Реферат: Сварка барабана роторной жатки комбайна на роботизированном технологическом участке сборки
На сегмент устанавливают спицу 6 (для Т-1) или связь 7 (для Т-2), фиксируют с помощью съемных пальцев 8 и прижимают дуговым прижимом 9. В месте приварки к сегменту наклонно расположенная связь заканчивается гибкими усиками, которые при транспортировке деталей часто деформируются. Для придания им перед сваркой положения, заданного чертежом, служит откидной клинообразный фиксатор 10, который в рабочем положении распирает усики до одного и того же размера, независимо от их начальной деформации. Этим достигается точность попадания конца электрода на линию стыка деталей, а значит — получение качественного шва при сварке роботом.
Наличие в приспособлении той или иной детали, правильность ее положения и качество закрепления фиксируют индукционные датчики положения 11. Они же формируют для системы управления РТК код, по которому робот распознает готовность к сварке того или иного узла в определенном приспособлении и вызывает соответствующую сварочную подпрограмму.
Расположение оборудования РТК-1 показано на рис. 4. Приспособления 1 и 2 размещены попарно на двух столах 3, которые обслуживает робот 4 типа IR-161/15. Между столами установлено устройство 5 для очистки горелки робота. Каждое рабочее место имеет отдельный пульт управления б. Вблизи пультов расположены стойка 7 системы управления роботом RC20/41 и источник 8 питания сварочным током типа SGL300IR. Перед столами установлены полы безопасности 9. Каждая зона сборки имеет места 10 складирования и стеллажи-накопители 11 для готовых узлов.
Оператор-сборщик собирает на двух приспособлениях левого стола узлы Т-1 и Т-2 левого барабана, нажимает кнопку «Старт» левого пульта и переходит к правому столу. Робот поочередно анализирует коды приспособлений и, если сборка произведена правильно, выполняет сварку узлов по соответствующей подпрограмме. Затем робот и оператор обмениваются рабочими местами и все операции повторяются вновь.
Устройство и работа РТК-2
Наиболее сложным и точным технологическим узлом в составе барабана является его остов. Отклонения от правильной геометрической формы, полученные при его изготовлении, лимитируют точность изготовления барабана. Поэтому, приступая к проектированию сборочного кондуктора, сформулируем основные требования к нему:
• кондуктор должен быть стационарным;
•кондуктор должен обеспечивать изготовление остова при вертикальном расположении его оси;
•установка деталей, ответственных за точность остова барабана (стенок и фланца), должна осуществляться по базовым элементам приспособления, а не по другим деталям;
•точность позиционирования деталей в узле должна быть достаточной для выполнения роботом качественных сварных соединений;
•жесткость кондуктора должна более чем на порядок превышать жесткость собираемого узла;
•конструкция кондуктора и порядок сборки должны обеспечивать доступность для горелки робота всех сварных швов;
•базовые элементы должны быть регулируемыми, а усилия прижимов — достаточным, чтобы обеспечить фиксацию деталей в заданном положении независимо от отклонений их формы;
•кондуктор должен иметь систему контроля качества сборки узла, включенную в систему управления РТК и содержащую элементы, исключающие неправильную установку деталей;
•время сборки узла в кондукторе не должно превышать время его сварки роботом.
В соответствии с этими требованиями процесс изготовления остова был расчленен на три этапа (см. рис. 1):
этап 1 — сборка и сварка обечайки и нижнего пояса сегментов;
этап 2 — сборка и сварка среднего пояса сегментов, образованного четырьмя узлами Т-1, и приварка его к центральному фланцу;
этап 3 — сборка и сварка верхнего пояса сегментов, образованного четырьмя узлами Т-2, и приварка его к фланцу.
Высокие требования к точности барабана и необходимость свободного доступа горелки робота к сварным швам внутри барабана обусловили выбор системы базирования стенок по наружной поверхности и прижатия их к базам магнитными силами. Аналогичным образом должен фиксироваться фланец — наиболее ответственный элемент, точность установки и неизменность положения которого в процессе сварки определяют торцевое и радиальное биение остова. Технологические узлы Т-1 и Т-2 в данном случае играют роль связующих элементов. В связи с трех-этапностью процесса сборки их положение внутри барабана необходимо было задать специальной съемной оснасткой, а базировать — по стенкам и фланцу. Схема базирования деталей, отражающая перечисленные требования, показана на рис. 5.
В соответствии с техническим заданием были созданы автоматизированные магнитные кондукторы, конструкция которых реализует приведенную схему базирования. Схема кондуктора дана на рис. 6. Основными его узлами являются: основание 1; плита опорная 2; концевые 3, основные 4 и центральные 5 магнитные модули; замыкатель 6 обечайки с фиксаторами 7; пульты 8 управления секциями; центральный пульт управления 9; прижимы вертикальные 10 и горизонтальные 11; проставки малые 12 и большие 13; панель 14 пневматических агрегатов.
На прямоугольном основании 1 установлена опорная плита 2 — основной несущий элемент кондуктора. Верхняя плоскость плиты обработана механически с отклонением от плоскостности не более 1 мм. На диаметре 1500 мм расположены шестнадцать линейных опор 15, задающих плоскость опирания остова. Наиболее ответственными узлами кондуктора, от которых зависит точность изготовления остова, являются стойки с магнитными модулями, расположенные по периметру кондуктора, и блок центральных магнитных модулей, фиксирующих фланец. Двадцать магнитных модулей сгруппированы в четыре секции. Каждая секция содержит два концевых 3 и три основных 4 модуля, закрепленных в соответствующих стойках. Положение модулей в стойках может регулироваться путем плоскопараллельного радиального перемещения, а также поворотов в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Для регулировки используется система направляющих и конических упоров, перемещающихся с помощью эксцентриков.
Принцип действия всех управляемых постоянных магнитных модулей одинаков и основан на взаимодействии магнитных полей перемагничиваемых и неперемагничиваемых постоянных магнитов, объединенных в модуль. Соотношение магнитных полей этих магнитов определяет одно из двух состояний модуля: активное и пассивное.
Управление магнитным потоком перемагничиваемого магнита осуществляется с помощью охватывающей его катушки. Для приведения модуля в активное состояние на катушку подается импульс постоянного напряжения, доводящий материал магнита до состояния магнитного насыщения. При этом полярность импульса такова, что магнитные потоки обоих постоянных магнитов складываются, направляются в прилегающую к ним деталь и практически полностью в ней замыкаются. Суммарное магнитное поле, удерживающее деталь, остается практически неизменным более 10 сут.
Для перевода модуля в пассивное состояние на катушку перемагничиваемого магнита подается электрический импульс обратной полярности. Магнитные потоки обоих магнитов взаимно компенсируются, и сила, удерживающая деталь, становится близкой к нулю.
В модуль каждого магнита встроены датчики силы удержания детали и плотности ее прилегания к полюсам. При полном прилегании стенки к магнитам, расположенным по наружному контуру остова барабана, сила удержания каждого модуля равна 2 кН. Усилие, развиваемое блоком центральных магнитов, удерживающих фланец, достигает 1 кН.
Левая половина стоек модулей закреплена на плите неподвижно, с тем, чтобы рабочие поверхности полюсных наконечников образовывали цилиндрическую поверхность диаметром 1514 мм (наружный диаметр остова), перпендикулярную плоскости плиты. Остальные стойки закреплены на подвижном сегменте 16% который скользит по плите, поворачиваясь вокруг оси 17. При замыкании происходит обжатие обечайки в тангенциальном направлении и смыкание торцевых кромок стенок. Механизм замыкания приводится в движение пневматическим цилиндром и удерживается в заданном положении тремя фиксаторами 7. Контроль за работой механизмов замыкателя осуществляется с помощью индукционных датчиков приближения.
Управление магнитными модулями каждой секции осуществляется с отдельных пультов 8, установленных по периферии кондуктора, управление центральными магнитными модулями и замыкателем — с центрального пульта 9. Здесь же находятся блок связи с системой управления РТК и блоки питания.
Если от точности фиксации в кондукторе обечайки и центрального фланца зависит в основном геометрия остова, то качество сварных соединений, выполняемых роботами, определяется точностью и стабильностью фиксации положения деталей, ими соединяемых. Достижению последней цели служит дополнительная стационарная или съемная оснастка, которой оборудован кондуктор.
На 1-м этапе сегменты нижнего пояса укладывают на опоры 15, базируя каждый технологическим отверстием на один палец 18, прижимают к обечайке эксцентриком 19, а к опорам сверху прижимами 10, через малые 12 и большие 13 проставки. Усилие прижатия достаточно, чтобы устранить неплоскостность сегментов, обусловленную контурной вырубкой по криволинейным поверхностям. Благодаря этому отклонения линии сопряжения деталей не превышают допустимого значения для угловых швов данного размера (для катета шва 5 мм это значение составляет +1,2 мм при зазоре не более 1,5 мм). Цикл сварки начинается с постановки роботом на каждом стыке стенок двух прихваток, придающих обечайке кольцевую жесткость. Затем производят приварку сегментов к обечайке прерывистыми швами и в последнюю очередь на медной подкладке выполняют 20 стыковых швов, соединяющих сегменты между собой.