Все о сварке

Сборочно сварочные приспособления


27. Типовые специализированные сборочно-сварочные приспособления

Универсально-сборные приспособления. Оснастка такого типа представляет собой набор различных элементов.

В комплект универсально-сборных приспособлений (УСП) для сварочного производства входят базовые детали (плиты и уголь­ники), корпусные детали (подкладки и опоры), фиксирующие элементы (упоры, призмы, опоры, фиксаторы, домкраты), при­жимные элементы (прижимы, струбцины, распорки, стяжки, планки), а также установочные и крепежные детали.

Типовые приспособления серийного производства. В зависимо­сти от назначения оснастки, конфигурации свариваемых изделий и типа производства большую часть используемой при сварке ос­настки можно разбить на группы. Для выполнения работ, связан­ных со сборкой и прихваткой, служат сборочные стенды, сбороч­ные стапели, приспособления кондукторного типа, лестницы и помосты.

Сборочные стенды представляют собой конструкции с одной (чаще всего неподвижной) базовой поверхностью (обычно гори­зонтальной). На эту поверхность устанавливаются крепежные уст­ройства, фиксаторы, прижимы и т.п. В зависимости от типа про­изводства и степени оснащенности технологического процесса стенды могут быть универсальными и специализированными.

Роликовые стенды предназначены для сборки цилиндрических изделий и их вращения с рабочей скоростью сварки. Вращение изделия обеспечивается от приводных опорных роликов, на кото­рых лежит изделие.

Сборочные стапели применяют в тех случаях, когда крупнога­баритные детали имеют сложную конфигурацию, и их крепят в различных плоскостях.

Детали прижимают съемными рычажными прижимами, обли­цованными резиновыми прокладками. При вертикальном распо­ложении собираемой панели достигается экономия производствен­ной площади, а также облегчается сверление отверстий и уста­новка монтажных болтов и фиксаторов.

Cборочные кондукторы представляют собой жесткие и прочные специализированные приспособления, предназначенные для сбор­ки изделий, в которых требуется выдержать с определенной точ­ностью заданный размер.

Лестницы и помосты. При сборке крупного энергетического оборудования применяют различные лестницы и помосты. Лест­ницы могут быть накидными, приставными, переносными

др., помосты — нерегулируемыми и регулируемыми по высоте, ради­усными регулируемыми и нерегулируемыми, накидными, под­весными и др.

Кантователи — это стационарные приспособления, позво­ляющие закреплять и поворачивать свариваемое изделие в нужное положение для выполнения сборки и сварки. Такие приспособле­ния используются для сварки громоздких изделий, которые име­ют разнообразные формы и их швы располагаются на противопо­ложных сторонах, например, силовых узлов типа балок, лонже­ронов и т.п. В отличие от позиционеров, кантователи могут пово­рачивать изделие вокруг одной или нескольких постоянных осей вращения.

Манипуляторы — универсальные приспособления, предназна­ченные для вращения изделия вокруг вертикальной или горизон­тальной оси и наклона его под определенным углом, необходи­мым для сварки. Такие приспособления применяют для ручной, полуавтоматической и автоматической сварки плавлением и кон­тактной сварки. На манипуляторе можно закреплять изделия раз­личной формы.

studfiles.net

Сборочные приспособления

(приёмы выполнения операций и приспособления сварочного производства)

Темы: Сварочное оборудование.

Сборочная операция имеет цель - обеспечить правильное взаимное расположение и закрепление деталей собираемого сварного изделия . Для выполнения сборочной операции используют сборочное или сборочно-сварочное оборудование. В первом случае сборка заканчивается прихваткой; во втором собранное изделие сразу сваривают. Собранный узел должен обладать жесткостью и прочностью, необходимыми как для извлечения его из сборочного приспособления и транспортировки к месту сварки, так и для уменьшения деформаций при сварке . Собранные детали часто фиксируют на прихватках. Размеры и расположение прихваток задают не только и з условий прочности И жесткости, но и с позиции исключения их вредного влияния на качество выполнения сварных соединений и работоспособность конструкции . Поэтому при хватки должны иметь ограниченное поперечное сечение и длину и располагаться в местах, обеспечивающих их полную переварку при укладке основных швов. Если же прихватки накладывают на местах, где швы проектом не предусмотрены, то после сварки изделия такие прихватки следует удалить, а поверхности тщательно зачистить .

Сборку иногда осуществляют при плотном сопряжении собираемых деталей , но чаще с заданным технологическим зазором . Детали в приспособлении размещают (базируют) таким образом , чтобы их технологические б азы опирались на установочные поверхности приспособления. В общем случае для этого достаточно прижать деталь к шести опорным точкам, расположенным в трех взаимно перпендикулярных плоскостях.

Во многих случаях детали в приспособлении зажимают механическими или пневматическими прижимами. Пневматические прижимы приводятся В действие сжатым воздухом низкого давления (в среднем 0,4 МПа) . При таком давлении размеры цилиндров, необходимые для обеспечения требуемой силы зажатия , могут оказаться значительными . Иногда рациональнее использовать гидравлические устройства, работающие при существенно более высоком давлении.

Для высококачественного и производительного выполнения сварочной операции необходимо обеспечить :

1) сборку соединений с оптимальным зазором ;

2) доступность зоны соединения для инструмента;

3) рациональное чередование сборочных и сварочных операций и соответствующую последовательность наложения швов;

4) позиционирование свариваемых кромок в пространстве и относительное перемещение инструмента и изделия , соответствующие оптимальным условиям сварки .

Если сварку проводить после полного завершения сборки , то пространственная жесткость конструкции будет способствовать уменьшению сварочных деформаций. Однако доступность некоторых соединений при этом может стать ограниченной. Чередование сборочных и сварочных операций при изготовлении конструкции путем наращивания отдельных элементов облегчает доступность соединений , но нередко способствует увеличению деформаций от сварки . Общей сборке сложной конструкции могут предшествовать сборка и сварка относительно простых узлов, обладающих пространственной жесткостью , соединения которых ле гко доступны для сварки.

Позиционирование изделия для выполнения каждого соединения в наиболее благоприятном для сварки положении требует неоднократного поворота изделия . Так, при дуговой сварке стыковые соединения обычно располагают в нижнем положении , а для угловых швов предпочтительно положение в лодочку. Кроме периодических установочных поворотов изделия применительно к сварке круговых и кольцевых швов требуется вращение изделия с постоянной сварочной скоростью. При сварочных операциях нужно также задавать положение инструмента относительно свариваемых кромок и перемещать его со скоростью сварки. Для механизации этих операций используют устройства, обеспечивающие позиционирование, или перемещение , изделия , а также инструмента (сварочной головки) относительно изделия.

Характерны следующие виды сборочного оборудования :

1) сборочные кондукторы, имеющие жесткое основание в виде рамы или плиты, на которой размещены установочные и зажимные элементы (рис. 1, а) ;

2) сборочные стенды, где неподвижное основание с установочными и зажимными элементами дополнительно оснащено передвижными устройствами (рис . 1, б);

3) универсально- сборочные приспособления (УСП), имеющие основание в виде плиты с Т-образными пазами для размещения и закрепления набора установочных и зажимных элементов в соответствии с конфигурацией собираемого изделия (рис . 1, в);

4) переносные сборочные приспособления (стяжки, струбцины, распорки и др .) , применяемые главным образом при монтаже крупных изделий (рис . 1, г).

РИС. 1. Типы сборочного оборудования: а - кондуктор; б - стенд с передвижным порталом ; в - сборно-разборное приспособление; г - переносное сборочное приспособление (струбцина).

Основными видами оборудования для перемещения изделий являются универсальные сварочные вращатели, кантователи, роликовые вращатели (рис . 2). Выбор типа и размеров такого оборудования определяется конструкцией выпускаемых изделий, их массой и размерами.

Рис. 2. Схемы устройств для позиционирования свариваемых изделий: а - универсальный вращатель; б - вращатель; в - кантователь ; г - роликовый вращатель.

Для перемещения сварочных аппаратов служат колонны , тележки и направляющие устройства. Большинство колонн поворотные, они содержат консоли для самоходных сварочных аппаратов. Тележки наряду с маршевой скоростью для обеспечения позиционирования сварочного аппарата могут иметь сварочную скорость для его перемещения . Велосипедные тележки монтируют из колонн . Портальные тележки используют в основном при сварке цилиндрических изделий.

weldzone.info

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Применение сборочно-сварочных приспособлений обеспечивает уменьшение трудоемкости работ, повышение производительности труда, сокращение длительности производственного цикла.  [1]

В большинстве случаев предпочтительнее применение сборочно-сварочных приспособлений, так как при этом можно обеспечить жесткое закрепление, обратный выгиб и другие мероприятия, позволяющие получать сварное изделие с минимальными деформациями.  [2]

Существуют признаки, по которым можно судить о целесообразности применения сборочно-сварочных приспособлений. Так, в массовом и крупносерийном производстве экономически целесообразно использовать поточные линии, оснащенные специальными сварочными машинами, наиболее совершенными приспособлениями и транспортными устройствами. Стоимость вспомогательного оборудования и сборочно-сварочных приспособлений здесь во много раз превосходит стоимость применяемой сварочной аппаратуры. В единичном и мелкосерийном производствах сборочно-сварочные приспособления экономически целесообразно применять только в том случае, если они необходимы для обеспечения требуемого качества сварных изделий. При небольших объемах производства экономический эффект от применения приспособлений часто не окупает затрат на их внедрение.  [3]

При изготовлении машиностроительных конструкций широко применяются сборочно-сварочные приспособления. Применение сборочно-сварочных приспособлений уменьшает трудоемкость работ, повышает производительность труда, сокращает длительность производственного цикла.  [4]

Ручная сварка неплавящимся электродом узлов из листов малой толщины ( 1 - 2 мм) вследствие высокой текучести металла шва затруднительна и требует известного навыка. Работа значительно облегчается применением разнообразных сборочно-сварочных приспособлений, кондукторов и стапелей. В них кромки соединения по всей длине равномерно прижимаются к медной или стальной подкладке с канавкой глубиной около 1 мм и шириной 8 мм и более в зависимости от толщины свариваемого металла.  [5]

Однако не при всех размерах сечений и протяженностей швов достигается уменьшение трудоемкости работ от внедрения автоматической и полуавтоматической сварки. Поэтому области эффективного применения автоматов и полуавтоматов определяются прежде всего соотношением трудоемкостей новых и прежних технологических процессов. Когда механизированные способы электродуговой сварки ( кроме аргоно-дуговой сварки) и электрошлаковая сварка, не требующие применения специальных сборочно-сварочных приспособлений, при достаточно полной загрузке применяемого сварочного оборудования, позволяют уменьшить суммарную трудоемкость работ по всем разнящимся у сравниваемых процессов операциям, они эффективны и с точки зрения общей суммы денежных затрат. В тех же случаях, когда применение автоматов и полуавтоматов не позволяет снизить трудоемкость работ по сравнению с ручной сваркой, вопрос о выборе наиболее эффективного способа должен решаться на основании детального расчета и всестороннего учета всех преимуществ и недостатков сравниваемых вариантов.  [6]

Выбору наиболее рационального способа сварки должен предшествовать не только расчет затрат, но п глубокий анализ преимуществ и недостатков каждого из сравниваемых вариантов. За общими показателями высокой эффективности проектируемого процесса в целом могут скрываться недочеты частных решений. Поэтому необходимо раздельное экономическое обоснование таких принципиальных вопросов, как схема разбивки конструкции на секции и блоки, выбор заготовок и свариваемых материалов, эффективность применения сборочно-сварочных приспособлений и пр. Такой метод, базирующийся на комплексной оценке сопоставляемых вариантов, является, на наш взгляд, единственно правильным для технико-экономического сравнения различных способов сборочных работ вообще, так ка к он в максимальной степени исключает случайные, недостаточно обоснованные решения.  [7]

Выбору наиболее рационального способа сварки должен предшествовать не только расчет затрат, но и глубокий анализ преимуществ и недостатков каждого из сравниваемых вариантов. За общими показателями высокой эффективности проектируемого процесса в целом могут скрываться недочеты частных решений. Поэтому необходимо раздельное экономическое обоснование таких принципиальных вопросов, как схема разбивки конструкции на секции и блоки, выбор заготовок и свариваемых материалов, эффективность применения сборочно-сварочных приспособлений и пр. Такой метод, базирующийся на комплексной оценке сопоставляемых вариантов, является, на наш взгляд, единственно правильным для технико-экономического сравнения различных способов сборочных работ вообще, так как он в максимальной степени исключает случайные, недостаточно обоснованные решения.  [8]

Сравнительная оценка вариантов технологического процесса сварки производится на базе определения первоначальных затрат при каждом из них и годовых эксплуатационных расходов. Однако до проведения таких расчетов необходимо проанализировать сравниваемые варианты с точки зрения производственных преимуществ и недостатков каждого из них. При этом должны быть экономически обоснованы такие технические решения, как проектируемая схема разбивки конструкции на секции и блоки, выбор заготовок и свариваемых материалов, применение сборочно-сварочных приспособлений и др. Такая комплексная технико-экономичегкая оценка сравниваемых вариантов способствует правильному решению задачи и исключит возможность принятия недостаточно обоснованного варианта.  [9]

В сборочно-сварочном производстве на сборочные и вспомогательные работы расходуется в зависимости от конструкции изделия от 20 до 90 % рабочего времени, остальное время занимают сварочные операции. Таким образом, длительность производственного цикла может быть значительно сокращена за счет уменьшения времени на сборку изделия под сварку и на вспомогательные операции во время сварки. Применение сборочно-сварочных приспособлений позволяет обеспечить заданное взаимное расположение свариваемых деталей, уменьшить трудоемкость работ, повысить производительность труда, сократить длительность производственного цикла, улучшить условия труда, повысить точность и качество работ, обеспечить заданную форму свариваемых узлов и изделий за счет предварительного жесткого закрепления деталей и компенсации или значительного уменьшения их деформации при сварке, организовать рациональный принудительный порядок и последовательность сборки и сварки узлов и изделия в целом.  [10]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru

Сборочно-сварочные операции и проектирование приспособлений

СВАРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Сборочная операция при изготовлении сварных конструкций имеет целью обеспечение правильного взаимного распо­ложения и закрепления деталей собираемого, изделия. Сборку можно производить на плите, стеллаже, стенде или в спе­циальном приспособлении. В условиях индивидуального производ­ства расположение деталей в узле нередко задается разметкой; для их фиксации используют струбцины, планки, скобы с клиньями и другие простейшие универсальные приспособления.

Использование специальных сборочных приспособлений позво­ляет повысить производительность труда и улучшить качество сборки. Основой сборочного приспособления является жесткий кар­кас с упорами, фиксаторами и прижимами (рис. 13.39). При сбор­ке детали заводят в приспособление, укладывают по упорам или фиксаторам и закрепляют прижимами. Винтовые, рычажные или эксцентриковые прижимы (рис. 13.40) просты, но они приводятся в действие вручную. Использование пневматических, гидравличе­ских, пневмогидравлических, магнитных или вакуумных (рис. 13.41) прижимов значительно сокращает вспомогательное время, особенно если требуется зажать изделие одновременно в не­скольких местах. Широкое применение получили пневматические прижимы, приводимые в действие сжатым воздухом малого давле­ния (в среднем 0,4 МПа). Однако при таком давлении размеры цилиндров, необходимые для обеспечения заданного усилия зажа­

тия, могут оказаться значительными. Поэтому часто прибегают к использованию дополнительной рычажной или клиновой системы прижатия. Иногда рациональным оказывается использование ги­дравлических или пневмогидравлических устройств.

Рис. 13.39. Элементы сборочных приспособлений:

а —карман; б — упор; в—палец; г —зажим; д — палец откидной;

е— упор откидной

Рис. 13.40. Схемы механических устройств: а — г — винтовые: д, е — эксцентриковые; ж—и — рычажные

Фиксация собранных деталей чаще всего осуществляется на прихватках. В таком виде собранный узел должен обладать такой жесткостью и прочностью, какая необходима при извлечении его ил сборочного приспособления и транспортировке к месту сварки, а также для уменьшения сварочных деформаций. При назначении размеров и расположения прихваток учитывают еще и необходи­мость предотвращения их вредного влияния на качество выпол­нения сварных соединений и работоспособность конструкции. По-

Рис. 13.41. Схемы вакуумных зажимов

этому прихватки должны иметь небольшие размеры поперечного сечения и располагаться в местах, где они полностью будут пере­варены при укладке основных швов. Если же прихватки наклады­вают в местах, где швы проектом не предусмотрены, то после сварки такие прихватки следует удалить, а поверхности — тща­тельно зачистить. При использовании сборочно-сварочных приспособлений сварку выполняют после сборки, не вынимая из­делия из приспособления, поэтому в ряде случаев можно обходить­ся без прихваток.

Последовательность выполнения сборочных и сварочных опера­ций может быть различной: 1) сварку производят после полного завершения сборки; 2) сборку и сварку выполняют попеременно, например при изготовлении конструкции путем наращивания от­дельных элементов; 3) общей сборке и сварке конструкции пред­шествует сборка и сварка подузлов и узлов. Последовательность операций устанавливают в зависимости от характера производства, типа конструкции, ее габаритов и требуемой точности размеров и формы.

При выполнении тех или иных швов положение изделия в про­цессе сварки приходится изменять. Это осуществляется с помощью приспособлений: позиционеров, вращателей, кантователей, ролико­вых стендов, манипуляторов. Приспособления могут быть как установочные, переводящие изделие в положение, удобное для сварки, так и сварочные, обеспечивающие кроме установки изделия его перемещение со скоростью, равной скорости сварки, или включают элементы, направляющие движение сварочной го­ловки. Использование того или иного типа сборочно-сварочной оснастки определяется конструкцией изделия, принятой технологи­ей изготовления и программой выпуска.

Универсальные приспособления общего назначения ис­пользуются для сборки и сварки изделий широкой номенклатуры в условиях единичного и мелкосерийного производства. Такие приспособления изготовляются централизованно и могут быть при­обретены в готовом виде.

Для изготовления изделий при крупносерийном и массовом их производстве разрабатывают специальные приспособления, предназначенные для использования на отдельных операциях.

Рис. 13.42. Элементы УСП:

а — универсальная плита; б—упор; в —карман; г, д — упор с фиксатором; е — поворот­ный прижим

Помимо универсальных и специальных приспособлений в мелко­серийном и единичном производстве используют также универсаль­но-сборные приспособления (УСП). Оснастка такого типа пред­ставляет собой набор различных элементов: универсальных плит с продольными и поперечными пазами, типовых сменных упоров, фиксаторов, штырей, прихватов, планок, крепежных деталей и т. п. (рис. 13.42). Для каждой собираемой конструкции разрабатывает­ся своя схема настройки сборного приспособления. Сборщик от­бирает необходимые элементы оснастки и по схеме устанавливает и закрепляет их на плите. После окончания сборки требуемого числа изделий приспособление разбирают, а его элементы отправ­ляют на склад.

Перечень необходимых сборочно-сварочных приспособлений со­ставляется в процессе проектирования технологии изготовления сварной конструкции. При этом решается вопрос, какие из приспо­соблений могут использоваться в готовом виде, а какие необходи­мо дополнительно разработать и изготовить. Так как обычно при­менение приспособлений имеет целью не только улучшить качест­во выпускаемых изделий и повысить производительность труда, но 5—201 65 и снизить себестоимость продукции, то целесообразность проекти­рования и изготовления приспособления должна быть экономиче­ски обоснована.

Исходными данными для проектирования сборочно-сварочных приспособлений служат чертежи деталей и изделия в целом, тех­нические условия на изготовление и приемку изделия и программа намечаемого выпуска. На основе этих данных составляется зада­ние на проектирование, содержащее перечень основных принципи­альных положений, которым должно удовлетворять приспособле­ние: а) назначение приспособления т. е. должно ли оно быть сборочным, сварочным или сборочно-сварочным; б) тип приспособ­ления— универсальное, переналаживаемое или специальное; в) тре­бования к приспособлению с конструктивных и технологических позиций; г) требуемое повышение производительности труда и снижение себестоимости.

Наиболее заметно производительность труда повышается при применении специальных приспособлений. Однако необходимо со­относить экономию, получаемую от использования приспособления (с учетом программы выпуска), и стоимость проектирования и изготовления приспособлений. При этом использование универ­сальной оснастки может оказаться более эффективным, особенно при малых программах выпуска.

При выборе конструктивной схемы приспособления необходимо обеспечить возможность механизации транспортных операций, бы­строту и надежность базирования и закрепления деталей в при­способлении, удобство выполнения сборочных и сварочных опера­ций. В зависимости от назначения приспособления основные во­просы, требующие проработки на этом этапе проектирования, мо­гут несколько отличаться.

В сборочном приспособлении надо решить вопросы: а) по­дачи элементов в приспособление и придания им проектного по­ложения; б) расположения опорных баз и прижимов; в) обеспече­ния удобства постановки сборочных прихваток; г) освобождения от закрепления и съем узла.

Для сварочного приспособления основными задачами явля­ются: а) подача узла в приспособление; б) базирование узла в приспособлении и его закрепление; в) перемещение узла или сва­рочной головки в процессе сварки или при переходе от одного шв. з к другому; г) освобождение от закрепления и съем узла.

В случае проектирования сборочно-сварочного приспо­собления первые два пункта будут такими же, как для сборочно­го приспособления, а последние два — как для сварочного.

Конструктивная разработка приспособления включает необхо­димые расчеты на прочность и жесткость и завершается созданием рабочих чертежей. В расчетах на прочность и жесткость учитыва­ют следующие соображения.

1. Для сборочного приспособления необходимо учитывать вес приспособления и изделия, а также усилия прижимов. Должна быть обеспечена прочность конструкции приспособления, а иска­

жения базовых размеров ограничены в пределах заданных допус­ков. Если в процессе сборки изделие подвергается кантовке, то расчет следует производить для наиболее неблагоприятного поло­жения с учетом усилий от механизма вращения. В сборочном при­способлении усадочные силы от прихваток малы и в расчетах на прочность ими можно пренебречь. Перемещения от прихваток так­же невелики, но они могут вызвать заклинивание собранного узла в приспособлении. Поэтому следует исключить возможность закли­нивания.

Рис. 13.43. Схема сил, действующих в приспособлении

2. Многие сборочно-сварочные или сварочные приспособления не предназначены для уменьшения деформаций от сварки и не испытывают каких-либо сущест­венных воздействий со стороны деталей в процессе и после свар­ки. Для них необходимо лишь предусмотреть возможность вы­нуть изделие из приспособления, если после сварки деталь утра­тила первоначальную форму.

3. Часть приспособлений не предназначена для борьбы с де­формациями, но в силу своих конструктивных особенностей испытывает силовые воздействия со стороны свариваемого изде­лия. В этом случае необходимо, чтобы совместная деформация изделия с приспособлением не вызывала в последнем пласти­ческих деформаций. Такая си­туация возникает редко и рас­чет в таком случае выполняется следующим образом. Вначале определяют перемещения (вре­менные или остаточные) изделия от сварки в предположении его

свободного деформирования. Затем в местах тех контактов изде­лия с приспособлением, которые препятствуют перемещениям, не­обходимо приложить к изделию и к приспособлению равные по значению и противоположно направленные силы и (или) момен­ты. Найти силы и моменты в местах контактов из условия, что сумма абсолютных величин перемещений приспособления и изде­лия от этих сил и моментов равна перемещениям изделия от свар­ки в свободном состоянии. Найденные силы и моменты являются расчетными для приспособления. На рис. 13.43,а для примера по­казана алюминиевая полоса 1 (балка), на верхней кромке которой уложен шов, вызывающий усадочную силу Рус и прогиб балки в свободном состоянии f на длине /. Если балка 1 закреплена в стальном приспособлении 2 (рис. 13.43,6), в средней части воз - 5* 67никнет сила Р, а по концам — Р/2 (рис. 13.43,в). Перемещение средней точки приспособления составит /Пр=Р/3/(£ст/пр), а в балке — fe=Pl3l (Е

ал^б)- Из УСЛОВИЯ / ==/пр —|—/б МОЖНО ОПрЄДЄЛИТЬ

Р, если известны модули упругости стали Ест и алюминия Еал, а также моменты инерции поперечных сечений приспособления /пр и балки /б.

4. Некоторые приспособления предназначены для уменьшения сварочных деформаций изделия. Следует, однако, иметь в виду, что предотвратить продольное или поперечное сокращение зоны сварного соединения обычно не удается из-за огромных сил, возни­кающих в приспособлении в этом случае. Соответственно расчет­ная масса приспособления оказывается неразумно большой. Мож­но предотвратить изгиб, выход из плоскости. Здесь могут быть следующие расчетные варианты:

а) приспособление предназначено для жесткой фиксации дета­лей при сварке; предварительная деформация изделия перед свар­кой не предусматривается. Если приспособление предназначено для уменьшения временных перемещений,. но не исключена воз­можность остывания изделия в приспособлении, то его следует рассчитывать как рассмотрено выше;

б) приспособление предназначено для предварительного упру­гого изгиба изделия с целью некоторой или полной компенсации последующих сварочных деформаций. Возникающие в приспособ­лении силы и моменты складываются из:

— силовых воздействий на изделие при его предварительном деформировании; они определяются обычным путем по значению предварительного изгиба изделия и его жесткости;

— силовых факторов, которые появляются дополнительно вследствие усадки; так как точное определение их крайне сложно, то, с некоторым запасом их можно находить по описанной в п. 3 методике, исходя из значений перемещений изделия от сварки;

в) приспособление предназначено для предварительного плас­тического изгиба изделия с целью компенсации последующих сва­рочных деформаций. Расчетными для приспособления являются силы и моменты, за счет которых достигается пластический изгиб изделия. Если пластически деформируются отдельные маложест­кие части изделия и силы, необходимые для пластической дефор­мации этих деталей, сравнительно невелики, то ими можно прене­бречь и в качестве расчетных принимать силы и моменты, вызы­ваемые перемещениями изделия при сварке, как рассмотрено в п.3.

5. Если изделие, закрепленное в жестком приспособлении, под­вергается вместе с приспособлением последующей термической обработке для снятия остаточных напряжений и устранения сва­рочных деформаций, то расчетными силами для приспособления являются те, которые необходимо приложить к невыправленному изделию, чтобы придать ему нужную форму. Их находят обычным путем по значению изгиба изделия при закреплении и его жестко­сти. Последующий нагрев и пребывание в печи не вызовут значи­тельных изменений формы и размеров, которые были у изделия.

Промышленным роботом называют автоматический манипуля­тор с программным управлением.

Несмотря на сложное устройство, робот достаточно прост в управлении. Дело в том, что программирование робота осуще­ствляют «обучением» на основе приемов ручного труда.

Рис. 13.44. Промышленный робот типа «Unimate»

«Рука»

Щпах

1

Втягивание - Вытягивание

625мм/с

л

Подъем-

опускание

SO0/с

ж

Подорот

100 7с

«Запястье»

итах

ш

Изги5

110°/с

У

Вращение

f10°/c

Благодаря универсальности и высокой производительности про­мышленные роботы по эффективности нередко не уступают специа­лизированным автоматам, но в отличие от них могут переходить от одной работы к другой простой сменой программ. Применение роботов может быть выгодно и в крупносерийном производстве и в условиях частой смены вида выпускаемой продукции, т. е. в се­рийном и мелкосерийном производстве. Робот может заменить рабочего, особенно на однообразных операциях. В отличие от че­ловека он не утомляется, не совершает субъективных ошибок и способен развивать большие усилия. В итоге повышается однород­ность качества изделий, возможно ускорение про­цесса производства пере­ходом на непрерывную круглосуточную работу.

В сварочном произ­водстве за рубежом наи­большее применение по­лучили роботы, переме­щающие клещи контакт­ной сварки. Для выпол­нения таких операций ис­пользуют механизмы с

пятью (и более) степенями подвижности и относительно простую по­зиционную систему управления, задающую только координаты то­чек, где требуется осуществить сварку. Характерным примером оборудования такого назначения является робот типа «Unimate», выпускаемый в США и в других странах. Внешний вид робота с таблицей степеней подвижности, направлений отдельных переме­щений и скоростей движения показан на рис. 13.44, а схема основ­ных исполнительных механизмов — на рис. 13.45. Вал 3 вращает поперечину 1 вокруг вертикальной оси с помощью гидроцилинд­ров 6 и пары рейка — шестерня 2, 4. Поворот поперечины вокруг горизонтальной оси задается гидроцилиндром 5, закрепленным на валу 3. Поступательное перемещение «руки» осуществляет гидро­цилиндр 8. Наклон «кисти» 7 относительно оси 10 и вращение площадки 11 для крепления инструмента вокруг оси 12 обеспечи­ваются системой гидроцилиндров и зубчатых колес, расположен­ных в «кисти» и в цилиндрических штоках 9.

Работе предшествует «обучение» робота. Для этого опытный

рабочий на первом узле последовательно перемещает инструмент от одного рабочего положения к другому, вводя координаты каж­дой из этих точек в запоминающее устройство нажатием кнопки «Память». Если на пути между соседними свариваемыми точками оказывается препятствие, например элементы зажимного приспо-

Рис. 13.45. Кинематическая схема привода робота типа

«Unimate»

собления, то в память робота вводят кородинаты дополнительных точек, определяющих траекторию движения инструмента в обход препятствия. Выполнение программы начинается после того, как собираемый или свариваемый узел займет требуемое исходное положение и сигнал об этом поступит в запоминающее устройство. По каждой степени подвижности перемещение задается гидроци­линдром с управляющим сервоклапаном. Каждый гидроцилиндр имеет детектор положения, связанный с запоминающим устройст­вом. Орган сравнения, в который поступают сигналы команд и сигналы детекторов положения, по значению их разности управля­ет перемещением штоков гидроцилиндров, пока рабочий орган не займет положения, заданного программой. Затем дается сигнал на 70

включение инструмента. Окончание сварочной операции служит, р свою очередь, сигналом для дальнейшего движения инструмента к месгу выполнения следующей операции. Существенным достоин­ством робота является возможность быстрой смены программ, хра­нящихся в памяти машины. В зависимости от характера выполняе­мой операции на руке робота могут быть закреплены клещи для контактной сварки, сварочная головка для дуговой сварки, захват­ное устройство. При контактной точечной сварке робот быстро перемещает значительную массу сварочных клещей от одной точки к другой; при этом возникают большие инерционные нагрузки. На­против, условия работы промышленного робота при дуговой свар-

Рис. 13.46. Компоновка робота для дуговой сварки ASEA с двухпозиционным

поворотным столом

ке облегчаются сравнительно малой массой сварочной головки (3—5 кг) и плавным режимом движения со скоростью 3—50 мм/с. С другой стороны, используемая при контактной сварке относи­тельно простая позиционная система управления не может обес­печить перемещение инструмента по непрерывной траектории с за­данной скоростью движения, т. е. оказывается непригодной для выполнения таких технологических операций, как тепловая резка, дуговая сварка и т. д. Несмотря на кажущуюся простоту, движе­ния сварщика представляют собой сложный комплекс пространст­венных перемещений, зависящих как от конфигурации сваривае­мых деталей, так и от технологических особенностей процесса сварки. Операции такого рода требуют использования более слож­ной многопозиционной или контурной системы управления, позво­ляющей непрерывно управлять как перемещением, так и его про­изводными по времени.

Примером робота такого типа может служить робот ASEA (рис. 13.46). Использование электропривода в сочетании с жесткой

механической конструкцией обеспечивает малую погрешность по­зиционирования (±0,2 мм). Система управления позволяет про­граммировать кривые траектории движения при различных скоро­стях. При этом кривая разбивается на ряд прямолинейных участ­ков, число которых выбирают, исходя из требуемой точности. В процессе программирования исполнительный орган вручную по­следовательно устанавливают в требуемые положения и нажатием кнопки на панели управления координаты фиксируются в памяти машины. Затем в промежутках между зарегистрированными по­зициями вводят такие параметры, как скорость движения, уско­рение, продолжительность остановки, а также параметры свароч­ного процесса. При использовании таких роботов в серийном и мелкосерийном производстве для позиционирования деталей целе­сообразно использовать два манипулятора или поворотный стол 2 с двумя приспособлениями для сборки. В то время как робот 1 занят сваркой изделия на одной позиции, оператор имеет возмож­ность подготовить к сварке узел на другой позиции.

При дуговой сварке в ряде случаев целесообразно разделять функции между механизмами перемещения сварочной головки и манипулятором, служащим для перемещения свариваемого изде­лия, При этом оба устройства работают совместно по единой про­грамме. Такой прием позволяет не только упростить кинематику и уменьшить число степеней подвижности самого робота, но и сни­зить требования к системе управления. Схема подобного устройст­ва показана на рис. 13.47. Простая схема робота портального типа обеспечивает программируемое перемещение сварочной головки 1 по трем взаимно перпендикулярным направлениям х—х, у—у, z—z и установочное вращение и наклон ее относительно верти­кальной оси. Манипулятор 2, на столике которого закрепляется деталь, позволяет устанавливать ее или вращать по программе относительно осей а—а и b—Ь.

Надо иметь в виду, что робот может обеспечить стабильно вы­сокое качество выполнения соединений только при отсутствии существенных отклонений размеров и формы свариваемых эле­ментов. Поскольку такие отклонения все же неизбежны, то нали­чие жесткой программы является существенным недостатком ро­ботов первого поколения. Предполагается, что роботы второго по­коления будут оборудованы системами обратной связи, с помощью которых рабочая программа будет автоматически корректировать­ся при изменении положения изделия или его отдельных элемен­тов. Кроме того, широкому внедрению роботов в сварочное произ­водство будет способствовать решение ряда специфических сва­рочных задач. Однако создание роботов второго поколения вряд ли вытеснит роботов первого поколения, более дешевых и простых.

Возможности использования промышленных роботов в свароч­ном производстве не исчерпываются операциями контактной и ду­говой сварки. Не менее важно использовать их для загрузки и разгрузки автоматически действующих установок, а также при сборке. В этом случае на «руке» робота устанавливают захватное

Рис. 13.47. Компоновка робота портального типа с манипулятором

устройство. С помощью этого устройства робот захватывает детали из положения, заданного при базировании, исключая смещение их в процессе транспортирования, ориентирует и подает детали на сборку, освобождая их после установки в требуемое положение.

Лицом каждого дома или офисного здания является дверь. Она должна не только выигрышно смотреться в эстетическом плане, но и выполнять защитную функцию, предотвращая проникновение злоумышленников в помещения или жилые комнаты.

Основными элементами САПР являются коллектив проектиров­щиков, а также технический, программный и информационный комплексы. Связь проектировщиков с ЭВМ, программами и инфор­мацией осуществляется через средства ввода, вывода, накопления и передачи алфавитно-цифровой и …

Под машинным проектированием металлоконструкций понима­ется автоматизированное и автоматическое выполнение с помощью ЭВМ и других технических средств основных процедур поэтапного проектирования изделия. Машинное проектирование, основанное на использовании ЭВМ, позволяет автоматизировать ряд …

msd.com.ua


Смотрите также