RU2089368C1 - Installation for assembling and welding of panels with cross set of stiffening ribs - Google Patents

Abstract

FIELD: shipbuilding, mechanical engineering and industrial engineering. SUBSTANCE: installation has movable gantry 1 with self-propelled truck 2 carrying telescopic rods 3 installed for turning through 360 degrees around vertical axis, crossmember 4 suspended from rods, with welding equipment 5 and guide racks 6 on which multiple-arc welding modules are installed for movement and automatic downhand welding of corner joints. Additional quick-release crossmember 9 is suspended from crossmember 4 on flexible hangers. Crossmember 9 has mechanical or electromagnetic grips 10 for sheet designed for forming panels or grips on rigid hangers for displacement and orientation of stiffening rib sections, placing them on and pressing to panels. Installation has detachable suspended local control station 8 to control movement of crossmember 4. Welding modules have quick release electrode wire hose holders and automatic to semiautomatic change-over system. Installation provides gripping, transportation, orientation and placing sheets, putting stiffening ribs on sheets and assembling metal sheets into panel by electric tacking, assembling panels with cross set of stiffening ribs, multiple-arc automatic downhand welding of cross set corner joints and multiple arc semiautomatic welding of butt, and vertical joints and sections of horizontal corner joints nonaccesible at automatic welding. EFFECT: enlarged operating capabilities. 7 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области механизированной сборки и автоматической сварки изделий. Оно может найти применение преимущественно в судостроении, а также в некоторых отраслях машиностроения и промышленного строительства для изготовления конструкций из металлического листа с перекрестным набором ребер жесткости. The invention relates to the field of mechanized assembly and automatic welding of products. It can find application mainly in shipbuilding, as well as in some branches of engineering and industrial construction for the manufacture of metal sheet structures with a cross set of stiffeners.

Установка для сборки и сварки полотнищ с перекрестным набором ребер жесткости предназначена для сборки металлических листов в полотнища, установки на них перекрестного набора ребер жесткости, многодуговой автоматической сварки угловых соединений в нижнем положении, многодуговой сварки в полуавтоматическом режиме всех остальных соединений в изделии: сборно-монтажных, стыковых, вертикальных угловых, недоступных автоматическому режиму участков горизонтальных угловых соединений. Installation for assembly and welding of panels with a cross set of stiffeners is intended for assembly of metal sheets in panels, installation of a cross set of stiffeners on them, multi-arc automatic welding of corner joints in the lower position, multi-arc welding in semi-automatic mode of all other joints in the product: prefabricated , butt, vertical angular, inaccessible to the automatic mode sections of horizontal angular joints.

Известна поточная линия для сборки и сварки полотнищ с набором, содержащая транспортную систему, листоукладчик, порталы для установки и сварки набора, установку для сборки и сварки полотнищ [1]
Известен также агрегат для сборки и сварки балок судового набора с полотнищем, содержащий кассету с балками, рольганг для передвижения полотнища, перемещаемую по мосту тележку, несущую захватно-прижимное устройство со сварочной горелкой, а также рабочий инструмент в виде газовой горелки для обработки полотнища по контуру [2]
Однако эти агрегаты сложны конструктивно, не выполняют всего необходимого комплекса работ, имеют малый коэффициент загрузки по времени работы, не могут вести многодуговую автоматическую сварку перекрестного набора ребер жесткости с листом.Known production line for the assembly and welding of panels with a set, containing a transport system, a stacker, portals for installation and welding of a set, an installation for assembly and welding of panels [1]
Also known is an assembly for assembling and welding the beams of a ship set with a cloth, containing a cassette with beams, a roller table for moving the cloth, a trolley moving along the bridge, carrying a gripping and clamping device with a welding torch, and also a working tool in the form of a gas torch for processing the cloth along the contour [2]
However, these units are structurally complex, do not perform the entire necessary complex of works, have a small load factor in terms of operating time, cannot carry out multi-arc automatic welding of a cross set of stiffeners with a sheet.

Известна установка для многодуговой автоматической сварки, содержащая портал, самоходную тележку, смонтированную на портале, несущую регулируемые по длине рабочей части штанги, поворотные вокруг вертикальной оси тележки, соединенную со штангой траверсу с установленными на ней источниками питания сварочных дуг и подвешенными направляющими рейками с перемещающимися по ним автоматическими сварочными модулями, датчиком причаливания и другими элементами автоматики, позволяющими вести автоматическую сварку в нижнем положении угловых соединений перекрестного набора ребер жесткости [3]
Недостатком ее является ограничение технологических возможностей только функцией автоматической электросварки заранее собранных угловых соединений, невозможность использования установки для операций сборки свариваемого изделия, для операций полуавтоматической доварки участков соединений, недоступных автоматическому режиму сварки, что сокращает возможность ее полной производственной загрузки.A known installation for multi-arc automatic welding, comprising a portal, a self-propelled trolley mounted on the portal, bearing rods adjustable along the length of the working part, rotatable around the vertical axis of the trolley, connected to the bar with a traverse with power sources for the welding arcs and suspended guide rails with moving along automatic welding modules, a mooring sensor, and other automation elements that allow automatic welding in the lower position of the corner unions of a cross set of stiffeners [3]
Its disadvantage is the limitation of technological capabilities only by the function of automatic electric welding of pre-assembled corner joints, the inability to use the installation for assembly operations of the welded product, for the operations of semi-automatic welding of sections of joints inaccessible to the automatic welding mode, which reduces the possibility of its full production load.

Сущностью (целью) изобретения является расширение технологических функций установки за счет механизации сборки изготовленного изделия и проведения полного объема электросварочных работ. Это позволяет механизировать все стадии процесса изготовления изделия, резко сократить размеры требующегося для этого оборудования и занимаемых им производственных площадей с увеличением времени его использования, сделать экономически целесообразным применение установки в условиях сравнительно малого объема изготовления изделий. The essence (goal) of the invention is the expansion of the technological functions of the installation due to the mechanization of the assembly of the manufactured product and the full volume of electric welding work. This allows you to mechanize all stages of the manufacturing process of the product, dramatically reduce the size of the equipment required for this and the production space occupied by it with an increase in the time of its use, and make it economically feasible to use the installation in conditions of a relatively small volume of product manufacture.

На фиг. 1 изображен общий вид установки для сборки и сварки листа с перекрестным набором ребер жесткости, на фиг. 2 вид А узла 1 на фиг. 1, на фиг. 3 вид А узла 1 на фиг. 1 траверса с вакуумными захватами, на фиг. 4 - вид А узла 1 на фиг. 1 механические захваты для ребер жесткости, на фиг. 5 - механический захват для углового профиля, на фиг. 6 механический захват для полособульба, на фиг. 7 электромагнитный захват для полособульба, на фиг. 8 электромагнитный захват для углового профиля. In FIG. 1 shows a general view of an apparatus for assembling and welding a sheet with a cross set of stiffeners, FIG. 2, view A of assembly 1 in FIG. 1, in FIG. 3, view A of assembly 1 in FIG. 1 crosshead with vacuum grippers, in FIG. 4 is a view A of unit 1 in FIG. 1 mechanical grips for stiffeners, in FIG. 5 is a mechanical grip for an angular profile; FIG. 6 mechanical gripper for half-bulb, in FIG. 7 electromagnetic capture for a half-bulb, in FIG. 8 electromagnetic capture for an angular profile.

Установка для сборки и сварки полотнищ с перекрестным набором ребер жесткости (фиг. 1 общий вид) состоит из подвижного портала 1, самоходной тележки с поворотным кругом 2, перемещающейся по направляющим моста портала и несущей телескопические штанги 3, соединенные с траверсой 4. На траверсе 4 смонтированы источники питания сварочных дуг 5 с блоками автоматического управления, направляющие рейки 6 с перемещающимися по ним автоматическими сварочными модулями 7. К траверсе 4 подвешен съемный пост 8 местного управления перемещениями установки и траверсы и дополнительная вторая траверса 9 с грузоподъемными электромагнитными захватами 10 и постом управления ими 11, прикрепленная посредством гибких связей 12 и быстроразъемных соединений 13. Installation for assembling and welding panels with a cross set of stiffeners (Fig. 1 general view) consists of a movable portal 1, a self-propelled cart with a turntable 2, moving along the guides of the portal bridge and carrying telescopic rods 3 connected to the traverse 4. On the traverse 4 mounted power sources of welding arcs 5 with automatic control units, guide rails 6 with automatic welding modules moving along them 7. A removable post 8 for local control of installation movements and t reversers and an additional second traverse 9 with lifting electromagnetic grippers 10 and a control station 11, attached by means of flexible connections 12 and quick disconnect connections 13.

К траверсе 9 (фиг. 2) на гибких связях и быстроразъемных соединениях прикреплены механические захваты 14 для перемещения и укладки немагнитного листа. К каждому (или выборочно) автоматическому сварному модулю подключен быстросъемный ручной шланговый держатель проволочного электрода 15 для производства электроприхваточных работ при сборке металлических листов в полотнище и закреплении на нем набора ребер жесткости, для получения в полуавтоматическом режиме стыковых швов полотнища, вертикальных и недоступных автоматическому режиму сварочных модулей участков горизонтальных угловых сварных соединений набора ребер жесткости с полотнищем. To the traverse 9 (Fig. 2), flexible grips 14 are attached to flexible ties and quick disconnect joints for moving and stacking a non-magnetic sheet. Each (or optionally) automatic welded module is connected to a quick-detachable manual hose holder of a wire electrode 15 for electric gripping operations when assembling metal sheets in a sheet and securing a set of stiffeners on it, to obtain butt welds in a semi-automatic mode that are vertical and inaccessible to the automatic welding mode modules of sections of horizontal angular welded joints of a set of stiffeners with a panel.

На фиг. 3 показаны подвешенные к траверсе 9 на гибких связях 12 вакуумные захваты 16 с прикрепленными к ним и уложенными немагнитными листами металла 17. In FIG. 3 shows vacuum grippers 16 suspended from a traverse 9 on flexible connections 12 with non-magnetic metal sheets 17 attached to them and laid.

На фиг. 4 показаны подвешенные к траверсе 4 быстросъемные на жестких подвесах 18 механические захваты 19 для немагнитного профиля жесткости 20. In FIG. 4 shows mechanical captures 19 for quick-detachable 4 on rigid suspensions 18 for non-magnetic stiffness profile 20.

На фиг. 5 и 6 показаны варианты механических захватов для разных видов профилей немагнитных ребер жесткости, состоящие из прикрепленных на шарнирах 21 прижимов 22 с поворотными вокруг шарниров 23 рычагами-фиксаторами 24, воздействующими на храповое зубчатое зацепление 25 жесткого подвеса 18. In FIG. Figures 5 and 6 show variants of mechanical grips for different types of profiles of non-magnetic stiffeners, consisting of clamps 22 attached to hinges 21 with locking levers 24 that rotate around hinges 23 and act on the ratchet gear 25 of rigid suspension 18.

На фиг. 7 и 8 показаны варианты электромагнитных захватов для разных профилей магнитных ребер жесткости, состоящие из электромагнитов вертикального зацепления 26 и горизонтального зацепления 27, закрепленных на жестком подвесе 18. In FIG. 7 and 8 show options for electromagnetic grips for different profiles of magnetic stiffeners, consisting of electromagnets of vertical meshing 26 and horizontal meshing 27, mounted on a rigid suspension 18.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Перед сборкой изделий производят подключение подвесного поста местного управления, переключение управления установкой с дистанционного автоматического на местное ручное, к автоматическому сварочному модулю (одному или нескольким) подключают ручной шланговый держатель электрода, переключают управление работой сварочной аппаратурой и модулем с автоматического на полуавтоматическое, к траверсе 4 подвешивают быстросъемную вторую траверсу 9 с электромагнитными грузоподъемными захватами и постом управления ими (если предстоит работать с магнитными материалами) или на выбор механические, вакуумные захваты (если предстоит работать с немагнитными материалами). Управляя с местного поста управления, подводят установку к месту хранения листового материала, захватывают один лист электромагнитными или механическими захватами и транспортируют его к месту формирования полотнища, ориентируют лист в нужном направлении и укладывают на стенде, освобождая затем от захватов. Таким же образом транспортируют, ориентируют и укладывают рядом следующие листы, формируя из них полотнище и соединяя их между собой в одно целое на электроприхватках с помощью ручного шлангового электрода 15 и сварочной аппаратуры автоматического модуля, переведенной на ручное управление. Before assembling the products, a local control pendant is connected, the installation control is switched from remote automatic to local manual, a manual hose holder of the electrode is connected to the automatic welding module (one or several), the welding equipment and the module are switched from automatic to semi-automatic, to traverse 4 suspend a quick-detachable second traverse 9 with electromagnetic lifting grippers and a control station for them (if you have to work with magnetic materials) or a choice of mechanical, vacuum grips (if you have to work with non-magnetic materials). Managing from a local control station, the installation is brought to the place of storage of sheet material, one sheet is captured by electromagnetic or mechanical grips and transported to the place of formation of the sheet, the sheet is oriented in the desired direction and laid on the stand, then free from the grippers. In the same way, the following sheets are transported, oriented, and stacked next to each other, forming a sheet from them and connecting them together on electric grippers using a manual hose electrode 15 and automatic module welding equipment translated into manual control.

По окончании формирования полотнища, состоящего из нескольких листов металла, уложенных встык, их сваривают между собой сплошным швом с помощью автоматической сварки (отдельным трактором для сварки под слоем флюса) или полуавтоматической сваркой в среде защитного газа ручным шланговым держателем сварочного модуля установки. At the end of the formation of a panel consisting of several sheets of metal, laid butt-on, they are welded together by a continuous seam using automatic welding (a separate tractor for welding under a flux layer) or semi-automatic welding in a protective gas medium with a manual hose holder of the welding module of the installation.

Для установки на сваренном полотнище ребер жесткости траверсу 9 снимают, к траверсе 4 прикрепляют быстросъемные на жестких подвесах электромагнитные захваты профиля (для магнитного материала) или механические захваты для немагнитного профиля, подводят установку к месту их хранения, производят захват профиля, транспортировку его к полотнищу, ориентирование и координирование по полотнищу, опускание и прижатие профиля (за счет силы тяжести траверсы и расположенного на ней оборудования) к полотнищу для исключения зазора между ними. Прижатый набор закрепляется на полотнище электроприхватками с помощью ручного шлангового держателя. Таким образом устанавливается и закрепляется на полотнище набор ребер жесткости сначала основного, а затем и перпендикулярного направления. To install the stiffening ribs on the welded panel, the cross-beam 9 is removed, electromagnetic hooks of the profile (for magnetic material) or mechanical hooks for the non-magnetic profile are fastened to the traverse 4 to the traverse 4, the installation is brought to the place of their storage, the profile is captured, it is transported to the panel, orientation and coordination along the panel, lowering and pressing the profile (due to the gravity of the beam and the equipment located on it) to the panel to eliminate the gap between them. The clamped set is fixed on the cloth with electric grippers using a manual hose holder. In this way, a set of stiffeners is installed and fixed on the sheet, first of the main, and then perpendicular direction.

По окончании работ по сборке изделия с траверсы 4 снимаются захваты для профиля, с автоматического сварочного модуля снимается ручной шланговый держатель, сварочное оборудование переключается на работу в автоматическом режиме, убирается (поднимается) пост 8 местного управления установкой, управление установкой переводится на дистанционное из кабины оператора. Далее установка проводит работы по многодуговой автоматической сварке угловых соединений перекрестного набора ребер жесткости 3. At the end of assembly work, the hooks for the profile are removed from the traverse 4, the manual hose holder is removed from the automatic welding module, the welding equipment switches to automatic operation, the local control unit 8 is removed (raised), the control unit is transferred to the remote control from the operator’s cab . Further, the installation carries out work on multi-arc automatic welding of corner joints of a cross set of stiffeners 3.

После окончания всех сварочных работ в автоматическом режиме к сварочному автоматическому модулю (одному или нескольким) вновь подключаются быстросъемные шланговые держатели, сварочное оборудование переключается на ручное управление и производится проверка швов, недоваренных в автоматическом режиме (части горизонтальных угловых соединений в зонах, недоступных автоматическому режиму, а также всех вертикальных швов). After completion of all welding operations in automatic mode, quick-detachable hose holders are reconnected to the automatic welding module (one or several), the welding equipment switches to manual control and checks joints that are under-welded in automatic mode (parts of horizontal corner joints in areas inaccessible to automatic mode, as well as all vertical seams).

Далее цикл работ повторяется. Next, the cycle of work is repeated.

Предложенная установка позволяет механизировать работы по захвату, транспортировке, ориентированию и укладке в нужном положении металлических листов при формировании из них полотнища, и элементов перекрестного набора ребер жесткости при их монтаже на полотнище, их прижатие к полотнищу для удаления зазоров, вести монтажную сборку изделия на электроприхватах, проводить в автоматическом режиме сварку угловых соединений в нижнем положении и в полуавтоматическом режиме сварку стыковых соединений полотнища, угловых соединений вертикальных и недоступных автоматическому режиму сварочных модулей горизонтальных участков, улучшить организацию рабочего места сборщика и сварщика металлических конструкций, удалив от него электросварочное оборудование, электросварочные кабели, предохраняя их от повреждений и преждевременного износа, повысить престижность труда сборщика и сварщика металлических конструкций, значительно повысить коэффициент использования по времени установки и входящего в нее оборудования, повысить ее экономическую эффективность. The proposed installation allows you to mechanize the work of capturing, transporting, orienting and laying metal sheets in the right position when forming a sheet from them, and elements of the cross-set of stiffeners when they are mounted on the sheet, pressing them to the sheet to remove gaps, conduct assembly assembly of the product on electric grippers , conduct automatic welding of corner joints in the lower position and in semi-automatic welding of butt joints of the panel, corner joints vertically horizontal sections that are inaccessible to the automatic mode of welding modules, improve the organization of the workplace of the assembler and welder of metal structures, removing electric welding equipment, electric welding cables from it, protecting them from damage and premature wear, increase the prestige of the labor of the assembler and welder of metal structures, significantly increase the utilization rate by the time of installation and the equipment included in it, to increase its economic efficiency.

Claims (7)

1. Установка для сборки и сварки полотнищ с перекрестным набором ребер жесткости, содержащая подвижный портал, самоходную тележку, смонтированную на портале, регулируемые по высоте рабочей части телескопические штанги, смонтированные на тележке с возможностью поворота на 360^o вокруг вертикальной оси, соединенную с штангами траверсу с установленными на ней источниками питания сварочных дуг и подвешенными направляющими рейками с автоматическими сварочными модулями, отличающаяся тем, что, с целью механизации и автоматизации цикла работ по изготовлению изделия, установке для многодуговой автоматической сварки придаются новые дополнительные функции: манипулятор для сборки изделия из составляющих его элементов, машина для прижатия элементов набора ребер жесткости к полотнищу перед их скреплением на электроприхватах, многофункциональная многодуговая сварочная машина, позволяющая за счет комбинации полуавтоматического и автоматического способов ведения сварки, проведение полного комплекса сварочных работ на изделии, для чего известная установка снабжена убираемым подвесным постом местного управления перемещениями траверсы в пространстве во всех направлениях, установленными на траверсе быстроразъемными соединениями для подвески и смены дополнительных траверс с захватами, комплексом дополнительных быстросъемных на гибких подвесах траверс с захватами для перемещения, ориентирования и точной установки магнитного и немагнитного листа при формировании из него полотнища, комплексом быстросъемных на жестких подвесах захватов для перемещения ориентирования, точной установки и прижатия к полотнищу магнитных и немагнитных профилей набора ребер жесткости, в систему оборудования установки введены блоки питания электромагнитных и вакуумных захватов, в пульт местного управления органы управления работой захватов, автоматические сварочные модули снабжены убираемыми шланговыми ручными держателями проволочного электрода, системой переключения источников питания сварочных дуг и автоматических сварочных модулей с автоматического на полуавтоматическое управление.1. Installation for the assembly and welding of panels with a cross set of stiffeners, comprising a movable portal, a self-propelled cart mounted on the portal, height-adjustable telescopic rods mounted on the cart with the ability to rotate 360 ^o around a vertical axis, connected to the rods with power sources for welding arcs installed on it and suspended guide rails with automatic welding modules, characterized in that, for the purpose of mechanization and automation of the cycle of work on the manufacturing of the product, the installation for multi-arc automatic welding is given new additional functions: a manipulator for assembling the product from its constituent elements, a machine for pressing the elements of the set of stiffeners to the sheet before fastening them on electric grippers, a multi-function multi-arc welding machine, which allows due to the combination of semi-automatic and automatic methods welding, conducting a full range of welding work on the product, for which the known installation is equipped with a removable a spring post of local control of traverse movement in space in all directions, quick-disconnect joints mounted on the traverse for suspension and change of additional traverses with grippers, a set of additional quick-detachable trailers with grippers on flexible suspensions for moving, orienting and accurately installing a magnetic and non-magnetic sheet when forming from it panels with a complex of quick-detachable grips on rigid suspensions for moving orientation, precise installation and pressing the ma to the panel magnetic and non-magnetic profiles of a set of stiffening ribs, electromagnetic and vacuum gripper power supplies were introduced into the installation equipment system, gripper operation controls were introduced into the local control panel, automatic welding modules are equipped with removable hose manual holders of the wire electrode, a system for switching the power sources of welding arcs and automatic welding modules from automatic to semi-automatic control. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что грузозахватные элементы для листов выполнены электромагнитными. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the gripping elements for the sheets are made electromagnetic. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что грузозахватные элементы для листов выполнены механическими. 3. Installation according to claim 1, characterized in that the gripping elements for the sheets are made mechanical. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что грузозахватные элементы для листов выполнены вакуумными. 4. Installation according to claim 1, characterized in that the load gripping elements for the sheets are made vacuum. 5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что грузоподъемные захваты для ребер жесткости выполнены электромагнитными. 5. Installation according to claim 1, characterized in that the lifting hooks for stiffeners are made electromagnetic. 6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что грузоподъемные захваты для ребер жесткости выполнены механическими. 6. Installation according to claim 1, characterized in that the lifting hooks for stiffeners are made mechanical. 7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что для прижатия элементов набора жесткости ребер к полотнищу используется сила тяжести штатного оборудования, перемещаемого телескопическими штангами в вертикальном направлении. 7. Installation according to claim 1, characterized in that for pressing the elements of the set of rigidity of the ribs to the panel using the gravity of the standard equipment, moved by telescopic rods in the vertical direction.

Images