DE3430114A1 - Vorrichtung zum aufbauen eines werkstuecks durch auftragschweissen - Google Patents

Vorrichtung zum aufbauen eines werkstuecks durch auftragschweissen

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Description

34301U
T 4119 J.M. Voith GmbH
Kennwort: "Hufoauschweiüen"
Vorrichtung zum Aufbauen eines Werkstücks aurcn Auftragschweißen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbauen eines werKstücks ausschließlich oaer üoerwiegena durch Auftragschweißen gemäß dem Überbegriff des Patentanspruchs.
^ine soicne Vorricntunc, ist aurch die US-Patentschrift .·; .je H4r. DSKannt. Dort, wire auf einem Drehtiscn ein nohizylin-..risone:? nerr-:j;üc*· erzeugt, jaoei findet eir einstückiger Form-T3CtVj'-; verwendung, oei cie aurzuoauende Wer«stückwand von beiden jei.ei-, mit zwei oacKen umgreift. Dem Formscnuh sind menrere Scnweißköpfe zum Auftragen von Schweißzusatzwerkstoff zugeordnet. Wänrend das aufzuoauende Werkstück eine DrehDewegung ausführt, werden der Formschuh und die zugeordneten Schweißköpfe mit dem wachsen des Werkstücks parallel zu dessen Längsachse oewegt. Mit dieser bekannten Vorrichtung ist es lediglich möglich, regelmäßige Rotationskörper gleicher Wanddicke herzustellen.
Außerdem ist aus der DE-üffenlegungsschrift 29 41 849 ein Verfahren zur Herstellung von Konstruktionsteilen durch Elektro-Schlackeschweißen bekannt, Dei dem eine mehrteilige Metallform an einen vorgeformten Werkstückteil angefügt und in der umfangsseitig geschlossenen Form ein Schmelzbad zur Ergänzung des
Werkstücks erzeugt wird. Da hierbei die Werkstückform durch die Metallform vorgegeben ist, erfordert jede abweichende Werkstückform eine andere Metallform.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der Körper beliebiger Form durch Auftragschweißen herstellbar sind.
Diese neue, bisher ungelöste Aufgabe wird durch das im Patentanspruch angegebene Merkmal gelöst.
Mit einer derartigen Vorrichtung können Werkstücke, die Disher nur durch Gießen, Schmieden, Schweißen aus Einzelteilen oder durch formendes Spanen herzustellen waren, erzeugt weroen, weil mit den Formschuhen Wände verschiedenster Form und Dicke gestaltet werden können. Die Vorrichtung ist besonders vorteilhaft anwendbar zum Herstellen von Werkstücken geometrisch komplizierter Form in geringen Stückzahlen. Da die Formscnuhe die Konturen der aufzuDauenden Werkstückwände vorgeben, ist eine hohe Formgenauigkeit erzielbar, die bei erhöhten Anforderungen gegeoenenfalls noch ein Glätten der üöerfläcne erforderlich macnt.
Ein MusfunrungsDeisDiei der Erfindung wira nacnstsnenG annanG der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum Aufbauen eines Werkstücks durch Auftragschweißen mittels eines rechnergesteuerten Schweißroboters, und
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen vergrößert dargestellten, durch nebeneinanderliegende Schweißraupen aufgebauten Werkstückabschnitt in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1 gesehen.
34301H : '· ·.· - :
Zur Konstruktion, Arbeitsplanung und Fertigung des in der unteren Hälfte der Fig. 1 dargestellten, im Aufbau befindlichen Werkstücks 1 wird ein CAD/CAM (Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing)-System 2 benutzt. Dabei erfolgt in einem ersten Arbeitsschritt die von einem Rechner 3 unterstützte Konstruktion des Werkstücks I1 an einem interaktiven Bildschirmgerät 4 unter Zuhilfenahme von in einem Speicher 5 enthaltener Geometriedaten. In einem zweiten Arbeitsschritt wird die rechnerunterstützte Arbeitsplanung des Werkstücks an einem gleichfalls interaktiven Bildschirmgerät 6 unter Einsatz von in einem zweiten Datenspeicher 7 gespeicherter Technologiewerte und Aroeitspläne durchgeführt. Die durch Konstruktion und Arbeitsplanung erarbeiteten Daten werden vom Rechner 3 in Form von NC-Steuerbefehlen an einen SchweißroDoter 8 una eine Trageinrichtung 9 für das Werkstück 1 weitergegeben.
Der Schweißroboter 8 ist mit einem Träger 10 für einen in Richtung des Doppelpfeils 11 pendelnd geführten Schweißkopf 12 versehen. Am Träger 10 sind bewegliche Arme 13 angeoranet, welche je einen Formschuh 14 bzw. 15 führen. Die Kühlung der Formschune 14 und 15 ist durch gestrichelt gezeicnnete Kühlwasserleitungen 16 angedeutet. Die Formschuhe Ih- una 15 sind mit Hilfe asr Arme 13 in Richtung des üoppeipfeiis ii unaonängig voneinander bewegbar. Sie Können auch geneigt, anyehooen und abgesenKt werden, üer Roboter 8 ist außerdem mit einer Einrichtung 17 für die Zufuhr von Schweißzusatzwerkstoff zum Schweißkopf 12 versehen.
Die Trageinrichtung 9 für das Werkstück 1 weist einen Kreuzführungstisch 18 sowie einen Rundtisch 19 auf. Nicht dargestellte Antriebe können den Kreuztisch 18 in zwei rechtwinklig zueinander verlaufenden Richtungen bewegen (Doppelpfeile 20), während der Rundtisch 19 eine Drehoewegung auszuführen vermag (Pfeil 21).
-■■ ο "-
Das in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellte Werkstück 1 wird ausschließlich durch Auftragschweißen hergestellt, d.h. es wird durch in einer Horizontalebene erfolgendes, mäanderförmiges Auftragen von Schweißraupe 22 neben Schweißraupe 23 aufgebaut (Fig. 2). Hierzu führt der Schweißkopf 12 pendelnde Bewegungen in Richtung des Doppelpfeils 11 aus. Der Hub der Pendelbewegung wird vom Rechner 3 im Hinblick auf die Breite der aufzubauenden Werkstückwand 24 vorgegeben. Die an beiden Seiten der aufzubauenden Werkstückwand 24 angeordneten gekühlten Formschuhe 14 und 15 begrenzen die vom Schweißkopf 12 erzeugte Schmelze und bewirken deren Erstarren innerhalb des zu erzeugenden Wandquerschnitts. Die vom Hecnner 3 gesteuerte Zuordnung der Formschuhe 14 und 15 zur Trageinrichtung 9 bestimmt in Verbindung mit dem Hub des Schweißkopfes 12 die Abmessungen und die Kontur des aufzubauenden Wandquerschnitts. Um die Formgenauigkeit und die Oberflächengüte des Werkstücks 1 zu verbessern, können, wie in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien ange-r deutet, Formschuhe 15' verwendet werden, welche an die Kontur des zu erzeugenden WerkstuckaDschnitts besonders angepaßt sind. Am Umkehrpunkt der PendelDewegung des Schweißkopfs 12 führt der rechnergesteuerte kundtisch 19 eine Drehbewegung aus, damit aie nächste Scnweißraupe neben die gerade erzeugte gelegt wira. Durch die Steuerung des Scnweißroooters 8 und der Trageinrichtung 9 ist sichergestellt, daß auf jeoe Flächeneinheit der zwischen den Formschuhen 14 und 15 waagerecht verlaufenden WerK-stücKwandfläche die gleicne Menge SchweiSzusatzwerkstoff aufgetragen wird. Das Aufbauen des Werkstücks 1 erfolgt somit, abgesehen vom rnäanderförmigen Auftrag von Schweißraupen 22, 23 gemäß Fig. 2, in schraubenlinig aufeinanderfolgend aufgetragenen Schichten von Schweißzusatzwerkstoff.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können daher Werkstücke regelmäßiger und unregelmäßiger Form durch Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Trageinrichtung 9 mit Werkstück 1, dem Schweißkopf 12 sowie den voneinander unabhängig bewegbaren Formschuhen 14 und 15 erzeugt werden.
14.08.84 HKa/Py
0232k
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Claims (1)

  1. Kennwort: "Aufbauschweißen"
    Patentanspruch
    Vorrichtung zum Aufbauen eines Werkstücks (1) ausschließlich oder vorwiegend durch Auftragschweißen, mit einer Trageinrichtung (9) für das Werkstück, wenigstens einem Schweißkopf (12) zum Auftragen des Schweißzusatzwerkstoffs, je einem an jeder Seite der aufzubauenden Werkstückwand (22) angeordneten, die entstehende WerKstückwand (22) begrenzenden, gekühlten Formschuh (14, 15) sowie mit einer Einrichtung (18, 19) zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Trageinricntung (9) mit Werkstück (1) einerseits und dem Schweißkopf (12) und den Formschuhen (14, 15) andererseits (Antrieb), dadurch gekennzeichnet, daß jeder Formschuh (14, 15) unabhängig vom anderen quer zur Werkstückwand (22) bewegbar ist.
    14.08.84 HKa/Py
    0232k
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