Способ наведения сварочной горелки на линию соединения при роботизированной дуговой сварке

 

Изобретение относится к автоматизации сварочных процессов и может быть использовано в робототехнологических комплексах дуговой сварки, преимущественно решетчатых и каркасных конструкций. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения за счет повышения точности наведения горелки на линию соединения путем корректировки программы перемещения горелки при сварке швов переменных длины и ориентации в пространстве. Способ предусматривает разделение соединения на прямолинейные и криволинейные участки, координаты концов которых определяются в результате касаний горелки с изделием, и корректировку программы перемещения по результатам касаний. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 9/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

3 1йдйь3 ) Ц1-ч1 г1

БХБЛ Я1Е;ъ

ОПИСАНИК ИЗОВ ЕТЕ

Н A BT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4425674/31-27 . (22) 24.03.88 (46) 23.03.90. Бюл. № 11 (71) Институт электросварки им. Е. О. Патона (72) В. А. Тимченко, Л. М. Лобанов, С. В. Дубовецкий, П. И. Кравченко, В. В. Левицкий, В. В. Васильев, А. С. Лихошва, А. Я. Линков, В. И. Терещенко и Ю. А. Сибгатуллин (53) 621.791.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 648360, кл. В 23 К 9/10, 1976. (54) СПОСОБ НАВЕДЕНИЯ СВАРОЧНОЙ

ГОРЕЛКИ НА ЛИНИЮ СОЕДИНЕНИЯ

ПРИ РОБОТИЗИРОВАННОЙ ДУГОВОЙ

СВАРКЕ

Изобретение относится к автоматизации сварочных процессов и может быть использовано в робототехнологических комплексах дуговой сварки, преимущественно решетчатых и каркасных конструкций.

Цель изобретения — повышение качества сварных соединений за счет повышения точности наведения горелки на линию соединения.

На фиг. 1 показана схема наведения роботом горелки на линию соединения; на фиг. 2 — сварка конкретной конструкции; на фиг. 3 — вид А на фиг. 2; на фиг. 4— вид Б на фиг. 2.

Линия соединения разделена на участки закруглений (8 — 1, 2 — 3, 4 — 5, 6 — 7) и прямо линейные (1 — 2, 3 — 4, 5 — 6, 7 — 8) участки.

Свариваемые элементы I u II ощупывают вблизи точек концов этих участков — в точках 1, 1", 2, 2",..., 8" — при перемещении горелки, оснащенной датчиком касания, из точек поиска 10, 2О,..., 8О. После этого выполняют сварку по программе, составленной из откорректированных координат.

„„SU„„1551489 А 1

2 (57) Изобретение относится к автоматизации сварочных процессов и может быть использовано в робототехнологических комплексах дуговой сварки, преимущественно решетчатых и каркасных конструкций. Цель изобретения —. повышение качества сварного соединения за счет повышения точности наведения горелки на линию соединения путем корректировки программы перемещения ro релки при сварке швов переменных длины и ориентации в пространстве. Способ предусматривает разделение соединения на прямолинейные и криволинейные участки, координаты концов которых определяются в результате касаний горелки с изделием, и корректировку программы перемещения по результатам касаний. 4 ил.

Способ опробован в робототехнологичес-ком комплексе для дуговой сварки плавящимся электродом на базе робота PM—

01 с системой управления «Сфера — 36». Выполнялось наведение горелки на линию соединения элементов легких строительных конструкций (фиг. 2). При сварке реальных конструкций нет необходимости в поиске координат всех точек концом участков линии соединения. Точное положение отдельных участков соединения можно обеспечить за счет базирования свариваемых элементов в специальном сборочно-сварочном приспособлении или их точного изготовления. К примеру, для рассматриваемой конструкции возможны случайные изменения длины и положения участка 3 — 4, причем смещение этого участка и всего соединения в целом в проекции на плоскость YZ (фиг. 3) возможно только параллельно самому себе на величину AZ. Поэтому для определения смещения всех участков линии соединения в направлении оси Z достаточно одного касания верхней плоскости элемента I при дви1551489 жении горелки из точки Ао в точку А,. Далее, поскольку сварка соединения 11 — 6 — 7—

8 — 1 — 1 выполняется другим роботом по аналогичной программе с перекрытием швов в точках 1 и II, отпадает необходимость в поиске координат этих точек в направлении Х.

Учитывая небольшую длину прямых участков, можно допустить их только плоскопараллельный перенос без изменения ориентации. В результате, для наведения горелки на линию такого соединения потребовалось всего четыре точки касания: А„А„, В„, С,. ! Поиск осуществлялся горелкой, оснащенной датчиком электрического контакта сопла горелки с изделием. На сопло горелки подводилось напряжение 500 В частотой 300 Гц необходимое для стабильной работы устройства при касании загрязненных изделий. В момент касания, фиксируемого системой управления «Сфера — 36», автоматически (той же системой управления) определялись координаты точек касания А, Л„В„и С„.

По результатам поиска корректировались координаты точек концов отрезков линии соединения.

Координаты точек концов до коррекции:

1(Х,, Yi, Z>);

2 (Х, Yq, Хз);

3(Хз, Уз, Za);

4 (Х, У4, Z ), 5(Хъ, Уз> Zs);

Il (X,, Y, „).

Координаты точек концов после коррекции:

1 (Xi — ЛХ, Yi + ЛУ, Zi — - AZ);

2 (Xg — ЛХ, Уз + ЛУ, Хг — ЛХ);

3 (Хз — ЛХ, Уз + AY, Z3 — ЛХ);

4 (Х4 — ЛХ, Y4 — ЛУ, Zg — ЛХ);

5 (Хз — ЛХ, Уз — ЛУ", Lo — ЛХ);

11(Хц — ЛХ, Yi> — ЛУ", 2 .ii — ЛХ).

Сварка выполнялась по скорректированной программе. Гарантированное перекрытие двух П-образных швов, выполняемых двумя роботами, обеспечивалось за счет соответствующего расположения точек 1 и 11 начала и конца этих швов, учитывающего максимальное отклонение координат точек вдоль оси Х.

Таким образом, обеспечивается получение качественного сварного соединения неточно изготовленных и собранных конструкций.

Формула изобретения

Способ наведения сварочной горелки на линию соединения при роботизированной ремещения по прямым между концами двух соседних участков первого типа.

50 дуговой сварке, при котором при сварке решетчатых и каркасных конструкцнй из стержневых элементов прямоугольного сечения со случайными отклонениями размеров сечения стержневых элементов от номинальных значений составляют программу перемещения сварочной горелки, оснащенной тактильными датчиками касания с изделием по линии одного из аналогичных соединений, 10 и программу поиска, предусматривающую последовательное непрограммируемое по величине перемещение горелки из точек поиска в сторону свариваемого изделия до касания с ним, и корректируют программу перемещения горелки при сварке по резуль15 татам поиска, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений за счет повышения точности наведения горелки на линию соединения, последнюю при программировании разбивают на два чередующихся типа участков, соединяющихся между собой, один из которых это участки, включающие в себя закругления или углы формой и длиной, принимаемыми неизменными, а второй тип — прямолинейные участки, длина и ориентация в

25 пространстве которых рассматриваются, как изменяющиеся случайным образом в п ределах погрешностей изготовления стержневых элементов и их сборки под сварку, затем до начала сварки для каждого экземпляра изделия определяют координаты концов соседних участков путем измерения смещений каждого из участков второго типа в двух направлениях, перпендикулярных линии данного участка соединения, при этом третью координату каждого из концов участка второго типа определяют, как координату ближайшего конца соседнего участка этого тина с участка этого типа с учетом размеров участка первого типа, лежащего между ними причем координаты концов отрезков определяют как координаты точек каса40 ния датчика с изделием, расположенных вблизи этих концов, после чего выполняют сварку роботом по программе, составленной по координатам концов участков линии соединения, причем записанную ранее программу перемещения горелки по участкам первого типа смещают в соответствии с расположением концов, примыкающих к ним участков второго типа, а программу перемещения горелки по участкам второго типа определяют как программу пе1551489 фиг.1

1551489

Вид б

Составитель В. Покровский

Редактор Л. Гратилло Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 296 Тираж 657 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !01