Новое российское автоматическое оборудование для сварки внутреннего корневого шва обечаек
Решение задачи сварки корневого шва возможно при использовании небольших кареток с горелкой сварочного полуавтомата, которые перемещаются внутри трубной заготовки по специальным направляющим [1]. Осложнения возникают с уменьшением внутреннего диаметра трубы, когда каретка по габаритам уже не проходит внутрь трубной заготовки, а также с необходимостью установки направляющих на каждое изделие.
Серийно выпускаемые изделия, и особенно массовые, требуют внедрения автоматических установок для сварки внутреннего корневого шва, например, корпус промышленного огнетушителя.
Любая автоматизация предполагает автоматический подвод горелки сварочного полуавтомата в заданную оператором точку и сварку заданного по длине участка шва [2]. Эти операции успешно выполняют программируемые логические контроллеры (ПЛК) в сочетании с операторскими панелями (ОП). В задачу ПЛК входит запоминание координаты исходной точки начала сварки, включение сварочного источника и двигателя каретки с горелкой сварочного полуавтомата для перемещения её на заданное расстояние. На рисунке 1 представлены окна операторской панели, с которой выполняются все операции ввода исходных данных для выполнения процесса сварки.
В программируемый логический контроллер может быть установлена любая логическая задача. Для описанной выше сварке продольного шва предполагается следующая логика работы: при включении питания блока управления с выносного пульта выдается команда для выхода в «машинный ноль». Данная операция, как правило, всегда используется в автоматических программируемых устройствах для определения исходной базы отсчета расстояний. Далее в ручном режиме (см. рис.1б) горелка подводится к началу сварки и нажатием кнопки запоминаются координаты данной точки. Затем вводится общая длинна сварного шва (см. рис. 1в) в зависимости от свариваемого изделия. После отвода горелки в машинный ноль при нажатии кнопки «пуск» каретка на маршевой скорости подходит к началу сварочного шва и оператор визуально проверяет правильность позиционирования горелки. При повторном нажатии кнопки «пуск» включаются одновременно сварочный полуавтомат и серводвигатель каретки – выполняется процесс сварки. Визуально на экране операторской панели (см. рис 1г) графически в виде заполняющейся полоски и в виде цифр можно следить за ходом выполнения сварки. По окончании процесса сварки каретка с горелкой автоматически на маршевой скорости возвращается в «машинный ноль».
Установка позволяет реализовать ручной и автоматический режимы. Ручной режим необходим для отработки всего процесса сварки на образцах-свидетелях. Управление при ручном режиме производится с выносного пульта, с которого можно изменять скорость перемещения горелки (скорость сварки), включать источник сварочного полуавтомата. Программное обеспечение для описываемой установки полностью выполнено российскими специалистами.
Конструктивно установка выполнена как самостоятельное комплексное изделие (см. рис.2) и может использоваться для решения различных задач сварки прямолинейных швов. Особенностью установки является наличие выносного пульта управления для предварительной настройки всех параметров сварки и использование серводвигателя как инструмента точного перемещения каретки с горелкой сварочного полуавтомата по заданным координатам. Отличительной особенностью серводвигателей является обязательное присутствие энкодера (датчика поворота вала) и полное отсутствие «проскальзывания» вала двигателя, которое возможно при использовании шагового двигателя. Горелка сварочного полуавтомата закреплена на конце штанги из жесткого и легкого станочного алюминиевого профиля. Такое конструктивное исполнение позволяет на представленной установке производить сварку корневого шва в трубной заготовке диаметром от 240 мм и длиной до 1,5 метров. При замене штанги возможно изменение по любым параметрам.
Важным моментом является конструкция каркаса установки, на котором размещаются каретка горелки с подающим механизмом сварочного полуавтомата. Для точного позиционирования горелки относительно сварочного стыка на каркасе закреплены рельсы для линейных шариковых кареток. Продольное перемещение осуществляется через реечную передачу. При возникновении непредвиденных препятствий на пути горелки блок серводвигателя с шестерней на конце выходного вала выходит из зацепления с рейкой и сигнал о превышении выше запрограммированного в сервоприводе крутящего момента автоматически прерывает процесс сварки, а на операторской панели загорается соответствующая надпись. Данное техническое решение предохраняет оборудование от поломок.
При автоматическом режиме горелка в исходном состоянии находится в «машинном нуле» для свободной установки свариваемого изделия на ложемент. Далее после нажатия кнопки «старт» на маршевой скорости горелка подводится в начало сварного шва, оператор проверяет правильное позиционирование горелки и изделия и нажимает кнопку «сварка». После окончания процесса сварки система автоматически возвращается в исходное состояния («машинный ноль») и изделие снимается с ложемента. На рис.3 представлен процесс сварки реального изделия.
Описанное автоматическое оборудование успешно внедрено на одном из подмосковных предприятий. Рентгеновский анализ сварных швов, проведенный специалистами этого прелприятия, показал полное отсутствие дефектов. Приведенные технические решения могут использоваться как база для комплектования модульного автоматического сварочного оборудования.
Список литературы
1. Как сварочные каретки применяются на крупных проектах / http://blog.svarcom.net/news/svarochnye-karetki-na-krupnyh-proektah.html // 2016.
2. Чавдаров А.В. Особенности комплектования автоматических сварочных комплексов [Текст] / А.В.Чавдаров, В.П.Лялякин, Д.И.Скоропупов // Технология машиностороения. – 2015. - №1. – С. 56-59.
|
Применение преобразователей частоты PDM20 на насосах водоснабжения |
|
Новое российское автоматическое оборудование для сварки внутреннего корневого шва обечаек |
|
Оптимизированный пуск однофазного электродвигателя |
|