DE3430114A1 - Vorrichtung zum aufbauen eines werkstuecks durch auftragschweissen - Google Patents
Vorrichtung zum aufbauen eines werkstuecks durch auftragschweissenInfo
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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
0232k
Leerseite -
Claims (1)
- Kennwort: "Aufbauschweißen"PatentanspruchVorrichtung 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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