RU2098244C1

RU2098244C1 - Plant for thermal cutting

Info

Publication number: RU2098244C1
Application number: RU95120259/02A
Authority: RU
Inventors: П.А. Коваль; В.С. Величко
Original assignee: Акционерное общество "Уральский научно-исследовательский технологический институт"
Priority date: 1995-12-06
Filing date: 1995-12-06
Publication date: 1997-12-10

Abstract

FIELD: welding, in particular, plants for thermal cutting of metals over closed contour of part in the form of long and narrow strips. SUBSTANCE: plant includes portal-type cantilevers machine with magnetic feeler, rail track 2, carriage 6 with cutter 7, rotary feeler table 8 and rotary laying-out table 8. Plant is additionally provided with longitudinal carriage 12 with attachment unit 13 of cutter 7 and guide 10 with driven track installed on rail track. Cutter attachment unit is rotary and provided with retainer. Mutual location of cutters is controlled by transducers. EFFECT: improved design. 6 dwg

Description

Изобретение относится к термической резке металлов и может быть использовано в машиностроении, судостроении и других отраслях промышленности преимущественно при резке по замкнутому контуру деталей и заготовок в виде длинных и узких полос. The invention relates to thermal cutting of metals and can be used in mechanical engineering, shipbuilding and other industries, mainly when cutting in a closed loop parts and blanks in the form of long and narrow strips.

Известна установка для плазменной вырезки деталей, выполненная по проекту 9964-219, АО "УралНИТИ", г. Екатеринбург, содержащая консольно-портальную машину с магнитным копированием (модернизированную, типа СГУ-1-60), рельсовый путь, каретку с плазмотроном, поворотные копирный и раскройный столы, источник питания плазменной дуги и систему магнитной вытяжной вентиляции. Known installation for plasma cutting of parts, made according to the project 9964-219, JSC "UralNITI", Yekaterinburg, containing a console-portal machine with magnetic copying (modernized, type SGU-1-60), rail track, carriage with plasma torch, rotary copy and cutting tables, a plasma arc power source and a magnetic exhaust ventilation system.

Известная установка обладает следующим недостатком. The known installation has the following disadvantage.

При последовательной вырезке по замкнутому контуру (периметру) длинных узких деталей из штампованных заготовок одним плазмотроном не обеспечиваются требуемые размеры, так как деталь в процессе резки подвергается местному неравномерному нагреву, что приводит к возникновению тепловых остаточных деформаций в виде изгиба (серповидности) длинных кромок. Величина деформаций значительно превышает допускаемые отклонения на прямолинейность кромок, что отражается на точности изготавливаемой детали. Для обеспечения требуемой прямолинейности вынужденно вводится дополнительная операция последующей механической обработки длинных кромок деталей. Трудоемкость изготовления деталей увеличивается. When sequentially cutting along a closed contour (perimeter) of long narrow parts from stamped billets, one plasmatron does not provide the required dimensions, since the part is subjected to local uneven heating during cutting, which leads to thermal residual deformations in the form of bending (crescent) of long edges. The magnitude of the deformations significantly exceeds the permissible deviations for the straightness of the edges, which affects the accuracy of the manufactured part. To ensure the required straightness, an additional operation of subsequent machining of the long edges of the parts is forcedly introduced. The complexity of manufacturing parts increases.

Целью создания изобретения является повышение точности обработки деталей за счет величины тепловых остаточных деформаций, возникающих в процессе резки длинных узких деталей по замкнутому контуру, а также повышение производительности труда за счет исключения операции механической обработки. The aim of the invention is to increase the accuracy of machining parts due to the amount of thermal residual deformations that occur during the cutting of long narrow parts in a closed loop, as well as to increase labor productivity by eliminating the machining operation.

В предлагаемом изобретении указанная цель достигается тем, что установка дополнительно снабжена самоходной продольной кареткой с резаком, установленным в поворотном узле крепления. Каретка перемещается по направляющей линейке за счет зацепления с зубчатой приводной рейкой, установленных на рельсовом пути. Взаимное расположение резаков в исходных состояниях и в процессе резки обеспечивается бесконтактными датчиками. In the present invention, this goal is achieved by the fact that the installation is additionally equipped with a self-propelled longitudinal carriage with a cutter mounted in a rotary mount. The carriage moves along the guide line due to engagement with the gear rack mounted on the rail. The relative position of the torches in the initial conditions and during the cutting process is provided by proximity sensors.

Дополнительный анализ существенных отличий показал, что в технике известна каретка с плазмотроном, перемещаемая по направляющей линейке, или оснащение установки датчиком, но конструктивная особенность установки, заключающаяся в оснащении дополнительной продольной кареткой с узлом крепления резака и взаимном расположении резаков обеспечивает получение заданных размеров длинных узких деталей без изгибов длинных кромок и без дополнительной операции механической обработки. An additional analysis of significant differences showed that a carriage with a plasmatron moving along a guide line or an installation with a sensor is known in the art, but the design feature of the installation, which consists in equipping an additional longitudinal carriage with a torch mount and the relative position of the torches, provides the specified dimensions of long narrow parts without bending long edges and without additional machining operations.

А также известные многорезаковые портальные машины для термической обработки, в том числе с ЧПУ, позволяют производить одновременную резку двумя или несколькими резаками длинных и узких заготовок в виде полос с целью снижения величины тепловых деформаций. Но конструкция машины предусматривает синхронное перемещение кареток с резаками по одинаковым траекториям и с одинаковыми скоростями резки, что не позволяет производить резку длинных деталей, имеющих прямолинейную одну из продольных кромок, а другую - непрямолинейную, например, ломаную. As well as the well-known multi-cutter gantry machines for heat treatment, including CNC, they allow simultaneous cutting of two or more cutters of long and narrow workpieces in the form of strips in order to reduce the magnitude of thermal deformations. But the design of the machine provides for the simultaneous movement of carriages with cutters along the same paths and with the same cutting speeds, which does not allow cutting of long parts having a straight line of one of the longitudinal edges, and the other is non-linear, for example, a broken line.

На фиг. 1 изображена предлагаемая установка, вид сверху; на фиг. 2 вид сбоку на установку; на фиг. 3 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 4 вид по стрелке Б на фиг. 3; на фиг. 5 эскиз обрабатываемой заготовки (пример), пунктирной и штрихпунктирной линиями показана траектория перемещения резаков (форма вырезаемой детали), стрелками обозначено направление резки; на фиг.6
вид по стрелке В на фиг. 5 (повернуто).In FIG. 1 shows the proposed installation, top view; in FIG. 2 side view of the installation; in FIG. 3 is a view along arrow A in FIG. one; in FIG. 4 is a view along arrow B in FIG. 3; in FIG. 5 a sketch of the workpiece being processed (example), the dotted and dash-dotted lines show the path of the torches (the shape of the part being cut), the arrows indicate the direction of cutting; figure 6
view along arrow B in FIG. 5 (rotated).

Установка состоит из консольно-портальной машины с магнитным копированием 1, размещенной на рельсовом пути 2 и содержащей копирную головку 3 с электромагнитом 4 и магнитным пальцем 5, рабочую каретку 6 с резаком 7. Копирная головка 3 и рабочая каретка 6 имеют между собой жесткую связь. Между рельсами расположен поворотный копирный стол 8 с установленными на его сторонах металлическими копирами 9. На рельсовом пути установлена направляющая 10 с размещенной на ней зубчатой приводной рейкой 11, служащими для перемещения продольной каретки 12 с поворотным узлом крепления 13 резака 14. Узел крепления резака фиксируется в требуемом положении с помощью фиксатора 15 и отверстий 16. Обрабатываемая заготовка 17 располагается на поворотном раскройном столе 18, оснащенном байонетными пневмоприжимами 19 для удержания в процессе заготовки (вырезаемой детали) 17 на столе. На рельсовом пути 2, портале машины 1, продольной каретке 12 и направляющей 10 размещены бесконтактные датчики 20 (выполненные, например, в виде емкостных конечных выключателей и флажков) взаимного расположения резаков 7, 14 до и в процессе резки. The installation consists of a console-portal machine with magnetic copying 1, located on the track 2 and containing a copy head 3 with an electromagnet 4 and a magnetic finger 5, a working carriage 6 with a cutter 7. The copying head 3 and the working carriage 6 are in tight communication with each other. Between the rails there is a rotary copy table 8 with metal copiers installed on its sides 9. A rail 10 is installed on the rail track with a toothed drive rail 11 located on it, which serve to move the longitudinal carriage 12 with the rotary mount 13 of the torch 14. The mount of the torch is fixed in the desired position using the latch 15 and the holes 16. The workpiece 17 is located on a rotary cutting table 18, equipped with bayonet pneumatic clamps 19 to hold in the process of preparation ( cut parts) 17 on the table. On the track 2, the portal of the machine 1, the longitudinal carriage 12 and the guide 10 there are contactless sensors 20 (made, for example, in the form of capacitive limit switches and flags) relative positions of the torches 7, 14 before and during the cutting process.

Работа осуществляется следующим образом. The work is as follows.

Перемещения консольно-портальной машины 1 вдоль рельсового пути 2, а также рабочей каретки 6 с резаком 7 осуществляется за счет примагничивания кольца 5 к кромке одного из копиров 9 после включения электромагнита 4 и обкатывания по ней после включения привода копирной головки 3, обеспечивающего вращение магнитного кольца 5. Перемещение продольной каретки 12 с узлом крепления 13 резака 14 производится по направляющей 10 за счет зацепления с приводной зубчатой рейкой 11 после включения привода каретки 12. The movement of the console-portal machine 1 along the rail track 2, as well as the working carriage 6 with the cutter 7, is carried out by magnetizing the ring 5 to the edge of one of the copiers 9 after turning on the electromagnet 4 and rolling on it after turning on the drive of the copy head 3, which rotates the magnetic ring 5. The movement of the longitudinal carriage 12 with the mount 13 of the cutter 14 is made along the guide 10 due to engagement with the drive gear rack 11 after turning on the drive of the carriage 12.

Штампованная заготовка 17 укладывается на поворотный раскройный стол 18, где базируется, после чего фиксируется байонетными пневмозажимами 19. При этом поверхность A (фиг. 6) заготовки 17 располагается горизонтально, а поверхность B (фиг. 6) наклонно. The stamped workpiece 17 is placed on a rotary cutting table 18, where it is based, and then fixed by bayonet pneumatic clamps 19. The surface A (Fig. 6) of the workpiece 17 is horizontal and the surface B (Fig. 6) is inclined.

Машиной 1 резак 7 устанавливается над кромкой 17 в т.1 (фиг. 5) с обеспечением требуемого зазора между его торцем и поверхностью A (фиг. 6) заготовки 17. Продольная каретка 12 с резаком 14 устанавливается в исходное, фиксированное положение вблизи т. 2 (фиг. 5) за пределами заготовки 17. Узел крепления 13 с резаком 14 устанавливается в рабочее положение (перпендикулярно к направляющей 10) и фиксируется фиксатором 15. Machine 1, the cutter 7 is installed above the edge 17 in t.1 (Fig. 5) with the required clearance between its end and the surface A (Fig. 6) of the workpiece 17. The longitudinal carriage 12 with the cutter 14 is installed in the initial, fixed position near t 2 (Fig. 5) outside the workpiece 17. The mount 13 with the cutter 14 is installed in the working position (perpendicular to the guide 10) and is fixed by the latch 15.

Процесс вырезки детали начинается резаком 7 по траектории, обозначенной на фиг. 5 пунктирной линией. При достижении т. 3 (фиг. 5), расположенной на линии сгиба заготовки 17, осуществляется поворот раскройного стола с обеспечением горизонтального положения поверхности B (фиг. 6) заготовки 17 и наклонного поверхности A (фиг. 6). В это время начинается перемещение продольной каретки 12 с резаком 14. При перемещении резака 7 в т. 4 (фиг. 5) по команде от датчиков 20, расположенных на рельсовом пути и портале машины 1 начинается перемещение продольной каретки 12 с резаком 14, которая перемещается в т. 2 (фиг. 5), где кратковременно останавливается по команде от датчиков 20, расположенных на направляющей 10 (в районе начала заготовки 17) и каретке 12. Начинается процесс вырезки детали по длинным кромкам одновременно двумя резаками 7, 14. При этом требуемая траектория перемещения резака 7 задается кромкой копира 8, а резака 14 (обозначенная на фиг. 6 штрихпунктирной линией) направляющей 10. Скорость перемещения резака 14 в процессе вырезки детали несколько выше, чем резака 7, с тем, чтобы резак 14 закончил резку и вышел за пределы заготовки 17 при подходе резака 7 к т. 5 (фиг. 5). После выхода резака 14 за пределы заготовки 17 по команде от датчиков 20, расположенных на направляющей 10 (в районе конца заготовки 17) и каретке 12 подготавливается цепь подачи команды на включение поворота раскройного стола 18. После достижения резаком 7 т. 5 (выхода его на линию сгиба заготовки 17) производится поворот раскройного стола 18. При этом обеспечивается горизонтальное положение поверхности A (фиг. 6) заготовки 17 и наклонное - поверхности B (фиг. 6). Резак 7 завершает вырезку детали из заготовки 17. При перемещении резака 14 вдоль линии реза байонетные пневмоприжимы 19 поочередно отжимаются и поворачиваются вокруг своей оси на 90^o, обеспечивается беспрепятственное перемещение резака 14. После того, как резак 14 минует пневмоприжим 19, он вновь поворачивается в рабочее положение и зажимает деталь 17.The process of cutting the part begins with the cutter 7 along the path indicated in FIG. 5 with a dashed line. Upon reaching t. 3 (Fig. 5), located on the bend line of the workpiece 17, the cutting table is rotated to ensure the horizontal position of the surface B (Fig. 6) of the workpiece 17 and the inclined surface A (Fig. 6). At this time, the movement of the longitudinal carriage 12 begins with the cutter 14. When moving the cutter 7 in t. 4 (Fig. 5), on the command from the sensors 20 located on the rail and the portal of the machine 1, the movement of the longitudinal carriage 12 begins with the cutter 14, which moves in t. 2 (Fig. 5), where it stops briefly on command from the sensors 20 located on the guide 10 (in the area of the beginning of the workpiece 17) and the carriage 12. The process of cutting parts along long edges begins simultaneously with two cutters 7, 14. In this case required trajectory of the torch 7 is given by the edge of the copier 8, and of the cutter 14 (indicated by a dotted line in FIG. 6) by the guide 10. The speed of movement of the cutter 14 during the cutting of the part is slightly higher than the cutter 7 so that the cutter 14 ends the cutting and goes beyond the workpiece 17 when the approach of the cutter 7 to t. 5 (Fig. 5). After the torch 14 exits the workpiece 17, at the command of the sensors 20 located on the guide 10 (in the vicinity of the end of the workpiece 17) and the carriage 12, a command chain is prepared to turn on the cutting table 18. After the torch reaches 7 t. 5 (exit to the folding line of the workpiece 17) is the rotation of the cutting table 18. This ensures the horizontal position of the surface A (Fig. 6) of the workpiece 17 and the inclined surface of the surface B (Fig. 6). The cutter 7 completes the cutting of the part from the workpiece 17. When moving the cutter 14 along the cutting line, the bayonet-type pneumatic clamps 19 are alternately squeezed out and rotated about 90 ^° around their axis, the torch 14 can move freely. After the cutter 14 has passed the pneumatic clamp 19, it again turns to working position and clamps the part 17.

Перед перемещением продольной каретки 12 с резаком 14 в исходное положение, узел крепления 13 расфиксируется и поворачивается в нерабочее положение, параллельно направляющей 10, в котором фиксируется фиксатором 15. По отверстию 16 каретка 12 с резаком 14 и машина 1 с резаком 7 отводятся в положение, в котором их металлоконструкция не будет препятствовать съему детали, вырезанной из заготовки 17 и обрези с раскройного стола 18. После отжатия байонетных пневмозажимов 19 готовая деталь и обрезь снимаются с раскройного стола 18. Before moving the longitudinal carriage 12 with the cutter 14 to its original position, the attachment unit 13 is unlocked and rotates to the idle position, parallel to the guide 10, in which it is fixed by the latch 15. At the hole 16, the carriage 12 with the cutter 14 and the machine 1 with the cutter 7 are moved to the position in which their metal structure will not prevent the removal of the part cut from the workpiece 17 and trim from the cutting table 18. After pressing the bayonet pneumatic clamps 19, the finished part and trim are removed from the cutting table 18.

Предлагаемая установка обеспечивает повышение точности вырезаемых по замкнутому контуру длинных и узких деталей за счет снижения величины тепловых деформаций, возникающих в процессе резки, путем одновременной резки длинных сторон деталей двумя резаками, а также увеличение производительности труда за счет сокращения времени резки и исключения операции последующей механической обработки. The proposed installation provides an increase in the accuracy of long and narrow parts cut in a closed loop by reducing the thermal deformations that occur during cutting by simultaneously cutting the long sides of the parts with two cutters, as well as increasing labor productivity by reducing the cutting time and eliminating the operation of subsequent machining .

Claims

Installation for thermal cutting, comprising a cantilever-portal machine with a magnetic copying device, a rail track, a carriage with a cutter, rotary copy and cutting tables, characterized in that the installation is additionally equipped with a guide with a drive rail mounted on the rail of the machine and placed on the guide with the possibility of moving a longitudinal carriage with a torch mount, and the torch mount is rotary, equipped with a latch, and the installation is equipped with sensors for relative positioning cutting torches.