Реферат: Сварка барабана роторной жатки комбайна на роботизированном технологическом участке сборки
На 3-м этапе откидывают прижимы 10, устанавливают цилиндрические упоры 21 и на большие проставки укладывают четыре узла Т-2, базируя их сегментами на обечайку, а связями — на фланец и цилиндрические упоры. Сегменты прижимают к проставкам вертикальными 10, а к обечайке горизонтальными 11 прижимами. При отработке технологии сварки остова возникли трудности с выполнением угловых сварных соединений сегментов с обечайкой. Вследствие малой толщины стенки металл иногда стекал по ее наружной поверхности, и формирование шва было неустойчивым. Конструкцию сварного соединения изменили, «утопив» сегменты на 4 мм и превратив тем самым угловое сварное соединение в тавровое. Качество таких соединений значительно улучшилось. Для гарантированного прижатия связи к фланцу использовали упругость сегментов. Для этого при сборке узлов Т-2 несколько увеличили угол между связью и плоскостью сегмента. Упруго деформируя последний прижимами 10, возвращали узлу Т-2 требуемую геометрию и обеспечивали прижим конца связи к фланцу. При сварке верхнего пояса влияние поперечной усадки швов усугублялось возможностью появления не только радиального, но и торцевого биения, так как усадочные силы могли действовать под острым углом к оси остова. Для повышения точности размеров в этом случае также соблюдали описанный выше порядок выполнения швов.
По окончании сварки все магниты переводят в пассивное состояние, прижимы откидывают и проставки извлекают из остова. В целях исключения их заклинивания в результате действия сварочных деформаций они были выполнены «ломающимися». Выключив фиксаторы, подвижный сегмент с магнитными модулями отводят от остова и извлекают из кондуктора с помощью тельфера.
Система управления кондуктором связана датчиками и конечными выключателями с системой управления комплексом, основу которой составлял компьютер робота. Как и в предыдущем случае, РТК-2 имеет два идентичных пульта управления для кондукторов левого и правого барабанов. Алгоритм управления РТК построен таким образом, что при запуске с одного из пультов робот обращается к программе соответствующего кондуктора, определяет, какой из трех этапов сварки надлежит выполнить, и контролирует все параметры готовности сварочной оснастки и кондуктора. Если хотя бы на одном из магнитных модулей усилие удержания оказывается ниже нормы, деталь недостаточно плотно прилегает к полюсным наконечникам, замыкатель не полностью обжимает обечайку, робот не начинает сварку, а на пультах кондуктора появляются соответствующие сигналы, то на дисплее стойки управления появляется сообщение о причинах отказа. После их уст ранения робот выполняет требуемый этап сварки и запоминает его для каждого из кондукторов. Очистка горелки осуществляется программно после каждого сварочного цикла или по команде оператора с пульта управления.
Организуя роботизированный комплекс РТК-2 (рис. 7), два кондуктора 7 и 2 (для левого и правого барабанов) установили рядом и между ними вплотную — робот 3, поочередно обслуживающий оба кондуктора. В непосредственной близости расположили устройство 4 для зачистки горелки, стойку 5 системы управления, источник 6 питания сварочным током.Сборочные места ограждены полами безопасности 7, которые работают так, что при попадании человека на них сварка прекращается. Для защиты человека во время сборки от нештатного перемещения робота в его сторону между кондукторами установили стойку 8 с аварийными выключателями. Защита срабатывает при отклонении верхнего конца стойки в любую сторону от вертикали более чем на 10 мм. Дальнейшее выполнение программы инициируется либо со стойки робота, либо с пультов 9 управления. Тельфер 10 обслуживает оба кондуктора и перемещает сваренные остовы в накопитель 11.
Организуя роботизированный комплекс РТК-2 (рис. 7), два кондуктора 7 и 2 (для левого и правого барабанов) установили рядом и между ними вплотную — робот 3, поочередно обслуживающий оба кондуктора. В непосредственной близости расположили устройство 4 для зачистки горелки, стойку 5 системы управления, источник 6 питания сварочным током. Сборочные места ограждены полами безопасности 7, которые работают так, что при попадании человека на них сварка прекращается. Для защиты человека во время сборки от нештатного перемещения робота в его сторону между кондукторами установили стойку 8 с аварийными выключателями. Защита срабатывает при отклонении верхнего конца стойки в любую сторону от вертикали более чем на 10 мм. Дальнейшее выполнение программы инициируется либо со стойки робота, либо с пультов 9 управления. Тельфер 10 обслуживает оба кондуктора и перемещает сваренные остовы в накопитель 11.
Кроме того, в составе РТК-2 предусмотрены приспособление 12 для контроля качества стенки, стеллажи 13—17 для деталей и узлов, входящих в остов барабана, и верстак 18.
Анализ качества сварки показал, что количество дефектных сварных соединений не превышало 5 % от их общего числа на данном узле. РТК-2 обслуживает один оператор-сборщик.
Устройство и работа РТК-3
В соответствии с принятой разбивкой на технологические узлы (см. рис. 1) для завершения изготовления барабана к его остову необходимо приварить четыре пояса зубчатых сегментов и гребенок и по торцу — пояс съемников. При этом в силе остаются жесткие требования к точности геометрии барабана. В соответствии с чертежом основной базовой поверхностью узла является плоскость, образованная восемью секциями съемника, прилегающими к нижнему торцу остова. В конечном счете все допуски на биения барабана заданы относительно этой плоскости, параллельно которой располагаются пояса гребенок, сегментов, а также вращающийся ротор жатки.
Из 150 сварных швов, выполняемых на данной позиции, две трети составляют прорезные швы, прикрепляющие сегменты и гребенки к остову и расположенные внутри него. Проект предусматривал конструкцию сварного соединения, показанную на рис. 8 а. Очевидно, что такое соединение нетехнологично по нескольким причинам. Во-первых, последовательное выполнение двух угловых швов неизбежно вызовет остаточную деформацию, нарушающую перпендикулярность относительно стенки.
Учесть такое отклонение при установке детали в стенде сложно. Во-вторых, доступ к одному из двух швов затруднен даже при использовании полуавтоматической сварки. Предварительные технологические эксперименты показали, что, уменьшив высоту выступа, входящего в прорезь стенки, можно перейти к конструкции сварного соединения, показанной на рис. 8 б. По прочности
и объему наплавленного металла такой шов, сходный с электрозаклепочным, не уступает проектному, а по величине деформаций вследствие сварки выгодно отличается от него.
Расположение прорезей на четырех стенках остова идентично, поэтому сварка прорезных швов по всему периметру обечайки выполняется при четырехкратном позиционировании узла с поворотом его на 90° относительно горизонтально расположенной оси барабана. Необходимыми условиями для этого являются доступность для горелки всех швов, достаточная повторная точность позиционирования и получение качественных соединений на наклонной поверхности стенок.
Моделирование ситуации с помощью системы РОБОМАКС показало, что все швы оказываются доступными при отклонении оси горелки от нормали к стенке на угол до 45°. Предварительные эксперименты по сварке с таким углом наклона показали, что в тех случаях, когда отклонение электрода от оси шва не превышает 1,5 мм, сварные соединения получаются качественными, в том числе и при утапливании выступа в отверстии до половины толщины стенки, а угловая деформация практически отсутствует. Кроме того, установили, что формирование швов, расположенных на наклонных (до 40°) частях стенки остается удовлетворительным при их сварке «на спуск». В противном случае наблюдались протеки металла и прожоги. Наибольшие трудности возникли при сварке «на весу» стыковых швов стенок. В целях увеличения ширины шва использовали поперечные колебания электродной проволоки с амплитудой 4 мм.
Учитывая сказанное выше, требования к сборочно-сварочному стенду, предназначенному для работы в составе РТК-3, сформулировали следующим образом:
•стенд должен представлять собой позиционер с горизонтальным расположением оси вращения, имеющий четыре позиции, установка в которые осуществляется путем поворота барабана на угол 90°;
•повторная точность позиционирования изделия должна быть не ниже ±1,0 мм в осевом направлении и ±0,3° по углу поворота;
•базирование собранного узла необходимо осуществить по плоскости съемника;
•система базирования гребенок и сегментов должна обеспечивать их установку с отклонением от параллельности основной базе не более 0,3 мм;
•усилия прижимов должны быть достаточными для прижатия деталей к базам, независимо от нарушения их проектной формы;
•элементы позиционера не должны ухудшать доступ горелки к сварным швам.
В соответствии с данными требованиями и схемой базирования, приведенной на рис. 9, был создан позиционер, предназначенный для работы в составе РТК-3. Основными узлами позиционера являются: основание, держатель барабана, блок ложементов, радиальный прижим, отводная база, торцевой прижим, блок ловителей гребенок, панель управления.
На основании 1 (рис. 10) расположен отводной держатель барабана, представляющий собой пиноль 5, вращающуюся в подшипниковой опоре 4. Передний опорный фланец служит для установки остова барабана с центрированием его по отверстию фланца. На заднем фланце закреплен вращающийся пневматический цилиндр 3, соединенный со штоком б, проходящим внутри пиноли. На передний Т-образный конец штока надевают конусную шайбу 7. Опора пиноли закреплена на салазках 8, приводимых в движение пневматическим цилиндром 2.
В передней части основания, под барабаном, расположен блок ложементов, предназначенных для фиксации гребенок и сегментов в проектном положении относительно остова. Блок состоит из четырех ложементов 11, отдельно для каждого пояса деталей. Каждый ложемент установлен на двух подпружиненных направляющих скалках 12, благодаря которым детали при сборке предварительно прижимаются к остову, а их выступы остаются в пазах обечайки при ее повороте. Ложементы могут перемещаться с помощью не только пружин, но и радиального прижима. Его пневматические цилиндры 13, расположенные с обеих сторон ложементов, через поперечные планки 14 прижимают все пять поясов деталей, обеспечивая их плотное прилегание к остову перед сваркой. По ее окончании цилиндры оттягивают ложементы вниз, освобождая приваренные детали. Для фиксации деталей в пазахслужат пневматические прижимы 15. Через штоки, пропущенные сквозь ложементы, пневматический цилиндр с помощью подпружиненных вилок прижимает детали к базовой поверхности каждого ложемента, устанавливая их, таким образом, в проектное положение.
Основным базовым элементом позиционера является сектор 10, на который с помощью пальцевых фиксаторов 19 навешиваются две секции съемника. Сектор закреплен на двух стойках с ползунами 23 и перемещается рычагом с помощью мощного пневматического цилиндра 22. Будучи установленным в рабочую позицию, сектор в сочетании с двумя торцевыми пневматическими прижимами 16 обеспечивает надежное базирование барабана в осевом направлении. При этом в тангенциальном направлении его положение однозначно фиксируется пальцевыми фиксаторами 19, попадающими в технологические отверстия в сегментах остова. Благодаря такой системе базирования, независимо от торцевого биения остова, достигается постоянство положения в пространстве свариваемой четверти барабана, обеспечивающее попадание электрода в места расположения сварных швов с точностью, достаточной для получения качественных сварных соединений.
Блок ловителей гребенок предназначен для предварительного задания положения деталей, поджима их к остову и удержания всего набора в процессе сборки. Фиксаторы 19, выполненные в виде качающихся подпружиненных рычагов 20 с защелками 21, установлены на общем основании в плоскостях расположения гребенок и сегментов. При сборке барабан вращается с помощью храпового механизма, который на схеме не показан. В зоне работы оператора-сборщика расположена панель 18 с агрегатами пневмосистемы. Для контроля срабатывания механизмов и правильности установки деталей при сборке предусмотрена система индукционных бесконтактных датчиков. Позиционер оборудован системой вытяжной вентиляции 17. Перед загрузкой остова позиционер находится в исходном положении: пиноль, отводная база, торцевые прижимы, осевые прижимы ложементов и ловители отведены в заднее положение, радиальный прижим удерживает блок ложементов в верхнем положении.
С помощью тельфера остов устанавливают на ложементы и выдвигают пиноль, вводя центрирующий выступ опорного фланца в отверстие фланца остова. Выдвигаю?