SE419952B - Anordning for att vid maskinell fogsvetsning anpassa svetshuvudets lege till fogens streckning - Google Patents

Description

3960182-9 2 kräver emellertid en både komplicerad och dyrbar komplettering av den maskinella utrustningen med ytterligare rörelsemekanis- mer verksamma i två mot varandra vinkelräta plan.

Föreliggande uppfinning syftar till att erbjuda ett betyd- ligt enklare men likväl fullt tillfredsställande alternativ till denna hittills kända teknik, vilket alternativ tillåter, att den från början valda banan för relativförflyttningen mellan arbetsstyckets fixtur och den såsom fäste för svetshuvudet tjänande maskindelen förblir oförändrad under hela svetsnings- operationen medan istället uppträdande avvikelser mellan fogens beräknade och verkliga sträckning kompenseras genom täta korri- geringar av svetshuvudets läge i förhållande till nämnda maskin- del.

I detta syfte uppvisar uppfinningsföremålet de kännetecken, som framgår av de efterföljande patentkraven.

För uppfinningens ytterligare förtydligande skall nu under hänvisning till bifogade ritningar beskrivas ett föredraget utföringsexempel, som dock icke får begränsa patentkravens tolkning. På ritningarna visar fig. l en sidovy av en svets- maskin utrustad med en anordning enligt uppfinningen, fig. 2 en delvis förenklad perspektivvy av själva anordningen i funk- tion tillsammans med ett av anordningen uppburet svetshuvud, fig. 3 en längdsektion av själva anordningen visande dess detal- jer i overksamt utgångsläge, och fig. 4-9 delvis schematiska längdsektioner av anordningen åskådliggörande olika moment i dess funktion.

Den i fig. l visade svetsmaskinen, som är att betrakta såsom en extremt enkel variant av den typ av utrustning för maskinell svetsning, vid vilken uppfinningsföremålet är avsett att användas, omfattar ett bord l, på vilket ett arbetsstycke 2 är på icke visat sätt fikerbart i ett förutbestämt läge. Ett i förhållande till bordet l lägesfast stativ 3 uppbär en styr- ning 4 för en rätlinjigt förskjutbar stång 5, som av en icke visad drivmekanism kan bibringas en fram- och återgående rörel- se relativt styrningen. Med stångens 5 fria ändparti är via ett kopplingsstycke 6 förbunden en maskindel 7, som tjänar så- som fäste för en anordning enligt uppfinningen. Denna anordning, som generellt betecknats med 8, omfattar en med maskindelen 7 3 saoo1a2-9 fast förbunden hållare 9 och en relativt denna inställbar bärare 10, som har ett utvändigt cylindriskt parti ll. Kring detta bärareparti ll är en radiellt utskjutande hållarearm 12, som uppbär ett svetshuvud 15, fastklämbar för att hålla svets- huvudet i ett såväl axiellt som radiellt i förhållande till bäraren lO valbart och till den aktuella svetsningsoperationen anpassat läge. Till svetshuvudets 13 övre ände ansluter i detalj icke visade ledningar för tillförsel av ström, elektrodmaterial och eventuell skyddsgas, vilka ledningar på känt sätt är inrym- da i en gemensam skyddsslang lä. Bäraren 10 är utrustad med en avkännare 15, som är utskjutbar i riktning mot det på bordet l fastspända arbetsstycket 2, såsom närmare skall framgå av det följande.

Arbetsstyoket 2 innefattar minst två delar, som skall svet- sas samman. Dessa delar kan exempelvis ha den form och vara sammanförda på det sätt, som visas i fig. 2, där delarna be- tecknats med 2a resp. 2b, varvid mellan dem bildas en långsträckt fog 16, som kommer att vara belägen mellan i riktning mot fogen konvergerande ytpartier 17 resp. 18 på det sammansatta arbetsstycket. Det bör stå klart, att arbetsstyokets delar i praktiken oftast har en väsentligt mera komplicerad formgivning än vad fig. 2 visar, vilket dock inte behöver resultera i andra förhållanden inom fogområdet. Om nu arbetsstyeket 2 har det i fig. 2 visade utseendet, måste det givetvis vid svetsningen i maskinen enligt fig. l fixeras på arbetsbordet 1 i ett sådant läge, att fogen 16 kommer att förlöpa åtminstone i stort sett parallellt med den av styrningen 4 bestämda rätlinjiga rörelse- banan för maskindelen 7 ooh hållaren 9. Fogen är emellertid blott sällan fullständigt rätlinjig och det är i praktiken nära nog omöjligt att säkerställa en perfekt överensstämmelse mellan fogens sträckning och maskindelens 7 bana även om måttnoggrann- heten hos arbetsstyokets delar skulle vara stor. För att åtmins- tone till huvudsaklig del eliminera olägenheterna härav bildar hållaren 9 tillsammans med bäraren l0 och dess avkännare 15 ett hjälpmedel, som möjliggör en korrigering av svetshuvudets 13 läge i förhållande till maskindelen 7 med täta tidsintervall, som lämpligen kan motsvara en svetslängd av 10-15 mm.

Anordningens 8 uppbyggnad framgår närmare av fig. 3. Hålla- ren 9 inrymmer i sin övre del en cylindrisk kammare 20, vars övre ände är försluten med hjälp av en lockliknande del 21, som seao1a2-9 4 är utformad för att lägesfast förbindas med den förutnämnda maskindelen 7 och att därvid fixera hållaren 9 vid denna.

Hållarens nedre del omsluter ett hål 22, som är koncentriskt med kammaren 20 men har mindre diameter än denna. Hâlets 22 övre ände utmynnar i kammaren 20 innanför en nedre avsats 23 i denna, vilken avsats uppbär en ringformig serie av stödkulor 24. Hålets 22 nedre ände utmynnar i hållarens 9 nedre ändparti och kring hálmynningen är där anordnad en eftergivlig tätnings- manschett 25.

Bäraren 10 omfattar i sin tur en i huvudsak cylindrisk kropp» som i sin övre ände har ett cirkulärt, skivformigt huvud 26 med delsfärisk omkretsyta, vilket huvud med glidpassning är axiellt rörligt i hållarens 9 kammare 20 och begränsat sned- ställbart i denna. Huvudet 26 påminner i stort sett om en kolv och har en kolvring 27, som är radiellt expanderbar genom till- försel av_tryckluft till en anslutning 28 på bäraren 10 för att därvid spärra huvudet 26 i kammaren 20 odrdärmed hålla fast bäraren 10 i vilket som helst tänkbart läge relativt hållaren 9.

En skaftliknande del 29 av bäraren 10 sträcker sig från huvudet 26 med radiellt spel ut genom hålet 22 i hållarens nedre del och medger på så sätt en begränsad snedställning av bäraren relativt hållaren. Den skaftliknande bäraredelen 29 är på ömse sidor för- sedd med axiellt förlöpande spår, i vilka motsvarande, i hållarens 9 nedre del infogade styrklackar ingriper med glidpassning för att förhindra all rotationsrörelse mellan hållaren 9 och bäraren 10.

Endast det ena spåret 30 och tillhörande styrklack 31 är synliga i ritningsfigurerna. Bäraren kommer därigenom endast att kunna snedställas relativt hållaren 9 under svängning kring en axel 32, som i enlighet med fig. 2 orienteras åtminstone tillnärmelsevis parallellt med den fog 16, som skall svetsas. Att märka är, att denna imaginära svängningsaxel 32 inte är lägesfast i förhållan- de till hållaren 9 utan kan förflyttas vertikalt under motsvaran- de rörelse hos bärarehuvudet 26.

I den övre skaftliknande bäraredelen 29 är anordnad en cylinder 33, som utmynnar centralt på bärarehuvudets 26 över- sida och som inrymmer en mothàllarekolv 34 med ett övre, del- sfäriskt ändparti 35, som är ansättbart mot en på hållarelockets 21 undersida anordnad stödyta 36 genom tillförsel av tryckluft via en anslutning 37 till cylinderns 33 nedre ände. Mothållare- 5 3000182-9 kolven 34 strävar därvid att föra bäraren 10 nedåt i förhållan- de till hållaren 9 till ett nedre änd- eller utgångsläge, som definieras av bärarehuvudets 26 anliggning mot stödkulorna 24.

I bärarens 10 nedre del är anordnat ett cylindriskt lopp 40, i vilket en kolv 4l är rörlig. Loppet 40 är anordnat koaxiellt med mothâllarekolvens 34 cylinder 33 och har samma diameter som denna. Kolven 41 är anbragt i övre änden av en stång 42, som bildar en del av den förutnämnda avkännaren 15 och som genom en styrning 43 inuti bärarens nedre, utvändigt cylind- riska ändparti 11 utskjuter centralt vid bärarens nedre ände.

Kolven 41 är mot verkan av en returfjäder 44 påverkbar i rikt- ning nedåt genom tillförsel av tryckluft via en anslutning 45 till loppets 40 övre ände, varvid kolvens nedåtgående rörelse begränsas av en uppåtriktad, rörformad förlängning 46 av styr- ningen 43. Stången 42 är i sin nedre ände försedd med en utbyt- bar spets 47, som i det visade fallet är i huvudsak cylindrisk och har en halvsfärisk, fri ände.

Av det föregående torde framgå, att bäraren lO är inställ- bar relativt hàllaren 9 dels genom axiell förskjutning, dels genom svängning kring axeln 32. Eftersom svetshuvudet 13 är fäst vid bäraren 10, så betyder detta, att svetshuvudet är på mot- svarande sätt inställbart i förhållande till den rörliga maskin- delen 7, som alltså rör sig utefter den av styrningen 4 bestämda banan. Detta förhållande utnyttjas nu på så sätt, att bärarens lïïz relativt arbetsstyckets fog med lämpliga tidsintervall kontrolleras med hjälp av avkännaren 15 och 1 samband därmed korrigeras vid behov. Hur detta sker ëskådliggöres av de schema- tiska figurerna 4-9. ' I fig. 4 befinner sig bäraren 10 i sitt i fig. 3 visade utgångsläge i förhållande till hållaren 9, vilket dock innebär, att svetshuvudet 13 intar ett felaktigt läge i förhållande till arbetsstyckets 2 fog. Genom att nu tillföra tryckluft med ett något lägre tryck via anslutningen 37 till cylinder 33 och med ett något högre tryck via anslutningen 45 till loppet 40 kvar- hålles till att börja med bäraren 10 i sitt utgångs1äge-re1a- tivt hållaren 9, medan avkännaren 15 skjutes ut i riktning mot arbetsstycket 2, så att dess spets 47 kommer i beröring med ett av de mot fogen 16 konvergerande ytpartierna, såsom visas i '~=_ nqeo1a2-9 fig. 5. Anslutningen 28 på bäraren sättes samtidigt på lämpligt sätt i förbindelse med ytterluften, så att bäraren blir i till- fälle att fritt röra sig i förhållande till hållaren. Resulta- tet blir, att avkännarespetsen 47 under påverkan av luftens tryck på kolven 41 söker sig mot fogen och därmed i första hand åstadkommer en inriktning av bäraren 10 och av svetshuvudet 15 mot fogen.

När-avkännarespetsen 47 nått kontakt med båda de mot fogen konvergerande ytpartierna på arbetsstycket 2 i enlighet med fig. 6 upphör dess sidorörelse. Därmed intar avkännaren 15 ett stödläge, som står i en viss, av avkännarespetsens form beroende och sålunda känd relation till fogen 16, men svetshuvudets läge är fortfarande inte helt korrekt, ty det befinner sig alltför nära fogen. Detta korrigeras emellertid i nästa moment, vid vilket kolven 41 av tryckluften pressas ytterligare nedåt för att slutligen komma till anliggning mot den övre änden av den rörformiga förlängningen 46§ Därvid tvingas bäraren lO uppåt i förhållande till såväl avkännaren 15 som hållaren 9 och resul- tatet blir det som visas i fig. 7, där full korrigering skett.

Under hela detta inställningsförlopp strävar mothållarekolven 54 genom sin anpressning mot stödytan 56 att föra bäraren 10 nedåt relativt hållaren 9 men detta med en kraft, som är väsent- ligt mindre än och exempelvis blott hälften så stor som den kraft, med vilken bäraren tvingas uppåt relativt avkännaren, och som därför ger efter och endast bibehåller avkännarespetsens kontakt med arbetsstycket i det förutnämnda stödläget.

Hela den beskrivna korrigeringen av bärarens lO läge i förhållande till hållaren 9 skeri själva verket i ett mycket snabbt och praktiskt taget steglöst förlopp, och så snart detta fullbordats tillföres åter tryokluft till anslutningen 28 för att huvudets 26 kolvring 27 skall expandera och bäraren därigenom låsas fast i sitt nya läge relativt hållaren. När så skett åter- föres avkännaren 15 genast till sitt indragna läge såsom visats i fig. 8 genom att lufttrycket på kolven 41 avlastas. Samtidigt sker lämpligen en avlastning av trycket även 1 cylindern 55.

Svetshuvudet l5 kommer nu att befinna sig i ett helt korrekt läge i förhållande till arbetsstyckets 2 fog och svetsnings- operationen kan börja. Efter ett kort tidsintervall genomföras på likartat sätt en förnyad avkänning av fogens verkliga läge på arbetsstycket, vilket då exempelvis kan tänkas vara för- 7 daaou1a2-9 ändrat i enlighet med vad som något överdrivet visas i fig. 9.

I samband med den nya avkänningen kommer i så fall en andra korrigering av bärarens och därmed även svetshuvudets inställ- ning att ske o.s.v.

Fackmannen torde utan vidare inse, att ett flertal detalj- modifikationer är tänkbara vid den visade och beskrivna anord- ningen utan att det eftersträvade resultatet äventyras. Sålunda kan exempelvis mothållarekolven 34 istället för att påverkas av ett lägre lufttryck än avkännarekolven 41 ges en motsvarande mindre diameter, varvid kolvarnas cylinderlopp kan öppet kommuni- cera med varandra och ha en gemensam anslutning. Det är även möjligt att låta mothållarekolven 34 påverkas enbart av en fjäder. Vidare kan läsningen av bäraren 10 i förhållande till hållaren 9 åstadkommas på annat sätt än i utföringsexemplet.

Det sistnämnda gäller icke minst om bäraren saknar det visade och beskrivna huvudet 26 och istället är svängbart lagrad vid en slid, som i sin tur är rätlinjigt förskjutbar utefter en såsom hållare tjänande styrning. Givetvis kan också, beroende på arbetsstyckets form och belägenheten av den fog, som skall svetsas, avkännarespetsens utformning varieras. Exempelvis kan avkännarespetsen vara Y-formad för att grensla en del av arbets- stycket, om fogen följer en ytterhönnkant på arbetsstycket. Det väsentliga är, att avkännarespetsen vid sin ansättning mot arbetsstycket automatiskt söker sig till ett i förhållande till fcgen väldefinierat stödläge.

Claims (9)

)_'~~i§aao1s2-9 i 8 Patentkrav
1. l. Anordning för att vid sådan maskinell fogsvetsning, som genomföras under en relativförflyttning mellan arbetsstycket (2) och en såsom fäste för ett svetshuvud (13) tjänande maskin- del (7) utefter en förutbestämd bana, som svarar mot en beräk- nad sträckning av fogen (16), åtminstone delvis kompensera upp- trädande avvikelser mellan fogens beräknade och verkliga sträck- ning, k ä n n e t e c k n a d av, att den omfattar en vid maskindelen (7) fästbar hållare (9), en med hållaren förbunden bärare (10) för svetsnuvudet (15), viiken bärare ar instalibar relativt hållaren såväl i riktning mot och från fogen (16) som i sidled relativt denna för att därigenom på motsvarande sätt förändra svetshuvudets läge relativt maskindelen, och en med bäraren förbunden avkännare (15), som under rörelse relativt bäraren är intermittent ansättbar mot arbetsstyoket (2) för att därvid uppsöka ett mot fogens verkliga läge svarande stödläge mot detta, varvid bäraren är anordnad att under kraftpåverkan bibringas ett förutbestämt läge relativt den till stödläget förda avkännaren, så att en korrigering av bärarens inställning relativt hållaren sker i den mån fogens läge relativt maskin- delen förändrats mellan två efter varandra följande avkännare- ansättningar mot arbetsstycket.
2. 2. Anordning enligt krav l k ä n n e t e c k n a d av, att bäraren (lO),är inställbar i sidled relativt fogen (16) genom svängning kring en axel (32), som är i huvudsak parallell med men belägen på avstånd från fogen. i
3. 3. Anordning enligt krav l eller 2 k ä n n e t e c k n a d av, att bäraren (io) är positivt fasclasbar vid nallaren (9) 1 alla sina tänkbara lägen relativt denna för att mellan ansättningarna av avkännaren (l5) mot arbetsstycket (2) bibehålla en oförändrad inställning, varvid läsningen är anordnad att upphävas vid varje ny ansättning av avkännaren.
4. 4. Anordning enligt krav 5 k ä n n e t e c k n a d av, att bäraren (10) innefattar ett cirkulärt huvud (26), som är utfor- mat såsom en genom tryckmediumtillförsel radiellt expanderbar kolv, medan hàllaren (9) innefattar en cylindrisk kammare (20), i vilken bärarehuvudet är förskjutbart i riktning mot och från fogen (16) och därjämte begränsat snedställbart i en riktning 9 8eeo1a2-9 tvärs fogen, varvid bäraren är fastlåsbar vid hållaren genom bärarehuvudets expansion i hållarecylindern.
5. 5. Anordning enligt något av de föregående kraven k ä n n e - t e c k n a d av, att avkännaren (15) innefattar en relativt bäraren (10) styfid stång (42), som från ett tillbakadraget, overksamt läge (fig. 5, 4, 8) är utskjutbar 1 riktning mot arbetsstyoket (2) och som har en spets (47) av sådan form, att den genom samverkan med mot varandra vinkelställda ytpartier (17 resp. 18) på arbetsstycket vid stângens utskjutning söker sig tilldet mot fogens (16) verkliga läge svarande stödläget och därvid via stången åstadkommer erforderlig korrigering av bärarens inställning relativt hållaren i ett fogen korsande plan.
6. 6. Anordning enligt krav 5 k ä n n e t e c k n a d av, att avkännarestången (42) är förbunden med en kolv (41), som är rörlig i ett i bäraren (10) anordnat lopp (40) och påverkbar i avkännarestångens utskjutningsriktning till ett förutbestämt ändläge med hjälp av ett till loppets ena ände tillfört tryck- medium, varvid kolven företrädesvis arbetar mot verkan av en returfjäder (44).
7. 7. Anordning enligt något av de föregående kraven k ä n n e - t e c k n a d av, att mellan bäraren (10) och hàllaren (9) är anordnad en kolv-cylinder-mekanism (fi5*35). som under påverkan av ett tillfört tryokmedium strävar att förflytta bäraren rela- tivt hâllaren i riktning mot arbetsstyeket (2).
8. 8. Anordning enligt kraven 6 och 7 k ä n n e t e c k n a d av, att kolv-cylinder-mekanismen (55-55) innefattar en i bära- ren (10) anordnad cylinder (55), som är koaxiell med loppet (40) för avkännarestångens (42) kolv (41), och en i denna cylin- der rörlig mothållarekolv (54), som har ett mot en stödyta (56) på eller 1 nàllaren (9) ansättbart änaparti (35).
9. 9. Anordning enligt något av de föregående kraven k ä n n e - t e c k n a d av, att bäraren (10) är utformad' med ett utvän- digt cylindriskt parti (ll), kring vilket en svetshuvudet (15) uppbärande, radiellt utskjutande hallarearm (12) är fastkläm- bar i axiellt inställbart läge.