RU2399468C2

RU2399468C2 - Robot-technical complex for contact dot welding

Info

Publication number: RU2399468C2
Application number: RU2008127120/02A
Authority: RU
Inventors: Михаил Григорьевич Зарубин (RU); Михаил Григорьевич Зарубин; Константин Юрьевич Вергазов (RU); Константин Юрьевич Вергазов; Петр Михайлович Юрин (RU); Петр Михайлович Юрин; Андрей Николаевич Бычихин (RU); Андрей Николаевич Бычихин; Владимир Гусманович Табрисов (RU); Владимир Гусманович Табрисов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов"
Priority date: 2008-07-03
Filing date: 2008-07-03
Publication date: 2010-09-20
Also published as: RU2008127120A

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention relates to robot-technical complex for contact dot welding of fuel assembly frame made of lower lattice and spacer grids connected to each other by channels. Robot-technical complex comprises industrial robot with welding tongs installed on its manipulator, system of robot control, table with device for fixation of welded parts and source of welding current. Guide beam is intended for movement of industrial robot in it with source of welding current, manipulator and welding tongs. Device for fixation of welded parts consists of support cradles for placement of fuel assembly frame, bolts for adjustment of cradles into common plane, device for pressing of spacer grids to support cradles and support plate with clamps for lower lattice positioning in horizontal plane.

EFFECT: invention makes it possible to perform contact dot welding of large articles with length of more than 1000 mm and height of more than 100 mm welded along their length in several cross sections, in particular frame of fuel assembly, to increase quality of welding and to increase efficiency of article manufacturing due to automation of its welding process.

3 dwg

Description

Изобретение относится к контактной точечной сварке и предназначено для изготовления крупногабаритных изделий, свариваемых по всей длине в нескольких поперечных сечениях, в частности, каркаса тепловыделяющей сборки преимущественно для энергетических атомных реакторов ВВЭР.The invention relates to contact spot welding and is intended for the manufacture of large-sized products that are welded along the entire length in several cross sections, in particular, the frame of the fuel assembly mainly for VVER power nuclear reactors.

Известен комплекс для многоточечной контактной сварки (см. а.с. СССР 348116, МКИ 1В23К 11/10), недостатком которого является его узкая специализация, отсутствие возможности учитывать при сварке изменяющиеся по ходу изготовления решетки условия контактирования свариваемых поверхностей, контроля образования литого ядра сварной точки и маркировки некачественно выполненных точек.A well-known complex for multipoint contact welding (see AS USSR 348116, MKI 1V23K 11/10), the drawback of which is its narrow specialization, the inability to take into account when welding the contact conditions of the surfaces being welded, the formation of the molded core of the welded, being controlled points and markings of poorly executed points.

Известен роботизированный модуль для контактной точечной сварки (см. патент РФ 2138376), недостатком которого является отсутствие возможности учитывать при сварке изменяющиеся по ходу изготовления решетки условия контактирования свариваемых поверхностей, контроля образования литого ядра сварной точки и маркировки некачественно выполненных точек.Known robotic module for resistance spot welding (see RF patent 2138376), the disadvantage of which is the inability to take into account when welding changes in the course of manufacturing the lattice, the contact conditions of the surfaces to be welded, the formation of the molded core of the weld point and the marking of poor-quality points.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является робототехнический комплекс для контактной точечной сварки (см. патент РФ 2215626) - прототип, включающий в себя промышленный робот с установленными на руке сварочными клещами, систему управления роботом, стол с устройством для закрепления свариваемых деталей и источника сварочного тока.The closest in technical essence and the achieved result is a robotic complex for contact spot welding (see RF patent 2215626) - a prototype that includes an industrial robot with welding tongs mounted on the hand, a robot control system, a table with a device for fixing the parts to be welded and the source welding current.

Недостатками данного робототехнического комплекса является отсутствие возможности контактной точечной сварки крупногабаритного изделия, свариваемого по всей длине в нескольких поперечных сечениях, в частности каркаса тепловыделяющей сборки, по следующим причинам.The disadvantages of this robotic complex is the lack of the possibility of spot welding of a large product that is welded along the entire length in several cross sections, in particular the frame of the fuel assembly, for the following reasons.

1. Невозможность размещения на робототехническом комплексе изделия с габаритными размерами по длине более 1000 мм и по высоте более 200 мм, в частности каркаса тепловыделяющей сборки. Каркас имеет в своей конструкции дистанционирующие решетки, расположенные вертикально. Для доступа сварочных клещей к местам сварки каркас должен располагаться вершинами дистанционирующих решеток вверх и базироваться на их нижние грани.1. The inability to place products with overall dimensions of more than 1000 mm in length and more than 200 mm in height on a robotic complex, in particular, the frame of a fuel assembly. The frame has in its design spacer grids located vertically. For welding tongs to access welding sites, the frame must be located with the tops of the spacing grids up and based on their lower faces.

2. Отсутствие в робототехническом комплексе устройств для прижима дистанционирующих решеток каркаса к базовой поверхности в вертикальной плоскости. Базирование каркаса в вертикальной плоскости необходимо для выхода сварочных клещей на позицию сварки.2. The absence in the robotic complex of devices for pressing the spacer grids of the frame to the base surface in a vertical plane. The base of the frame in the vertical plane is necessary for the welding tongs to reach the welding position.

3. Отсутствие в робототехническом комплексе устройства для базирования каркаса в горизонтальной плоскости. Базирование каркаса в горизонтальной плоскости необходимо для выхода сварочных клещей на позицию сварки.3. The absence in the robotic complex of a device for basing the frame in a horizontal plane. The base of the frame in the horizontal plane is necessary for the welding tongs to reach the welding position.

4. Малая зона сварки, ограниченная диапазоном работы руки промышленного робота и длиной токоподводов, соединяющих источник тока со сварочными клещами. Каркас тепловыделяющей сборки имеет длину 4000 мм с равномерно расположенными по всей длине дистанционирующими решетками, которые должны быть сварены с каналами.4. A small welding zone, limited by the range of the industrial robot arm and the length of the current leads connecting the current source to the welding tongs. The frame of the fuel assembly has a length of 4000 mm with spacing grids evenly spaced along the entire length, which must be welded to the channels.

Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей робототехнического комплекса для контактной точечной сварки, в частности для контактной точечной сварки крупногабаритных изделий длиной более 1000 мм и высотой более 100 мм, свариваемых по всей длине в нескольких поперечных сечениях, для повышения качества сварки таких изделий и повышения производительности труда за счет автоматизации процесса сварки таких изделий.An object of the invention is to expand the functionality of a robotic complex for resistance spot welding, in particular for resistance spot welding of large products with a length of more than 1000 mm and a height of more than 100 mm, welded along the entire length in several cross sections, to improve the quality of welding of such products and increase productivity labor by automating the welding process of such products.

Поставленная техническая задача решается тем, что робототехнический комплекс для контактной точечной сварки, состоящий из промышленного робота с установленными на руке сварочными клещами, системы управления роботом, стола с устройством для закрепления свариваемых деталей и источника сварочного тока, согласно изобретению содержит для установки крупногабаритных изделий опорные ложементы с болтами для регулировки их в общую плоскость, устройство для прижима изделия к опорным ложементам и упорную плиту для базирования изделия в горизонтальной плоскости. Другим отличием является наличие в робототехническом комплексе направляющей балки для перемещения по ней робота вместе с источником тока параллельно свариваемому изделию с целью расширения зоны сварки.The technical task is solved in that the robotic complex for contact spot welding, consisting of an industrial robot with welding tongs mounted on the hand, a robot control system, a table with a device for fixing the parts to be welded and a welding current source, according to the invention, contains support lodges for installing large-sized products with bolts for adjusting them in a common plane, a device for clamping the product to the supporting lodgements and a thrust plate for basing the product horizontally tal plane. Another difference is the presence in the robotic complex of a guide beam for moving a robot along it together with a current source parallel to the product being welded in order to expand the welding zone.

Использование в робототехническом комплексе опорных ложементов для установки крупногабаритных изделий, устройств для прижима таких изделий к опорным ложементам, упорной плиты для их базирования в горизонтальной плоскости и направляющей балки для перемещения по ней промышленного робота вместе с источником тока параллельно свариваемому изделию позволяет разместить там каркас тепловыделяющей сборки вершинами дистанционирующих решеток вверх и прижать его к общей базовой поверхности опорных ложементов, обеспечив тем самым его позиционирование в пространстве и доступ сварочных клещей к местам сварки, и производить контактную точечную сварку деталей каркаса тепловыделяющей сборки друг к другу. Использование в ложементах регулировочных болтов позволяет производить их настройку в общую плоскость, повышая тем самым точность позиционирования каркаса при контактной точечной сварке деталей каркаса тепловыделяющей сборки друг к другу.The use of support lodgements in a robotic complex for installing large-sized products, devices for clamping such products to support lodges, a thrust plate for their base in the horizontal plane and a guide beam for moving an industrial robot along with a current source in parallel with the product to be welded allows you to place a fuel assembly frame there with the tops of the spacer grids up and press it against the common base surface of the support lodges, thereby ensuring its position in space and access of welding tongs to the welding sites, and to perform spot welding of parts of the frame of the fuel assembly to each other. The use of adjusting bolts in the lodgements allows their adjustment to the common plane, thereby increasing the accuracy of the positioning of the frame during the spot welding of parts of the frame of the fuel assembly to each other.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На чертежах представлены:The drawings show:

фиг.1 - робототехнический комплекса с расположенным в нем каркасом тепловыделяющей сборки;figure 1 - a robotic complex with a frame of a fuel assembly located therein;

фиг.2 - манипулятор робота со сварочными клещами при подходе к позиции сварки деталей каркаса тепловыделяющей сборки;figure 2 - robot manipulator with welding tongs when approaching the position of welding parts of the frame of the fuel assembly;

фиг.3 - опорные ложементы с устройствами для прижима дистанционирующих решеток каркаса тепловыделяющей сборки.figure 3 - supporting lodgements with devices for pressing the spacer grids of the frame of the fuel assembly.

Робототехнический комплекс для контактной точечной сварки состоит из двух опор 1 с направляющей балкой 2 под промышленный робот 3, источника тока 4, манипулятора 5, сварочных клещей 6, стола 7, опорных ложементов 8 с регулировочными болтами 9 для размещения в них каркаса тепловыделяющей сборки 10, содержащего дистанционирующие решетки 11 и нижнюю решетку 12, соединенные каналами 13, опорной плиты 14 с зажимами 15 и устройствами 16 для прижима дистанционирующих решеток каркаса к опорным ложементам.The robotic complex for resistance spot welding consists of two supports 1 with a guide beam 2 for an industrial robot 3, a current source 4, a manipulator 5, welding tongs 6, a table 7, supporting lodgements 8 with adjusting bolts 9 for placing the frame of the fuel assembly 10 in them containing spacer grids 11 and a lower grill 12 connected by channels 13, a base plate 14 with clamps 15 and devices 16 for pressing the spacer grids of the frame to the support lodges.

Робототехнический комплекс для контактной точечной сварки каркасов тепловыделяющих сборок работает следующим образом.Robotic complex for contact spot welding of frames of fuel assemblies works as follows.

Ложементы 8 стенда робототехнического комплекса при помощи универсальных средств настраиваются в одну общую плоскость при помощи регулировочных болтов 9. На предварительно настроенные опорные ложементы стенда 8 устанавливают каркас 10 тепловыделяющей сборки, состоящий из нижней решетки 12 и дистанционирующих решеток 11, соединенных между собой каналами 13. Каркас 10 устанавливают до упора нижней решеткой 12 в опорную плиту 14 и поджимают зажимами 15. Каждую дистанционирующую решетку 11 каркаса 10 поджимают в вертикальной плоскости устройствами для прижима 16. Выводят сварочные клещи 6, установленные на манипуляторе 5 робота 3, в "нулевое положение" и запускают программу сварки дистанционирующих решеток 11 с каналами 13 каркаса 10. Во время сварки одной дистанционирующей решетки с каждым каналом каркаса вывод сварочных клещей 6 на позицию сварки осуществляется за счет перемещения манипулятора 5 робота 3 по управляющей программе, заложенной в контроллер. Вывод сварочных клещей 6 к следующей дистанционирующей решетки каркаса 10 осуществляется перемещением робота 3, источника сварочного тока 4, манипулятора 5 и сварочных клещей 6 в горизонтальной плоскости по направляющей балке 2, жестко закрепленной на опорах 1. После вывода робота 3, источника сварочного тока 4, манипулятора 5 и сварочных клещей 6 к следующей дистанционирующей решетке каркаса цикл сварки дистанционирующей решетки с каналами каркаса повторяется. Результатом является сварка каждой из ячеек, окружающих канал, каждой дистанционирующей решетки 11 с каналами 13 каркаса 10 тепловыделяющей сборки.The lodges 8 of the stand of the robotic complex using universal tools are adjusted in one common plane with the help of adjusting bolts 9. On the pre-configured support lodges of the stand 8, a frame 10 of the fuel assembly is installed, consisting of a lower grill 12 and spacer grids 11 connected by channels 13. The frame 10 are installed until they stop with the lower grill 12 in the base plate 14 and are pressed with clamps 15. Each spacer grid 11 of the frame 10 is pressed in a vertical plane by devices for pressing 16. The welding pliers 6, mounted on the manipulator 5 of the robot 3, are brought to the “zero position” and the program for welding the distance grids 11 with the channels 13 of the frame 10 is started. During welding of one distance grating with each channel of the frame, the output of the welding tongs 6 to the position welding is carried out by moving the manipulator 5 of the robot 3 according to the control program embedded in the controller. The output of the welding tongs 6 to the next spacer grid of the frame 10 is carried out by moving the robot 3, the welding current source 4, the manipulator 5 and the welding tongs 6 in a horizontal plane along the guide beam 2, rigidly fixed to the supports 1. After the output of the robot 3, the welding current source 4, the manipulator 5 and the welding tongs 6 to the next spacer grid of the frame, the welding cycle of the spacer grid with the channels of the frame is repeated. The result is the welding of each of the cells surrounding the channel, each spacer grid 11 with channels 13 of the frame 10 of the fuel assembly.

Claims

A robotic complex for resistance spot welding of a fuel assembly frame consisting of a lower lattice and spacer grids connected by channels, containing an industrial robot with welding tongs mounted on its manipulator, a robot control system, a table with a device for fixing the parts to be welded, and a welding current source, characterized in that it is equipped with a guide beam for moving along it in the horizontal plane of an industrial robot with a welding current source, ma nippulator and welding tongs, and the device for fixing the parts to be welded consists of support lodgements for placing the fuel assembly frame in them, bolts for adjusting the lodgements in a common plane, devices for pressing the distance grids to the support lodges and a thrust plate with clamps to base the lower grill in horizontal the plane.