RU2215626C2 - Robotized complex for contact spot welding - Google Patents

Abstract

FIELD: contact spot welding processes and equipment, namely manufacture of parts with different contact conditions of surfaces of welded parts such as honeycomb structures. SUBSTANCE: complex includes industrial robot having welding tongs mounted in robot arms; robot control system; table with apparatus for fixing welded parts and welding current source; device for generating sounding electric current pulses; pickups; analyzer of sounding and welding current pulses; setter of welding pulses for welding current source, and system for marking welding spots. Device for generating sounding current pulses is connected through pickups with analyzer of sounding and welding pulses. Said analyzer is connected through pickups with setter of welding pulses of welding current source, with robot control system and with system for marking welding spots. EFFECT: enhanced stability of quality of welded joints. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к сварке и предназначено для изготовления изделий, имеющих различные условия контакта поверхностей свариваемых деталей и шунтирующих сварочный ток цепей типа, например, сотовых конструкций, в частности дистанционирующих решеток тепловыделяющих сборок ядерных реакторов для атомных станций. The invention relates to welding and is intended for the manufacture of products having different contact conditions of the surfaces of the parts being welded and shunting welding current circuits of the type, for example, honeycomb structures, in particular spacer grids of fuel assemblies of nuclear reactors for nuclear power plants.

Известен комплекс для многоточечной контактной сварки (см. а.с. СССР 348116, МКИ B 23 K 11/10), недостатком которого является его узкая специализация, отсутствие возможности учитывать при сварке изменяющиеся по ходу изготовления решетки условия контактирования свариваемых поверхностей, контроля образования литого ядра сварной точки и маркировки некачественно выполненных точек. A known complex for multipoint contact welding (see AS USSR 348116, MKI B 23 K 11/10), the drawback of which is its narrow specialization, the inability to take into account when welding the contact conditions of the surfaces being welded, the formation of cast weld point cores and markings of poorly executed points.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является роботизированный модуль для контактной точечной сварки (см. патент РФ 2138376) - прототип, недостатком которого является отсутствие возможности учитывать при сварке изменяющиеся по ходу изготовления решетки условия контактирования свариваемых поверхностей, контроля образования литого ядра сварной точки и маркировки некачественно выполненных точек. The closest in technical essence and the achieved result is a robotic module for resistance spot welding (see RF patent 2138376) - a prototype, the disadvantage of which is the inability to take into account when welding the contact conditions of the surfaces to be welded, the formation of the cast core of the weld point and marking of poorly executed points.

Технической задачей изобретения является повышение стабильности качества сварки. An object of the invention is to increase the stability of the quality of welding.

Поставленная задача решается тем, что робототехнический комплекс для контактной точечной сварки, состоящий из промышленного робота с установленными на руке сварочными клещами, системы управления роботом, стола с устройством закрепления свариваемых деталей, источника сварочного тока, согласно изобретению содержит устройство формирования зондирующих импульсов тока, связанное посредством датчиков с анализатором зондирующих и сварочных импульсов, который функционально и посредством датчиков связан с задатчиком сварочных импульсов источника тока сварочной машины, с системой управления роботом и системой маркировки сварных точек. The problem is solved in that the robotic complex for contact spot welding, consisting of an industrial robot with welding tongs mounted on the hand, a robot control system, a table with a device for fixing the parts to be welded, a welding current source, according to the invention, comprises a probe current pulse generating device connected by sensors with an analyzer of probing and welding pulses, which is functionally and by means of sensors connected to a generator of welding pulses using current source of the welding machine, with a robot control system and a marking system for welded points.

Другим отличием является то, что система маркировки может представлять собой кассету маркеров сварных точек, неподвижно закрепленную относительно стола. Another difference is that the marking system can be a cassette of markers of welded points, fixedly mounted relative to the table.

Использование устройства формирования зондирующих импульсов позволяет посредством соответствующих датчиков формировать для анализатора сигнал, характеризующий состояние контакта свариваемых поверхностей, наличие и интенсивность шунтирующих сварочный ток цепей. Использование анализатора дает возможность оценить параметры и форму зондирующих и сварочных импульсов, по которым в дальнейшем задатчик сварочных импульсов формирует задание на параметры сварочного или ремонтного импульсов. В качестве такого параметра может служить, например, изменение скорости нарастания амплитуды сварочного тока в импульсе или изменение формы тока, величины напряжения между свариваемыми деталями. Using the device for generating probe pulses, it is possible, using appropriate sensors, to generate a signal for the analyzer characterizing the state of contact of the surfaces to be welded, the presence and intensity of circuits shunting the welding current. Using the analyzer makes it possible to evaluate the parameters and the shape of the probe and welding pulses, according to which the welding pulse generator subsequently generates a task for the parameters of the welding or repair pulses. As such a parameter can serve, for example, a change in the rate of rise of the amplitude of the welding current in the pulse or a change in the shape of the current, the magnitude of the voltage between the parts to be welded.

Наличие функциональной связи между анализатором, системой управления роботом и системой маркировки сварных точек позволяет либо продолжить сварку, либо выполнить маркировку сварной точки, имеющей недопустимые отклонения по параметрам режима. Маркировка некачественных сварных точек может выполняться либо на видеоконтрольном устройстве, либо с помощью специальных фишек - маркеров, которые устанавливаются в ячейке с некачественно выполненной сваркой путем их захвата и переноса сварочными клещами из кассеты в соответствующие ячейки. Это облегчает оператору поиск и исправление дефектных соединений. The presence of a functional connection between the analyzer, the robot control system and the marking system for welded points allows either to continue welding, or to mark a welded point that has unacceptable deviations in the mode parameters. Marking of poor-quality welded points can be performed either on a video monitoring device, or using special chips - markers, which are installed in a cell with poor-quality welding by capturing them and transferring welding tongs from the cassette to the corresponding cells. This makes it easier for the operator to find and repair defective connections.

Указанная совокупность признаков является новой и существенной для решения поставленной задачи, так как позволяет за счет контроля состояния контакта свариваемых поверхностей посредством анализа формы тока, протекающего через соединение, а при необходимости - последующей маркировкой сварной точки, имеющей отклонения по параметрам сварочного импульса, обеспечить получение качественных сварных соединений. The specified set of features is new and essential for solving the problem, since it allows, by monitoring the contact state of the surfaces to be welded, by analyzing the shape of the current flowing through the connection, and if necessary by subsequent marking of the weld point having deviations in the parameters of the welding pulse, to obtain high-quality welded joints.

Сущность изобретения поясняется чертежом. The invention is illustrated in the drawing.

На чертеже представлен робототехнический комплекс для контактной точечной сварки, состоящий из робота 1, на руке которого закреплены сварочные клещи 2 с электродами 3, системы управления роботом 4, источника 5 сварочных импульсов, источника 6 зондирующих импульсов, анализатора 7 сварочных и зондирующих импульсов, датчиков 8 задатчика 9 сварочных импульсов, системы маркировки 10, в состав которой входят видеоконтрольное устройство 11, а также неподвижно закрепленная относительно стола 12 с устанавливаемой на нем дистанционирующей решеткой 13 кассета 14 с размещенными в ней маркерами 15. The drawing shows a robotic complex for resistance spot welding, consisting of a robot 1, on the arm of which are fixed welding tongs 2 with electrodes 3, a robot control system 4, a source of 5 welding pulses, a source of 6 probe pulses, an analyzer of 7 welding and probe pulses, sensors 8 a setter 9 of welding pulses, a marking system 10, which includes a video monitoring device 11, as well as fixedly mounted relative to the table 12 with a spacer grid 13 ka mounted on it set 14 with markers 15 placed therein.

Робототехнический комплекс для контактной точечной сварки работает следующим образом. Robotic complex for contact spot welding works as follows.

Предварительно набранное поле дистанционирующей решетки 13 устанавливается на столе 12, где обжимается ободом и фиксируется в специальном кондукторе, обеспечивающем оптимальное сжатие свариваемых ячеек. Сварка поля решетки начинается после проверки работоспособности оборудования путем сварки контрольных образцов. После сжатия электродами свариваемых деталей включается устройство формирования зондирующих импульсов с источником 6 зондирующих импульсов, мощность которого недостаточна для нагрева зоны сварки до образования сварного соединения требуемых параметров. Устройство формирования зондирующих импульсов может быть выполнено в виде отдельного блока или являться частью источника питания. Сигнал о прохождении зондирующего импульса воспринимается датчиками 8 и поступает в анализатор 7, который оценивает характеристики импульса, например амплитуду, форму токовой кривой, скорость нарастания тока, и по результатам этой обработки выдает на вход задатчика 9 сварочных импульсов команды, на основании которых последний определяет конкретные параметры импульса сварочного тока. После этого включается источник 5 сварочных импульсов. The pre-dialed field of the spacer grid 13 is mounted on the table 12, where it is crimped by the rim and fixed in a special conductor, providing optimal compression of the welded cells. Welding of the lattice field begins after checking the operability of the equipment by welding control samples. After compression by the electrodes of the parts to be welded, a device for generating probe pulses with a source of 6 probe pulses is turned on, the power of which is insufficient to heat the weld zone until the required parameters are welded. The device for generating probing pulses can be made in the form of a separate unit or be part of a power source. The signal about the passage of the probe pulse is received by the sensors 8 and fed to the analyzer 7, which evaluates the characteristics of the pulse, for example, the amplitude, shape of the current curve, slew rate, and, based on the results of this processing, issues commands to the input of the master 9, based on which the latter determines welding current pulse parameters. After that, the source of 5 welding pulses is turned on.

В качестве зондирующего импульса может использоваться начало сварочного импульса, пока мощность последнего недостаточна для образования сварного соединения. As the probe pulse, the start of the welding pulse can be used, while the power of the latter is insufficient to form a welded joint.

При прохождении сварочного импульса в течение цикла сварки сигнал о его параметрах через датчики 8 вновь поступает в анализатор 7, где сравнивается с эталонными параметрами качественной сварки в соответствии с первоначально определенными условиями сварки данного соединения. When the welding pulse passes during the welding cycle, the signal about its parameters through the sensors 8 again enters the analyzer 7, where it is compared with the reference parameters of high-quality welding in accordance with the initially determined welding conditions of this connection.

Для дополнительного контроля наличия литого ядра также может быть использован зондирующий импульс, выполняемый после сварочного, параметры его должны исключать повторное расплавление металла и зависеть от конкретных характеристик сварного соединения и свариваемых металлов. For additional control of the presence of a cast core, a probe pulse can also be used that is performed after the welding pulse; its parameters should exclude re-melting of the metal and depend on the specific characteristics of the welded joint and the metals being welded.

В случае отрицательных результатов анализа импульсов формируется команда на повторный - ремонтный - сварочный импульс. В случае успешного ремонта сварной точки сварка поля дистанционирующей решетки 13 продолжается. В случае, если параметры ремонтного импульса не достигли заданных, выполняется сварка дополнительной сварной точки или номер так и не отремонтированной сварной точки запоминается системой маркировки 10. In case of negative pulse analysis results, a team is formed for a repeated - repair - welding pulse. In the case of a successful repair of the weld point, welding of the field of the spacer grid 13 continues. If the parameters of the repair impulse have not reached the set, an additional weld point is welded or the number of the unrepaired weld point is remembered by marking system 10.

После окончания сварки поля дистанционирующей решетки 13 система маркировки 10 визуализирует информацию о некачественных точках на экране видеоконтрольного устройства 11 и для упрощения поиска некачественных точек выдает в систему 4 управления роботом 1 их номера. Система 4 управления роботом 1 направляет руку робота 1 со сварочными клещами 2 к кассете маркеров 14, клещи 2 электродами 3 захватывают маркер 15, переносят его к ячейке с некачественной точкой и устанавливают его в эту ячейку соответствующим образом, например, так, чтобы определенная сторона маркера 15 встала напротив некачественно выполненной точки. Это позволяет оператору безошибочно определить ячейку для дальнейшего ремонта. After welding of the field of the spacer grid 13 is completed, the marking system 10 visualizes information about low-quality points on the screen of the video monitoring device 11 and, to simplify the search for low-quality points, issues their numbers to the robot control system 4. The control system 4 of the robot 1 directs the hand of the robot 1 with welding pincers 2 to the marker cartridge 14, pincers 2 with electrodes 3 capture the marker 15, transfer it to a cell with a poor-quality point and install it in this cell accordingly, for example, so that a certain side of the marker 15 stood in front of a poorly executed point. This allows the operator to accurately identify the cell for further repairs.

Результаты сварки с указанием количества и номеров переваренных точек заносятся в технологический документ. The welding results indicating the number and numbers of digested points are recorded in the process document.

Claims (2)

1. Робототехнический комплекс для контактной точечной сварки, состоящий из промышленного робота с установленными на руке сварочными клещами, системы управления роботом, стола с устройством для закрепления свариваемых деталей и источника сварочного тока, отличающийся тем, что он содержит устройство формирования зондирующих импульсов тока, датчики, анализатор зондирующих и сварочных импульсов, задатчик сварочных импульсов источника сварочного тока, систему управления роботом и систему маркировки сварных точек, при этом устройство формирования зондирующих импульсов тока связано посредством датчиков с анализатором зондирующих и сварочных импульсов, который функционально и посредством датчиков связан с задатчиком сварочных импульсов источника сварочного тока, с системой управления роботом и системой маркировки сварных точек. 1. Robotic complex for contact spot welding, consisting of an industrial robot with welding tongs mounted on the hand, a robot control system, a table with a device for fixing the parts to be welded and a welding current source, characterized in that it contains a probe pulse generating device, sensors, probe and welding pulse analyzer, welding pulse generator of a welding current source, a robot control system and a marking system for welded points, while the device probing current pulses is connected by means of sensors to a probe and welding pulse analyzer, which is functionally and by means of sensors connected to a welding pulse generator of a welding current source, with a robot control system and a marking system for welded points. 2. Робототехнический комплекс по п. 1, отличающийся тем, что система маркировки содержит кассету маркеров сварных точек, неподвижно закрепленную относительно стола. 2. Robotic complex according to claim 1, characterized in that the marking system comprises a cassette of markers of welded points, fixedly mounted relative to the table.