinkel für den Brenner {5) befestigt ist, und an dein Brenner (5) ein Differenzumformer (I.T-,) mit einer in Kontakt mit der oberen Piaehe der Stahlplatte (2) gebrachten Detektorwalze (CRg) t>ejBstigt ist, wodurch entsprechend den Jtasgangssignalen des Detektors (CR₁, 1,Tg) zum Erfassen der Plattendicke der Bcnneidforenner (5) vertikal bewegbar ist, und zur. gleichen 2eit die nungen des mit dem Schneidbrenner {53 verbundenen formers {IüF-*} einem Motor (M-,) zum Einstellen der vertikalen Richtung der Positionen des Senneidbrenners (5) und dfes mit diesem verbundenen Differenzumformers {3JT-) zugeführt sind^

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