RU2291768C1

RU2291768C1 - Apparatus for cutting out openings

Info

Publication number: RU2291768C1
Application number: RU2005125526/02A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Моисеевич Буласов (RU); Геннадий Моисеевич Буласов; Юрий Александрович Тетенев (RU); Юрий Александрович Тетенев; В чеслав Андреевич Панов (RU); Вячеслав Андреевич Панов; Виталий Львович Мирочник (RU); Виталий Львович Мирочник; Александр Александрович Павлов (RU); Александр Александрович Павлов; кин Эдуард Константинович Лем (RU); Эдуард Константинович Лемякин
Priority date: 2005-08-10
Filing date: 2005-08-10
Publication date: 2007-01-20

Abstract

FIELD: processes and equipment for gas cutting of metals, possibly in chemical and oil production machine engineering, in other branches of industry related with manufacture of three-dimension structure of sheet materials.

SUBSTANCE: apparatus includes bracket 8, head 1 mounted in it and having center pointer 15 and tie rod 4 with rotation drive 2 and vertical motion drive 3 and sleeve 10. Carriage 5 and cutting member 6 are mounted in said tie rod. Cutting member has capacitance type tracking pickup 7 with control unit for regulating height of cutting member. Cutting member is mounted with possibility of rotation. Tie rod is Г-shaped one; its horizontal link is secured to sleeve joined with head with possibility of motion. Vertical link of tie rod supports carriage with possibility of motion. Tracking pickup is in the form of ring arranged on cutting member along the same axis. Control unit of said pickup is arranged in bracket in parallel to head and it is joined with rotation drive and with vertical motion drive of tie rod.

EFFECT: improved versatility of apparatus operating as automatic system due to possibility of tracking displacement of cutting member.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области газовой резки металлов и может быть использовано в химическом и нефтяном машиностроении и других отраслях машиностроительной промышленности, связанных с изготовлением объемных конструкций из листового материала, например в судостроении, котлостроении и т.д.The invention relates to the field of gas cutting of metals and can be used in chemical and petroleum engineering and other engineering industries related to the manufacture of bulk structures from sheet material, for example, shipbuilding, boiler building, etc.

Известно устройство для вырезки отверстий в цилиндрических поверхностях, содержащее раму, на которой закреплены приводной механизм вращения шпинделя с резаком и копирным роликом и копир. Копир, выполненный в виде упругой пластины, снабжен механизмом настройки копира на заданный радиус его кривизны, который выполнен в виде ползунов, установленных на раме в плоскости, нормальной к оси вращения шпинделя. Ползуны установлены в этой плоскости с возможностью синхронного перемещения и шарнирно связаны с концами упругой пластины. Кроме того, копир выполнен поворотным относительно оси, перпендикулярной к его образующей и оси вращения шпинделя. Для ограничения угла поворота копира устройство снабжено регулируемыми упорами, закрепленными на раме (см. авт. свид. СССР №733898, 1980 г. и №903006, 1982 г., кл. В 23 К 7/04).A device is known for cutting holes in cylindrical surfaces, comprising a frame on which a drive mechanism for rotating the spindle with a cutter and a copy roller and a copier are fixed. The copier, made in the form of an elastic plate, is equipped with a copier adjustment mechanism for a given radius of curvature, which is made in the form of sliders mounted on the frame in a plane normal to the axis of rotation of the spindle. The sliders are mounted in this plane with the possibility of synchronous movement and pivotally connected to the ends of the elastic plate. In addition, the copier is made rotatable relative to the axis perpendicular to its generatrix and the axis of rotation of the spindle. To limit the angle of rotation of the copier, the device is equipped with adjustable stops fixed on the frame (see ed. Certificate of the USSR No. 733898, 1980 and No. 903006, 1982, class. 23 K 7/04).

Устройства с применением копира требуют точности настройки каждого узла и переналадки при вырезке отверстий различного диаметра на поверхностях, имеющих различный радиус кривизны. Необходимость такой настройки является основным недостатком известных устройств.Devices using a copier require precise adjustment of each node and readjustment when cutting holes of various diameters on surfaces having different radii of curvature. The need for such settings is the main disadvantage of the known devices.

Известно устройство для газовой вырезки отверстий в цилиндрических стенках емкостей посредством газорезательной головки с резаком (см. авт. свид. СССР №144083 кл. В 23 К 7/04, 1962). В этом устройстве для обеспечения возвратно-поступательного перемещения резака по вертикали применен синусный механизм, взаимодействующий со штангой, несущей резак. Головка с резаком крепится на кронштейне и может при помощи маховика подниматься и опускаться на некоторую величину. Кронштейн крепится на стене или специальной стойке и может поворачиваться на 90°. Вращение от электродвигателя через редуктор и звенья синусного механизма передается гильзе, сидящей на неподвижном стержне, который связан с корпусом редуктора. С гильзы посредством скользящей шпонки вращение передается на втулку с жестко закрепленной на ней штангой. На штанге находится каретка с газовым резаком. Каретка имеет установочное перемещение вдоль штанги и может быть закреплена в любом месте, чем осуществляется установка резака на требуемый диаметр отверстия. Настройка резака на обрабатываемое отверстие происходит по радиусу отверстия и по величине угла поворота штанги в горизонтальной плоскости.A device for gas cutting holes in the cylindrical walls of containers by means of a gas cutting head with a cutter (see ed. Certificate of the USSR No. 144083 class. In 23 K 7/04, 1962). In this device, to ensure the reciprocating movement of the torch vertically, a sine mechanism is used that interacts with the rod supporting the torch. The head with a torch is mounted on the bracket and can be raised and lowered by a flywheel by a certain amount. The bracket is mounted on a wall or a special stand and can be rotated 90 °. Rotation from the electric motor through the gearbox and links of the sine mechanism is transmitted to the sleeve sitting on a fixed rod, which is connected to the gearbox housing. From the sleeve by means of a sliding key, rotation is transmitted to the sleeve with a rod rigidly fixed on it. On the bar is a carriage with a gas cutter. The carriage has an installation movement along the rod and can be fixed in any place than the installation of the torch to the desired diameter of the hole. The torch is adjusted to the hole to be machined according to the radius of the hole and the magnitude of the angle of rotation of the rod in the horizontal plane.

Недостатком известного устройства является использование синусного механизма, кинематические звенья которого усложняют устройство для вырезки отверстий и требуют индивидуальной настройки вручную на радиус вырезаемого отверстия и в каждом конкретном случае на радиус кривизны поверхности.A disadvantage of the known device is the use of a sinus mechanism, the kinematic links of which complicate the device for cutting holes and require individual manual adjustment to the radius of the cut hole and, in each case, to the radius of curvature of the surface.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, - повышение универсальности устройства с приданием ему функции автомата за счет обеспечения возможности слежения за перемещением резака.The technical result achieved by using the invention is to increase the versatility of the device by giving it the function of an automaton by providing the ability to track the movement of the torch.

Указанный результат достигается тем, что в известном устройстве для вырезки отверстий, содержащем размещенную на кронштейне головку с центроуказателем, приводом вращения и приводом вертикального перемещения штанги, на которой установлена каретка с резаком, согласно изобретению резак оснащен емкостным датчиком слежения, выполненным в виде кольца, коаксиально расположенного на резаке, имеющего функцию поворота, а каретке придана возможность вертикального перемещения на Г-образной штанге, закрепленной с возможностью горизонтального перемещения во втулке, связанной с головкой, параллельно которой на кронштейне размещен блок управления датчика слежения, связанный с приводом вращения и приводом вертикального перемещения Г-образной штанги.This result is achieved by the fact that in the known device for cutting holes containing a head mounted on the bracket with a center indicator, a rotation drive and a vertical rod drive, on which a carriage with a cutter is mounted, according to the invention, the cutter is equipped with a capacitive tracking sensor made in the form of a ring, coaxially located on the torch, with the rotation function, and the carriage is given the possibility of vertical movement on the L-shaped rod, mounted with the possibility of horizontal remescheniya in the sleeve, associated with the head, parallel to which the bracket is placed sensor tracking control unit connected to drive the rotation and vertical movement drive the L-shaped rod.

Как и в известном устройстве, закрепленный с возможностью вертикального перемещения кронштейн может быть поворотным или в отличие от него закреплен на опорах с откидными роликами на концах.As in the known device, the bracket fixed with the possibility of vertical movement can be swivel or, in contrast to it, is fixed on supports with folding rollers at the ends.

При перемещении резака относительно поверхности изделия в процессе газовой резки расстояние резака от поверхности должно быть постоянным и соответствовать заданному значению. Обеспечение постоянства расстояния резака от поверхности металла позволяет производить вырезку отверстий на оптимальных скоростях без образования грата и захватов кромок. Оптимальные режимы резки и плавность перемещения резака относительно поверхности обеспечивают высокую точность и качество вырезанного отверстия. Это дает возможность исключить операции по подгонке отверстий при установке штуцеров. Постоянство заданного расстояния резака над поверхностью без надежной системы копирования действительной поверхности корпуса аппарата из-за ее кривизны обеспечить сложно. Заявителем при исследовании уровня техники в основном были выявлены технические решения, направленные на создание систем копирования посредством использования различных копиров, кулисных механизмов и т.д. Однако все они требуют точной настройки и переналадки в каждом конкретном случае кривизны той или иной поверхности. Заявителю также известны установки для термической вырезки как отверстий в корпусах аппаратов, так и отверстий, смещенных относительно оси эллиптического днища (см. Д.Т.Логанов и др. Механизация котельно-заготовительного и сборочно-сварочного производств. - М.: Машиностроение, 1989. с.34-39). Однако эти решения основаны на действии построительного механизма и направлены на механизацию процесса, а не на его автоматизацию. Для корректировки пологости кривой перемещения резака при вырезке отверстия в конструкцию построительного механизма введен дополнительный элемент. В заявляемом решении копирование действительной поверхности осуществляется дистанционно. Оснащение резака датчиком слежения позволяет поддерживать постоянство вылета резака над изделием при его движении со скоростью, необходимой для заданного режима резки в зависимости от толщины изделия. За счет возможности поворота резака и установки его под углом вместе с коаксиально расположенным на нем датчиком слежения заявляемое устройство позволяет производить снятие фасок на кромках отверстий.When moving the torch relative to the surface of the product during gas cutting, the distance of the torch from the surface should be constant and correspond to the specified value. Ensuring the constancy of the distance of the torch from the surface of the metal allows cutting holes at optimal speeds without the formation of burrs and edge grabs. Optimum cutting conditions and smooth movement of the torch relative to the surface provide high accuracy and quality of the cut hole. This makes it possible to exclude operations for fitting holes when installing fittings. It is difficult to ensure the constancy of the specified torch distance above the surface without a reliable system of copying the actual surface of the apparatus body due to its curvature. When researching the state of the art, the applicant basically identified technical solutions aimed at creating copy systems through the use of various copiers, rocker mechanisms, etc. However, all of them require fine-tuning and readjustment in each specific case of the curvature of one or another surface. The applicant also knows installations for the thermal cutting of both holes in the apparatus bodies and holes displaced relative to the axis of the elliptical bottom (see D.T. Loganov et al. Mechanization of boiler-procuring and assembly-welding production. - M.: Mechanical Engineering, 1989 p. 34-39). However, these decisions are based on the action of the construction mechanism and are aimed at mechanizing the process, and not at its automation. To adjust the slope of the curve for moving the torch when cutting a hole, an additional element is introduced into the construction of the construction mechanism. In the claimed solution, copying the actual surface is carried out remotely. Equipping the torch with a tracking sensor allows you to maintain a constant departure of the torch over the product when it moves at a speed necessary for a given cutting mode, depending on the thickness of the product. Due to the possibility of turning the torch and installing it at an angle together with the tracking sensor coaxially located on it, the claimed device allows chamfering at the edges of the holes.

Регулирование заданной высоты резака над поверхностью аппарата с вырезаемым отверстием посредством датчика слежения позволяет достигнуть высокой точности отверстия и осуществить разделку фасок на нем. Точность вырезанных отверстий и правильная разделка фасок в последующем обеспечивают качество при приварке к аппарату штуцеров.Adjusting the set torch height above the surface of the apparatus with a cut-out hole by means of a tracking sensor allows to achieve high accuracy of the hole and to carry out the cutting of chamfers on it. The accuracy of the cut holes and the correct cutting of the chamfers subsequently ensure quality when welding fittings to the apparatus.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлен общий вид устройства; на фиг.2 - вид сбоку.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 presents a General view of the device; figure 2 is a side view.

Одним из основных узлов заявляемого устройства для вырезки отверстий является головка 1, оснащенная приводом вращения 2 и приводом 3 вертикального перемещения Г-образной штанги 4, на которой установлена каретка 5 с резаком 6. Резак 6 оснащен емкостным датчиком 7, который выполнен в виде кольца. Головка 1 размещена на кронштейне 8, который закреплен на опорах 9 с возможностью настроечных вертикальных перемещений. Во втулке 10, связанной с головкой 1, закреплена с возможностью перемещения вдоль оси горизонтального звена Г-образная штанга 4. Положение штанги 4 фиксируется винтом 11. На кронштейне 8 параллельно головке 1 установлен блок управления 12 датчика слежения 7, связанный с приводом вращения 2 и вертикального перемещения 3. Выполненный в виде кольца датчик слежения 7 расположен коаксиально с резаком 6, вылет которого фиксируется винтом 13, при этом положение поворота резака 6 фиксируется винтом 14. Каретка 5 установлена на вертикальном звене Г-образной штанги 4 с возможностью перемещения вдоль его оси. Устройство устанавливается на центр вырезаемого отверстия с помощью центроуказателя 15, связанного с приводом 3. Опоры 9 заострены на концах и снабжены откидывающимися роликами 16.One of the main nodes of the inventive device for cutting holes is a head 1 equipped with a rotation drive 2 and a vertical drive 3 of an L-shaped rod 4, on which a carriage 5 with a cutter 6 is installed. The cutter 6 is equipped with a capacitive sensor 7, which is made in the form of a ring. The head 1 is placed on the bracket 8, which is mounted on the supports 9 with the possibility of adjusting vertical movements. In the sleeve 10, associated with the head 1, a L-shaped rod 4 is fixed with a possibility of movement along the axis of the horizontal link 4. The position of the rod 4 is fixed with a screw 11. On the bracket 8, a control unit 12 of the tracking sensor 7 is connected to the rotation unit 1, connected to the rotation drive 2 and vertical movement 3. The tracking sensor 7 made in the form of a ring is located coaxially with the cutter 6, the overhang of which is fixed by the screw 13, while the turning position of the cutter 6 is fixed by the screw 14. The carriage 5 is mounted on the vertical link of the L-shaped w tangs 4 with the ability to move along its axis. The device is mounted on the center of the hole to be cut out with the help of a center indicator 15 connected to the drive 3. The supports 9 are pointed at the ends and equipped with tiltable rollers 16.

Кронштейн 8, как и в прототипе, может быть закреплен на вертикальной опоре с возможностью поворота и вертикального перемещения.The bracket 8, as in the prototype, can be mounted on a vertical support with the possibility of rotation and vertical movement.

Для осуществления работ устройство для вырезки отверстий подводят к поверхности, на которой необходимо вырезать отверстие, посредством роликов 16, центроуказатель 15 совмещают с центром вырезаемого отверстия, размеченным ранее на поверхности 17, ролики 16 при этом откидываются. Посредством перемещения Г-образной штанги 4 во втулке 10 устанавливают резак 6 на нужный радиус вырезаемого отверстия, положение штанги 4 фиксируют винтом 11. Затем, перемещая вдоль звена Г-образной штанги 4 каретку 5 с резаком 6, производят установку резака 6 на заданное расстояние от поверхности реза 17, фиксируют положение резака винтом 13. Соответствующими регуляторами на пульте блока управления 12 устанавливают скорость резки, поджигают пламя резака и прожигают начальное отверстие, затем тумблером на пульте блока управления 12 устанавливают автоматический режим, при котором за счет привода вращения 2 резак 6 начинает движение по окружности. Датчик слежения 7 в зависимости от положения резака 6 при его движении по криволинейной поверхности 17 фиксирует координаты точек описываемой траектории и посылает на блок управления 12 импульсы об изменении расстояния между резаком 6 и поверхностью 17. С блока управления 12 поступает команда на привод вертикального перемещения 3 Г-образной штанги 4, которая совершает возвратно-поступательные перемещения в вертикальном направлении для поддержания заданного расстояния между резаком 6 и поверхностью 17. После окончания реза тумблер автоматического режима выключают, выключают пламя резака и тумблером вращения переводят резак в исходное положение для раскручивания шлангов. Для выполнения скоса кромки вырезанного отверстия резак 6 на каретке 5 перед началом работы устанавливают под углом и посредством винта 14 фиксируют. После этого процесс обработки скоса кромки аналогичен процессу вырезки отверстия.To carry out the work, the device for cutting holes is brought to the surface on which it is necessary to cut the hole by means of rollers 16, the center indicator 15 is aligned with the center of the cut hole marked earlier on surface 17, the rollers 16 are tilted. By moving the L-shaped rod 4 in the sleeve 10, the cutter 6 is mounted on the desired radius of the hole to be cut out, the position of the rod 4 is fixed with a screw 11. Then, moving along the link of the L-shaped rod 4 the carriage 5 with the cutter 6, the cutter 6 is installed at a predetermined distance from the surface of the cut 17, fix the position of the torch with a screw 13. The corresponding regulators on the control panel of the control unit 12 set the cutting speed, set fire to the flame of the torch and burn the initial hole, then set the switch on the control panel of the control unit 12 automatic mode, in which, due to the rotation drive 2, the cutter 6 starts to move in a circle. The tracking sensor 7, depending on the position of the cutter 6 when it moves along a curved surface 17, fixes the coordinates of the points of the described trajectory and sends pulses to the control unit 12 about the change in the distance between the cutter 6 and the surface 17. From the control unit 12, a command is sent to drive a vertical movement 3G -shaped rod 4, which performs reciprocating movements in the vertical direction to maintain a predetermined distance between the cutter 6 and the surface 17. After the cut, the toggle switch automatically one mode is turned off, turn off the flame torch and translate cutter tumbler rotation in a starting position for unwinding hoses. To perform a bevel of the edge of the cut hole, the cutter 6 on the carriage 5 is set at an angle before starting work and is fixed by means of a screw 14. After that, the process of processing the bevel edge is similar to the process of cutting holes.

Claims

1. A device for cutting holes, containing a bracket and a head placed on it, equipped with a center indicator and a rod with a rotational drive and a vertical displacement drive, on which a carriage and a cutter are installed, characterized in that the device is equipped with a sleeve and the cutter has a capacitive tracking sensor with a block control for adjusting the height of the torch, while the torch is rotatable, and the rod is made L-shaped, the horizontal link of which is fixed in the sleeve associated with the head, with the possibility of moving Ia, and a vertical link which is movably mounted carriage, the tracking capacitive sensor is formed as a coaxially located on the cutter ring and its control unit is arranged in parallel with the head arm and is connected to drive the rotation and vertical movement drive the L-shaped rod.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is provided with a vertical support, on which a bracket is mounted with the possibility of vertical movement.

3. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with supports with folding rollers at the ends, while a bracket is fixed to said supports.