RU151703U1

RU151703U1 - AUTOMATIC MACHINE FOR VERTICAL LASER-ARC WELDING

Info

Publication number: RU151703U1
Application number: RU2014140567/02U
Authority: RU
Inventors: Ольга Яковлевна Андреева; Николай Александрович Афанасьев; Владимир Казимирович Букато; Александр Михайлович Ерёмин; Валерий Михайлович Левшаков; Наталия Алексеевна Стешенкова; Глеб Андреевич Туричин; Игорь Александрович Цибульский
Priority date: 2014-10-07
Filing date: 2014-10-07
Publication date: 2015-04-10

Abstract

Автомат для вертикальной лазерно-дуговой сварки, содержащий оптическую лазерную и дуговую сварочные головки, механизмы продольного и поперечного перемещения упомянутых головок, устройство поперечных колебаний дуговой сварочной головки, узлы подачи сварочной проволоки и защитного газа, при этом упомянутые механизмы и устройство поперечных колебаний оснащены сервоприводами, выполненными с возможностью подключения к системе управления с компьютером, отличающийся тем, что упомянутый механизм продольного перемещения снабжен ходовой тележкой, а упомянутый механизм поперечного перемещения выполнен в виде каретки, размещенной на ходовой тележке, причем ходовая тележка с механизмом продольного перемещения установлена на вертикальных направляющих, а дуговая сварочная головка с устройством ее поперечных колебаний и лазерная сварочная головка установлены на каретке.An automatic machine for vertical laser-arc welding, comprising optical laser and arc welding heads, mechanisms for longitudinal and transverse movement of the said heads, a device for transverse vibrations of the arc welding head, nodes for supplying the welding wire and shielding gas, while the said mechanisms and device for transverse vibrations are equipped with servo drives, made with the possibility of connecting to a control system with a computer, characterized in that the said longitudinal movement mechanism is provided with a running gear maturation and said lateral movement mechanism is designed as a carriage placed on the undercarriage, the undercarriage with longitudinal displacement mechanism mounted on the vertical guide and the arc welding head device with its transverse oscillation, and the laser welding head mounted on the carriage.

Description

Полезная модель относится к вертикальной сварке толстолистового металла, а именно к конструкции автомата для лазерно-дуговой сварки в среде защитных газов стыковых соединений стальных конструкций больших толщин, и может быть использована в судостроении, машиностроении и других отраслях промышленности.The utility model relates to the vertical welding of plate metal, namely, to the design of a machine for laser-arc welding in the environment of protective gases of butt joints of steel structures of large thicknesses, and can be used in shipbuilding, mechanical engineering and other industries.

Известен переносный самоходный автомат для дуговой электросварки (сварочный трактор), который перемещается вдоль свариваемых кромок по поверхности изделия или по легкому переносному рельсовому пути. Головка трактора имеет механизм подачи электродной проволоки, которая проходит через мундштук к месту сварки. Головка установлена на ходовой тележке, на которой расположены также катушка с проволокой и пульт управления. Автомат входит в состав поста для автоматической сварки, который имеет также источник питания сварочным током, аппаратуру контроля, приспособления для осуществления сварки (http://slovari.yandex.ru). Однако этот автомат не может производить сварку вертикально расположенных стыков.Known portable self-propelled automatic machine for electric arc welding (welding tractor), which moves along the welded edges along the surface of the product or along a light portable rail track. The tractor head has an electrode wire feed mechanism that passes through the mouthpiece to the welding site. The head is mounted on a running trolley, on which there is also a coil with wire and a control panel. The machine is part of a post for automatic welding, which also has a power source for welding current, control equipment, devices for welding (http://slovari.yandex.ru). However, this machine cannot weld vertically located joints.

Известен сварочный автомат по патенту РФ №2372176 для сварки толстолистового металла методом «Поперечная горка», принятый за прототип, содержащий сварочный трактор с механизмом шагового перемещения, смонтированную на нем каретку, выполненную с возможностью перемещения, на которой установлены устройство поперечных колебаний сварочной головки, приводной вал которого жестко соединен со сварочной головкой, узел поддержания постоянного вылета электрода, узел подачи сварочной проволоки и узел подачи защитного газа, и систему управления с компьютером, имеющим программное обеспечение. Кроме того механизм шагового перемещения, каретка, устройство поперечных колебаний и узел подачи сварочной проволоки снабжены сервоприводами, воспринимающими команды, вырабатываемые системой управления.Known welding machine according to the patent of the Russian Federation No. 2372176 for welding plate metal by the method of "Cross slide", adopted for the prototype, containing a welding tractor with a step-by-step mechanism, a carriage mounted on it, made with the possibility of movement, on which a transverse oscillation device of the welding head, a drive the shaft of which is rigidly connected to the welding head, a node for maintaining a constant electrode extension, a welding wire feed unit and a protective gas supply unit, and a control system with computer use, have the software. In addition, the step-by-step movement mechanism, the carriage, the device of the transverse vibrations and the welding wire feed unit are equipped with servo drives that perceive the commands generated by the control system.

Основным недостатком известного сварочного автомата для реализации технологии вертикальной сварки толстолистового металла является очень низкая скорость сварки только сварочной головкой, что будет приводить к высокому тепловложению в металл, сопровождающемуся избыточными сварочными напряжениями, с последующим образованием дефектов в сварных соединениях. Кроме того этот автомат также не может производить сварку вертикально расположенных стыков.The main disadvantage of the known welding machine for implementing the technology of vertical welding of plate is the very low welding speed only by the welding head, which will lead to high heat input into the metal, accompanied by excessive welding stresses, with subsequent formation of defects in the welded joints. In addition, this machine also cannot weld vertically located joints.

Задачей настоящего изобретения является создание автомата для лазерно-дуговой сварки толстолистовых конструкций при вертикальном расположении свариваемых стыков, обеспечивающего повышение качества и производительности сварки.The objective of the present invention is to provide an automatic machine for laser-arc welding of plate structures with a vertical arrangement of welded joints, providing improved quality and productivity of welding.

Техническим результатом, обеспечивающим решение этой задачи, является улучшение качества сварных швов и повышение производительности сварки за счет высокой скорости и проникающей способности лазерно-дугового процесса. Кроме того, благодаря использованию в конструкции автомата приспособлений для фиксации к свариваемого изделию, позволяет существенно упростить и ускорить операции по монтажу и демонтажу сварочного оборудования.The technical result that provides the solution to this problem is to improve the quality of welds and increase welding productivity due to the high speed and penetrating ability of the laser-arc process. In addition, due to the use of devices for fixing to the welded product in the design of the machine, it can significantly simplify and speed up the installation and dismantling of welding equipment.

Указанный технический результат достигается за счет создания автомата для вертикальной лазерно-дуговой сварки, который содержит ходовую тележку с механизмом продольного перемещения, смонтированную на ней каретку, выполненную с возможностью поперечного перемещения, на которой установлены устройство поперечных колебаний сварочной головки, узел подачи сварочной проволоки и узел подачи защитного газа, а также систему управления с компьютером, имеющим программное обеспечение, при этом механизм перемещения тележки, каретка и устройство поперечных колебаний снабжены сервоприводами, воспринимающими команды, вырабатываемые системой управления. Кроме указанных признаков, имеющихся в прототипе, на каретке установлена оптическая лазерная сварочная головка, ходовая тележка с механизмом перемещения установлена на вертикальные направляющие, расположенные на платформе и имеющие верхние и нижние зажимы для быстрой фиксации автомата к свариваемому изделию, каретка оснащена кронштейнами для позиционирования сварочной и лазерной головки друг относительно друга при сварке на спуск или на подъем.The specified technical result is achieved by creating an automatic machine for vertical laser-arc welding, which contains a running trolley with a longitudinal movement mechanism, a carriage mounted on it, made with the possibility of lateral movement, on which a transverse oscillation device of the welding head, a welding wire feed unit and a unit are mounted shielding gas supply, as well as a control system with a computer with software, while the mechanism for moving the cart, carriage and device operechnyh oscillation actuators are provided, the sensing command generated by the control system. In addition to the indicated features of the prototype, an optical laser welding head is installed on the carriage, the undercarriage with the moving mechanism is mounted on vertical guides located on the platform and having upper and lower clamps for quick fixing of the machine to the item being welded, the carriage is equipped with brackets for positioning the welding and laser heads relative to each other when welding on the descent or on the rise.

Сущность изобретения поясняется рисунком (фиг.), на котором схематически показан автомат для вертикальной лазерно-дуговой сварки, состоящий из платформы 1 с установленными на ней вертикальными направляющими 2, ходовой тележки 3, на которой установлена каретка 4 с лазерной 5 и дуговой 6 сварочными головками, верхних 7 и нижних 8 зажимов для фиксации автомата к свариваемому изделию 11.The invention is illustrated by the figure (Fig.), Which schematically shows an automatic machine for vertical laser-arc welding, consisting of a platform 1 with vertical guides 2 mounted on it, a trolley 3, on which a carriage 4 with a laser 5 and an arc 6 welding heads is mounted , upper 7 and lower 8 clamps for fixing the machine to the welded product 11.

Платформа 1, с установленными на ней вертикальными направляющими 2 при помощи роликов на своем основании 9, обеспечивает позиционирование автомата относительно изделия, после чего фиксируется на полу, например с помощью домкратов и жестко закрепляется к изделию 11 верхними 7 и нижними 8 зажимами, например, струбцинами.The platform 1, with the vertical guides 2 mounted on it using the rollers on its base 9, provides the positioning of the machine relative to the product, after which it is fixed on the floor, for example using jacks and rigidly fixed to the product 11 with the upper 7 and lower 8 clamps, for example, clamps .

Ходовая тележка 3 обеспечивает перемещение установленной на ней каретки 4 по вертикальным направляющим 2 на рабочей и маршевой скорости. Каретка 4, на которую установлены механизм поперечного колебания сварочной головки и механизм подачи сварочной проволоки с кассетой 10, снабжена сервоприводами, которые по информации от системы слежения за свариваемым стыком, обеспечивают поперечное перемещение в процессе сварки лазерной 5 и дуговой 6 головок по линии стыка с постоянством контроля расстояния до поверхности свариваемого изделия 11.The undercarriage 3 provides movement of the carriage 4 mounted on it along the vertical guides 2 at operating and cruising speeds. The carriage 4, on which there is a transverse oscillation mechanism of the welding head and a welding wire feed mechanism with cassette 10, is equipped with servo drives, which, according to the tracking system for the welded joint, provide lateral movement of the laser 5 and arc 6 heads along the joint line with constant control the distance to the surface of the welded product 11.

В конструкции каретки предусмотрены кронштейны для перестановки лазерной головки, сварочной головки и системы наведения на сварочный стык, с целью быстрой переналадки автомата для проведения процесса вертикальной сварки сверху вниз, либо снизу вверх.The design of the carriage includes brackets for moving the laser head, welding head and guidance system on the welding joint, with the aim of quick readjustment of the machine for the process of vertical welding from top to bottom, or from bottom to top.

Система управления автомата для лазерно-дуговой сварки представляет собой распределенную вычислительную управляющую систему, выполняющую функцию автоматического управления всеми технологическими компонентами и имеющую в своем составе систему наведения на сварочный стык, содержащую триангуляционный лазерный сканер, закрепленный на сварочной головке и обеспечивающий контроль за положением и параметрами свариваемого стыка, а также за поддержанием заданного расстояния между лазерной и дуговой сварочными головками и свариваемой поверхностью, системой видеонаблюдения с видеокамерой, закрепленной на каретке и позволяющую оператору дистанционно наблюдать за ходом технологического процесса, шкаф и пульт управления, обеспечивающие управление всеми модулями технологической установки, выбор, установку, контроль и поддержание необходимых параметров процесса в целом.The control system of the machine for laser-arc welding is a distributed computing control system that performs the function of automatic control of all technological components and incorporates a welding joint guidance system containing a triangulation laser scanner mounted on the welding head and providing control over the position and parameters of the welded the joint, as well as maintaining a given distance between the laser and arc welding heads and the weldable rhnostyu, video surveillance system with a camera attached to a carriage and allows the operator to remotely monitor the progress of the process, the cabinet and control panel, providing control of all modules process plant, selection, installation, monitoring and maintenance of the necessary parameters of the process as a whole.

Claims

An automatic machine for vertical laser-arc welding, comprising optical laser and arc welding heads, mechanisms for longitudinal and transverse movement of the said heads, a device for transverse vibrations of the arc welding head, nodes for supplying the welding wire and shielding gas, while the said mechanisms and device for transverse vibrations are equipped with servo drives, made with the possibility of connecting to a control system with a computer, characterized in that the said longitudinal movement mechanism is provided with a running gear maturation and said lateral movement mechanism is designed as a carriage placed on the undercarriage, the undercarriage with longitudinal displacement mechanism mounted on the vertical guide and the arc welding head device with its transverse oscillation, and the laser welding head mounted on the carriage.