RU2698015C1 - Holonomic welding tractor - Google Patents

Holonomic welding tractor Download PDF

Info

Publication number
RU2698015C1
RU2698015C1 RU2018123734A RU2018123734A RU2698015C1 RU 2698015 C1 RU2698015 C1 RU 2698015C1 RU 2018123734 A RU2018123734 A RU 2018123734A RU 2018123734 A RU2018123734 A RU 2018123734A RU 2698015 C1 RU2698015 C1 RU 2698015C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
welding
horizontal
tractor
welding head
supports
Prior art date
Application number
RU2018123734A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Юрьевич Клюков
Юрий Николаевич Клюков
Original Assignee
Николай Юрьевич Клюков
Юрий Николаевич Клюков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Юрьевич Клюков, Юрий Николаевич Клюков filed Critical Николай Юрьевич Клюков
Priority to RU2018123734A priority Critical patent/RU2698015C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2698015C1 publication Critical patent/RU2698015C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02Carriages for supporting the welding or cutting element

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to holonomic welded tractor and can be used for welding of inner and outer lengthwise, annular one- or multi-pass butt and angular joints. Tractor comprises bogie consisting of first and second horizontal supports connected by U-like frame. Servomotors with reduction gearboxes are fitted at the ends of each support, omnicholes are fitted on output shafts. Retention devices are fixed on supports. Cart is equipped with linear gear-and-rack drive, motor-reducers of which are fixed on central platform located between supports. In the centre of the platform there is a quick-detachable rotary mechanism with a vertical bearing post installed in it and made with possibility of rotation. Support of welding head positioning system horizontal and vertical supports is fixed on post. Welding head with flux bunker and electrode wire feeding mechanism is installed in the centre of vertical support on rotary cam. Tractor comprises control unit made on the basis of industrial controller, to which feedback sensors and actuators are connected.
EFFECT: technical result consists in improvement of technological effectiveness of welding using tractor.
8 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для поворотной, неповоротной автоматической сварки плавящимся и неплавящимся электродом, резки, разметки, воздушно-дуговой строжки, а именно к кареткам для поддерживания сварочных элементов, и может использоваться для выполнения сварки внутренних и наружных продольных, кольцевых одно или многопроходных стыковых и угловых соединений изделий в нелимитированной рабочей зоне. Кроме того, предлагаемая мобильная система позволяет изменить технику сварки, плазменной резки, разметки, воздушно-дуговой строжки угольным электродом, отказаться от использования вспомогательного механического сварочного оборудования с ограниченной зоной работы, такого как колонна-манипулятор, глагольная тележка, велотележка, однонаправленный сварочный трактор, исключить установку направляющих на изделие для перемещения сварочного трактора, каретки.The invention relates to devices for rotary, non-rotary automatic welding with a consumable and non-consumable electrode, cutting, marking, air-arc gouging, and in particular, carriages for supporting welding elements, and can be used to perform welding of internal and external longitudinal, ring one or multi-pass butt and corner joints of products in an unlimited working area. In addition, the proposed mobile system allows you to change the technique of welding, plasma cutting, marking, air-arc gouging with a carbon electrode, abandon the use of auxiliary mechanical welding equipment with a limited working area, such as a manipulator column, a trolley, a bicycle, a unidirectional welding tractor, to exclude the installation of guides on the product to move the welding tractor, carriage.

Из уровня техники известно орбитальное мобильное сварочное устройство для соединения первого конца трубы и второго конца трубы вдоль кольцевого стыка посредством создания сварного шва [RU 2355539, МПК В23К 26/30, В23К 26/42, В23К 37/02, В23К 37/04, опубл. 20.05.2009]. Устройство содержит один ориентируемый относительно первого конца трубы и кольцевого стыка направляющий обруч, орбитальную тележку, установленную с возможностью перемещения вдоль участка направляющего обруча, устройство подачи, посредством которого орбитальная тележка перемещается с помощью электродвигателя вдоль направляющего обруча, сварочную головку, установленную на орбитальной тележке с возможностью ориентирования по кольцевому стыку таким образом, что за счет перемещения орбитальной тележки сварной шов выполняется вдоль участка кольцевого стыка. Устройство содержит также соединительную линию, удаленный от орбитальной тележки мобильный сварочный агрегат, который через упомянутую линию связан со сварочной головкой и косвенно или непосредственно вырабатывает необходимую для создания сварного шва мощность.The prior art orbital mobile welding device for connecting the first end of the pipe and the second end of the pipe along the annular joint by creating a weld [RU 2355539, IPC V23K 26/30, V23K 26/42, V23K 37/02, V23K 37/04, publ. . 05/20/2009]. The device comprises one guide hoop oriented relative to the first end of the pipe and the ring joint, an orbital trolley mounted to move along a portion of the guide hoop, a feed device by which the orbital trolley is moved by an electric motor along the guide hoop, a welding head mounted on the orbital trolley with the possibility of orientation along the annular joint in such a way that due to the movement of the orbital trolley, the weld is performed along ASTK annular joint. The device also contains a connecting line, a mobile welding unit remote from the orbital trolley, which is connected through the mentioned line to the welding head and indirectly or directly generates the power necessary to create a weld.

Недостатком известного технического решения является его ограниченная возможность для создания сварных швов произвольной формы, в частности продольных. Кроме того, орбитальное мобильное сварочное устройство обладает низкой технологичностью, вследствие его сложной конструкции и долгой установки направляющих для перемещения каретки.A disadvantage of the known technical solution is its limited ability to create welds of arbitrary shape, in particular longitudinal. In addition, the orbital mobile welding device has a low technological effectiveness, due to its complex design and the long installation of guides for moving the carriage.

Наиболее близким техническим решением к заявленному устройству и выбранным в качестве прототипа признана мобильная система сварки [US 9724789 В2, МПК В23К 37/02, опубл. 08.08.2017], содержащая шасси, снабженное омниколесами, с установленным на него сварочным аппаратом, снабженным сварочной головкой и системой управления, выполненной на основе промышленного контроллера.The closest technical solution to the claimed device and selected as a prototype recognized mobile welding system [US 9724789 B2, IPC V23K 37/02, publ. 08/08/2017], comprising a chassis equipped with omni-wheels, with a welding machine installed on it, equipped with a welding head and a control system based on an industrial controller.

Недостатком известного технического решения является сложность адаптации мобильной системы для работы в автономном режиме без непосредственного управления сварщиком ее работой. Указанный недостаток связан с отсутствием в конструкции известной мобильной системы механизмов точного позиционирования сварочной головки и следящих систем, обеспечивающих точность выполнения сварного шва и движения шасси.A disadvantage of the known technical solution is the difficulty of adapting the mobile system to work offline without direct control by the welder of its work. This drawback is associated with the absence in the design of the known mobile system of mechanisms for precise positioning of the welding head and tracking systems that ensure the accuracy of the weld and chassis movement.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение технологичности процесса сварки, что обеспечивается предлагаемой конструкцией голономного сварочного трактора.The technical problem to which the claimed invention is directed is to increase the manufacturability of the welding process, which is ensured by the proposed design of the holonomic welding tractor.

Указанная задача решена тем, что голономный сварочный трактор содержит тележку, состоящую из первой и второй горизонтальных опор, соединенных П-образной рамой и выполненных с возможностью поворота относительно их продольных осей для работы внутри и снаружи на цилиндрическом изделии разного диаметра. При этом на торцах каждой из опор установлены серводвигатели с редукторами, на выходных валах которых установлены омниколеса, на опорах закреплены устройства удержания тележки, выполненные, например, в виде электромагнитов, постоянных магнитов или вакуумных присосок. Тележка снабжена линейными направляющими и зубчато-реечным приводом, состоящим из двух направляющих реек с зубьями, первая из которых закреплена на внутренней поверхности первой горизонтальной опоры, а вторая - на внутренней поверхности второй горизонтальной опоры, при этом в зацеплении с зубьями реек находятся первая и вторая ведущие шестерни, установленные на валу мотор-редукторов, закрепленных на центральной платформе, расположенной между опорами. Точность перемещения обеспечивается за счет линейных подшипников, установленных на боковых поверхностях подвижной платформы, сопряженных с линейными направляющими тележки. В центре платформы установлен быстросъемный поворотный механизм с установленной в нем вертикальной несущей стойкой, выполненной с возможностью поворота на 180°, на которой закреплен горизонтальный суппорт системы позиционирования сварочной головки с ходом 200 мм. На упомянутом суппорте перпендикулярно и подвижно в горизонтальной плоскости установлен вертикальный суппорт системы позиционирования сварочной головки с ходом 200 мм, в центре которого на поворотном кулаке установлена сварочная головка с флюсовым бункером и механизмом подачи электродной проволоки, а на торцевой поверхности горизонтального суппорта установлен ультразвуковой датчик системы бесконтактного автоматизированного однокоординатного слежения за положением тележки относительно электродной проволоки. На сварочной головке закреплен токопроводящий наконечник с центральным отверстием, с выведенной через него электродной проволокой и поворотная монтажная штанга, снабженная механизированным приводом, с возможностью поворота на 90° в горизонтальной плоскости, на которой закреплены лазерная указка, подсветка стыка, видеокамера и оптико-электронный бесконтактный датчик системы позиционирования. Трактор снабжен узлом подачи электродной проволоки, представляющим собой барабан, выполненный с возможностью свободного вращения, установленный сзади горизонтального суппорта на кронштейне, закрепленном на П-образной раме. Выходы ультразвукового датчика, видеокамеры и оптико-электронного бесконтактного датчика системы позиционирования подключены к измерительным входам блока управления трактором, а его силовые выходы подключены к серводвигателям, мотор-редукторам, приводам горизонтального и вертикального суппортов системы позиционирования сварочной головки, а также к сварочной головке, лазерной указке и подсветке стыка. Блок управления выполнен на основе промышленного контроллера, снабженного модулем беспроводной связи, выполненного, например, в виде Wi-Fi адаптера, для обеспечения обмена данными с удаленным пультом управления трактором.This problem is solved in that the holonomic welding tractor contains a trolley consisting of first and second horizontal supports connected by a U-shaped frame and made with the possibility of rotation relative to their longitudinal axes for working inside and outside on a cylindrical product of different diameters. At the same time, servomotors with gears are installed on the ends of each of the supports, omnicholes are installed on the output shafts of the carts, the truck holding devices are fixed on the supports, made, for example, in the form of electromagnets, permanent magnets or vacuum suction cups. The trolley is equipped with linear guides and a rack-and-pinion drive, consisting of two guide rails with teeth, the first of which is fixed on the inner surface of the first horizontal support, and the second on the inner surface of the second horizontal support, while the first and second are engaged with the teeth of the racks pinion gears mounted on the shaft of gear motors mounted on a central platform located between the supports. Accuracy of movement is ensured by linear bearings mounted on the side surfaces of the moving platform, interfaced with the linear guides of the trolley. In the center of the platform, a quick-detachable rotary mechanism is installed with a vertical support rack installed in it, made with the possibility of rotation by 180 °, on which a horizontal support of the positioning system of the welding head with a stroke of 200 mm is fixed. A vertical support of a positioning system for a welding head with a stroke of 200 mm is installed on the said support, perpendicularly and movably in the horizontal plane, in the center of which a welding head with a flux hopper and an electrode wire feed mechanism is installed on the rotary fist, and an ultrasonic sensor of the contactless system is installed on the end surface of the horizontal support automated one-coordinate tracking of the position of the trolley relative to the electrode wire. A conductive tip with a central hole is fixed on the welding head, with an electrode wire brought out through it and a rotary mounting rod equipped with a mechanized drive, can be rotated 90 ° in a horizontal plane, on which a laser pointer, a joint illumination, a video camera and an optical-electronic non-contact are fixed positioning system sensor. The tractor is equipped with an electrode wire feed unit, which is a drum made with the possibility of free rotation, mounted on the back of a horizontal caliper on a bracket mounted on a U-shaped frame. The outputs of the ultrasonic sensor, video camera and optical-electronic proximity sensor of the positioning system are connected to the measuring inputs of the tractor control unit, and its power outputs are connected to servomotors, gear motors, drives of horizontal and vertical calipers of the welding head positioning system, as well as to the welding head, laser pointer and highlight joint. The control unit is based on an industrial controller equipped with a wireless module, made, for example, in the form of a Wi-Fi adapter, to provide data exchange with a remote tractor control panel.

К основному положительному техническому результату, обеспечиваемому раскрытой выше совокупностью признаков устройства, является повышение технологичности процесса сварки, заключающейся в обеспечении возможности выполнения с помощью голономного трактора как кольцевых сварных швов, так и продольных с мгновенной перестройкой, за счет применения в его конструкции омниколесной тележки и линейного зубчато-реечного привода перемещения платформы. Дополнительно применение трактора с двумя независимыми последовательными системами слежения (стык-электрод, электрод-тележка) обеспечивает:The main positive technical result provided by the set of features of the device disclosed above is to increase the manufacturability of the welding process, which consists in ensuring that both ring welds and longitudinal welds with the help of a holonomic tractor can be made with instant rearrangement, due to the use of an omni-wheeled cart and linear gear rack drive moving the platform. Additionally, the use of a tractor with two independent sequential tracking systems (butt-electrode, electrode-cart) provides:

- повышение точности и качества сварки;- improving the accuracy and quality of welding;

- возможность бесконтактного позиционирования электродной проволоки в двух плоскостях относительно стыка с помощью горизонтального и вертикального суппортов;- the possibility of contactless positioning of the electrode wire in two planes relative to the joint using horizontal and vertical calipers;

- возможность обеспечения автоматического слежения за положением тележки относительно электродной проволоки с помощью ультразвукового датчика в горизонтальном суппорте и оптико-электронного бесконтактного датчика системы позиционирования;- the ability to provide automatic tracking of the position of the trolley relative to the electrode wire using an ultrasonic sensor in a horizontal support and an optical-electronic proximity sensor of the positioning system;

- повышение безопасности сварки за счет исключения нахождения сварщика в зоне формирования сварочного шва и влияния человеческого фактора на процесс позиционирования.- improving the safety of welding by eliminating the presence of the welder in the zone of formation of the weld and the influence of the human factor on the positioning process.

Конструкция голономного сварочного трактора поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид агрегата справа в изометрической проекции; на фиг. 2 показан общий вид агрегата слева в изометрической проекции; на фиг. 3 приведена упрощенная структурная схема блока управления; на фиг. 4 приведен общий вид производственной площадки в начале технологической операции выполнения продольного шва; на фиг. 5 приведено положение трактора на изделии при выполнении кольцевых наружных швов; на фиг. 6 приведена схема позиционирования электродной проволоки по двум координатам, а на фиг. 7 - изображение, получаемое при этом оптико-электронным бесконтактным датчиком. На фиг. 8 приведено положение трактора на изделии при выполнении продольного шва.The design of the holonomic welding tractor is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of the unit on the right in an isometric view; in FIG. 2 shows a general view of the unit on the left in an isometric view; in FIG. 3 shows a simplified block diagram of a control unit; in FIG. 4 shows a General view of the production site at the beginning of the technological operation of the longitudinal seam; in FIG. 5 shows the position of the tractor on the product when performing annular external seams; in FIG. 6 shows a diagram of the positioning of the electrode wire in two coordinates, and in FIG. 7 is an image obtained with an optoelectronic proximity sensor. In FIG. Figure 8 shows the position of the tractor on the product when performing a longitudinal seam.

Голономный сварочный трактор устроен следующим образом.Holon welding tractor is arranged as follows.

Его основой является тележка 1, состоящая из первой и второй горизонтальных опор 2 и 3, соединенных П-образной рамой 4 и выполненных с возможностью поворота относительно их продольных осей. На торцах каждой из опор установлены серводвигатели 5, 6, 7 и 8 с редукторами, на выходных валах которых установлены омниколеса, на опорах закреплены устройства удержания 9 и 10 тележки 1, выполненные, например, в виде электромагнитов, постоянных магнитов или вакуумных присосок. Тележка снабжена линейными направляющими и зубчато-реечным приводом, состоящим из двух направляющих реек 11 и 12 с зубьями, первая из которых закреплена на внутренней поверхности первой горизонтальной опоры 2, а вторая - на внутренней поверхности второй горизонтальной опоры 3, при этом в зацеплении с зубьями реек находятся первая и вторая ведущие шестерни, установленные на валу мотор-редукторов 13 и 14, закрепленных на центральной платформе 15. Точность перемещения обеспечивается за счет линейных подшипников, установленных на боковых поверхностях подвижной платформы, сопряженных с линейными направляющими тележки. В центре платформы установлен быстросъемный поворотный механизм 16, с установленной в нем вертикальной несущей стойкой 17, выполненной с возможностью поворота, на которой закреплен горизонтальный суппорт 18 системы позиционирования сварочной головки. На упомянутом суппорте 18 перпендикулярно и подвижно в горизонтальной плоскости установлен вертикальный суппорт 19 системы позиционирования сварочной головки, в центре которого на поворотном кулаке 20 установлена сварочная головка 21 с флюсовым бункером 22 и механизмом подачи электродной проволоки 23, а на торцевой поверхности горизонтального суппорта 18 установлен ультразвуковой датчик системы бесконтактного автоматизированного однокоординатного слежения за положением тележки относительно электродной проволоки (на фигурах условно не показан). На сварочной головке 21 закреплен токопроводящий наконечник 24 с центральным отверстием, с выведенной через него электродной проволокой и поворотная монтажная штанга 25, снабженная механизированным приводом, на которой закреплены лазерная указка 26, подсветка стыка 27, видеокамера 29 и оптико-электронный бесконтактный датчик 28 системы позиционирования. Трактор снабжен узлом подачи электродной проволоки 30, представляющим собой барабан, выполненный с возможностью свободного вращения, установленный сзади горизонтального суппорта на кронштейне, закрепленном на П-образной раме. Выходы ультразвукового датчика, видеокамеры 28 и оптико-электронного бесконтактного датчика 29 системы позиционирования подключены к измерительным входам 31, 32 и 33 блока управления 34 трактором, а его силовые выходы 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45 подключены к серводвигателям 5, 6, 7 и 8, мотор-редукторам 13 и 14, приводам горизонтального и вертикального суппортов 18 и 19 системы позиционирования сварочной головки, а также к сварочной головке 21, лазерной указке 26 и подсветке стыка 27. Блок управления выполнен на основе промышленного контроллера, снабженного модулем беспроводной связи 46 для обеспечения обмена данными с удаленным пультом управления 47 трактором.Its basis is a trolley 1, consisting of the first and second horizontal supports 2 and 3, connected by a U-shaped frame 4 and made with the possibility of rotation relative to their longitudinal axes. Servomotors 5, 6, 7 and 8 with gearboxes are installed at the ends of each of the supports, omnicholes are installed on the output shafts, and the holding devices 9 and 10 of trolley 1 are mounted on the supports, made, for example, in the form of electromagnets, permanent magnets or vacuum suction cups. The trolley is equipped with linear guides and a rack-and-pinion drive, consisting of two guide rails 11 and 12 with teeth, the first of which is fixed on the inner surface of the first horizontal support 2, and the second on the inner surface of the second horizontal support 3, while being engaged with the teeth the racks are the first and second drive gears mounted on the shaft of the gear motors 13 and 14, mounted on the Central platform 15. The accuracy of movement is ensured by linear bearings mounted on the side surfaces the movable platform mates coupled with the linear guides of the trolley. In the center of the platform, a quick-detachable rotary mechanism 16 is installed, with a vertical support column 17 installed therein, made with the possibility of rotation, on which a horizontal support 18 of the welding head positioning system is fixed. A vertical support 19 of a welding head positioning system is mounted on said support 18 perpendicularly and movably in a horizontal plane, in the center of which a welding head 21 with a flux hopper 22 and an electrode wire feed mechanism 23 is mounted on the knuckle 20, and an ultrasonic is mounted on the end surface of the horizontal support 18 sensor of a contactless automated one-coordinate tracking system for the position of the trolley relative to the electrode wire (conventionally not in the figures it turned out). A conductive tip 24 is fixed on the welding head 21 with a central hole, with an electrode wire brought out through it, and a rotary mounting rod 25 equipped with a mechanized drive, on which a laser pointer 26, a backlight of the joint 27, a video camera 29 and an optical-electronic proximity sensor 28 of the positioning system are fixed . The tractor is equipped with an electrode wire feed unit 30, which is a drum made with the possibility of free rotation, mounted on the back of a horizontal caliper on a bracket mounted on a U-shaped frame. The outputs of the ultrasonic sensor, video camera 28 and the optical-electronic proximity sensor 29 of the positioning system are connected to the measuring inputs 31, 32 and 33 of the control unit 34 of the tractor, and its power outputs 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43 , 44, 45 are connected to servomotors 5, 6, 7 and 8, gear motors 13 and 14, drives of horizontal and vertical calipers 18 and 19 of the positioning system of the welding head, as well as to welding head 21, laser pointer 26 and backlight 27. The control unit is based on an industrial controller equipped with Wireless Modules 46 for exchanging data with a remote control panel 47 tractor.

Промышленный контроллер может быть реализован в виде микропроцессорной системы, построенной на базе микроконтроллера, основанного на высокопроизводительном микропроцессорном ядре ARM7. В качестве такого микроконтроллера может использоваться, например, микросхема ARM7TDMI. Микроконтроллер содержит универсальные двунаправленные порты ввода-вывода, выполняющие основную или альтернативную функцию, 64 МБ SDRAM-памяти данных, 512 Кб FLASH-памяти программ, и может работать под управлением операционной системы Linux. Измерительный вход 31 блока управления может быть реализован посредством операционных усилителей, подключенных к линям многоканального аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера, а измерительные входы 32 и 33 в виде USB-портов. Силовые выходы могут быть реализованы в виде транзисторных ключей, подключенных к линиям портов ввода-вывода.An industrial controller can be implemented as a microprocessor system built on the basis of a microcontroller based on the high-performance ARM7 microprocessor core. As such a microcontroller, for example, an ARM7TDMI chip can be used. The microcontroller contains universal bi-directional I / O ports that perform the main or alternative function, 64 MB of SDRAM data memory, 512 KB of program FLASH memory, and can run under the Linux operating system. The measuring input 31 of the control unit can be implemented by means of operational amplifiers connected to the lines of a multi-channel analog-to-digital converter of the microcontroller, and the measuring inputs 32 and 33 in the form of USB ports. Power outputs can be implemented in the form of transistor switches connected to input / output port lines.

Блок управления 34 размещен в шкафу 48 на колесных опорах, установленном в удобном для оператора месте, и управляется с помощью пульта управления 47, снабженного сенсорным интерфейсом пользователя, выполненного с возможностью передачи команд и данных посредством беспроводного Ethernet-соединения по сети Wi-Fi на расстояние не менее 10 м. Шкаф снабжен встроенной основной управляющей сенсорной панелью 49, совмещенной с экраном видеонаблюдения 50, с помощью которой задаются параметры сварки и движения трактора. В процессе работы панель, как правило, не используется, большую часть времени управление происходит с помощью пульта управления 47.The control unit 34 is located in the cabinet 48 on wheel supports installed in a convenient place for the operator, and is controlled by the control panel 47, equipped with a touch user interface, configured to transmit commands and data via a wireless Ethernet connection over a Wi-Fi network over a distance at least 10 m. The cabinet is equipped with a built-in main control touch panel 49, combined with a video surveillance screen 50, with which the welding and tractor movement parameters are set. In the process, the panel is usually not used, most of the time control is carried out using the control panel 47.

Как было указано выше опоры 2 и 3 тележки 1 трактора снабжены устройствами ее удержания 9 и 10. В случае выполнения упомянутых устройств в виде постоянных магнитов, каждое из них может состоять из двух постоянных самариевых магнитов с рабочей температурой эксплуатации 300÷350°С, при этом каждый из них обладает магнитной силой, достаточной для удержания трактора при наличии воздушного зазора, достаточного для беспрепятственного прохождения трактора над сварочными стыками. Магниты для повышения безопасности устанавливают на опоры несимметрично, максимально близко к противоположным торцам опор 2 и 3.As mentioned above, the supports 2 and 3 of the tractor trolley 1 are equipped with devices for holding it 9 and 10. In the case of the execution of the aforementioned devices in the form of permanent magnets, each of them can consist of two permanent samarium magnets with an operating temperature of 300 ÷ 350 ° С, at Moreover, each of them has a magnetic force sufficient to hold the tractor in the presence of an air gap sufficient for the tractor to pass freely over the welding joints. Magnets to increase safety are mounted asymmetrically on the supports, as close as possible to the opposite ends of the supports 2 and 3.

Голономный сварочный трактор работает следующим образом.Holon welding tractor operates as follows.

Предварительно тележку 1, быстросъемный поворотный механизм 16 с вертикальной несущей стойкой 17 с суппортами и сварочной головкой, а также шкаф 48 с блоком управления 34 доставляют на производственную площадку, затем трактор собирают, устанавливая поворотный механизм 16 с вертикальной несущей стойкой 17 на центральной платформе 15. Затем посредством кабелей подключают измерительные устройства и исполнительные механизмы трактора к блоку управления, а сам трактор устанавливают на изделие. Далее с помощью пульта управления 47 выбирают параметры операции сварки, включая тип стыка - продольный (внутренний или наружный), поперечный (внутренний и наружный), кольцевой (внутренний и наружный) или угловой, а также форму разделки, параметры сварки и движения тележки. Затем проверяют наличие флюса и электродной проволоки, после чего начинают операцию сварки.Preliminary, the truck 1, the quick-detachable rotary mechanism 16 with a vertical support rack 17 with calipers and a welding head, as well as the cabinet 48 with the control unit 34 are delivered to the production site, then the tractor is assembled by installing the rotary mechanism 16 with the vertical support rack 17 on the central platform 15. Then, using the cables, the measuring devices and actuators of the tractor are connected to the control unit, and the tractor itself is installed on the product. Then, using the control panel 47, the parameters of the welding operation are selected, including the type of joint — longitudinal (internal or external), transverse (internal and external), annular (internal and external) or angular, as well as the shape of cutting, welding parameters and movement of the trolley. Then check the presence of flux and electrode wire, after which the welding operation is started.

При выполнении продольного шва сварочный трактор с транспортной тележки 51 перемещается на изделие. Затем оператор включает магнитное удержание и активирует управляющую программу блока управления. В соответствии с ней блок управления подает команды на исполнительные механизмы, в результате чего, с помощью привода 13, 14 устанавливается токоподводящий наконечник 24 на начало стыка (выводную планку) с помощью суппортов 18, 19 настраивается положение электрода (вылет - горизонталь). С помощью горизонтального и вертикального суппортов, сварочную головку 21 выдвигают на начало стыка, после чего активируют лазерную указку 26, подсветку стыка 27, датчики обратной связи и начинают процесс сварки. Во время сварки блок управления, получая сигналы от датчика 28, управляет суппортами 18, 19 и поддерживает постоянное положение электродной проволоки относительно стыка по горизонтали и вертикали. Получая сигналы от ультразвукового датчика, расположенного в горизонтальном суппорте, по изменению расстояния вследствие слежения за стыком, блок управления управляет серводвигателями 5, 6, 7 и 8 и поддерживает постоянное положение омниколесной тележки трактора относительно электродной проволоки. Датчик 28, снабженный узкополосным оптическим фильтром, пропускающим излучение лазерной метки, направленное под углом, автоматически анализирует положение стыка, непрерывно фиксирует изображение точки касания лазерной метки сварочного шва и передает его в блок управления 34. На основе получаемых телеметрических данных блок управления автоматически корректирует движение тележки 1 и положение сварочной головки 21, относительно сварочного шва. На фиг. 6 и 7 показан случай, когда расстояние сварочной головки 21 от поверхности изделия увеличено, и электродная проволока не касается изделия, при этом след лазера, фиксируемый с помощью датчика 28, смещен. Компенсируя это отклонение, блок управления с помощью вертикального суппорта 19 откорректирует положение сварочной головки 21, смещая ее вниз.When performing a longitudinal seam, the welding tractor from the transport trolley 51 moves to the product. Then the operator turns on the magnetic hold and activates the control program of the control unit. In accordance with it, the control unit gives commands to the actuators, as a result of which, with the help of the drive 13, 14, the current-supplying tip 24 is installed at the beginning of the joint (lead bar) using the calipers 18, 19 the position of the electrode is adjusted (offset - horizontal). Using horizontal and vertical calipers, the welding head 21 is advanced to the beginning of the joint, after which the laser pointer 26, the backlight of the joint 27, the feedback sensors are activated and the welding process begins. During welding, the control unit, receiving signals from the sensor 28, controls the calipers 18, 19 and maintains a constant position of the electrode wire relative to the joint horizontally and vertically. Receiving signals from an ultrasonic sensor located in a horizontal caliper, according to the distance change due to joint tracking, the control unit controls the servomotors 5, 6, 7 and 8 and maintains a constant position of the tractor omnichannel carriage relative to the electrode wire. The sensor 28, equipped with a narrow-band optical filter that transmits laser mark radiation directed at an angle, automatically analyzes the position of the joint, continuously captures the image of the touch point of the laser mark of the weld and transfers it to the control unit 34. Based on the received telemetry data, the control unit automatically corrects the movement of the trolley 1 and the position of the welding head 21, relative to the weld. In FIG. Figures 6 and 7 show the case where the distance of the welding head 21 from the surface of the product is increased and the electrode wire does not touch the product, while the laser trace detected by the sensor 28 is offset. Compensating for this deviation, the control unit will use the vertical support 19 to correct the position of the welding head 21, shifting it down.

При выполнении кольцевого внутреннего шва магнитное удержание не используется. Оператор аналогично рассмотренному выше процессу выполнения продольного шва выбирает тип стыка и вводит в блок управления 34 с помощью пульта управления 47 параметры сварки, далее задает длину перемещения от торца до стыка, затем поворачивает монтажную штангу 25 на 90°. Трактор перемещается к стыку на максимальную длину, которую позволяют сварочные кабеля и кабеля управления. Перемещение трактора контролируется оператором с помощью видеокамеры 29, после попадания стыка в объектив видеокамеры оператор вручную с помощью пульта управления 47 позиционирует сварочную головку 21 на стык. После начала сварки для позиционирования положения электродной проволоки применяется линейный горизонтальный зубчато-реечный привод 13,14 тележки и вертикальный суппорт 19.When making an annular inner seam, magnetic retention is not used. The operator, similar to the above process for performing a longitudinal seam, selects the type of joint and enters the welding parameters into the control unit 34 using the control panel 47, then sets the length of movement from the end to the joint, then rotates the mounting rod 25 90 °. The tractor moves to the joint to the maximum length that the welding cable and control cable allow. The movement of the tractor is controlled by the operator using the camcorder 29, after the junction in the lens of the camcorder, the operator manually positions the welding head 21 on the joint using the control panel 47. After the start of welding, a linear horizontal gear rack drive 13.14 of the trolley and a vertical support 19 are used to position the position of the electrode wire.

При выполнении наружного кольцевого шва выполняются операции аналогичные рассмотренным выше. Отличие состоит в применении магнитного удержания тележки с помощью устройств 9 и 10, а также дополнительном использовании горизонтального суппорта 18 для смещения трактора относительно зенита.When performing the outer circumferential seam, operations similar to those described above are performed. The difference lies in the use of magnetic retention of the trolley using devices 9 and 10, as well as the additional use of a horizontal caliper 18 to move the tractor relative to the zenith.

Claims (8)

1. Голономный сварочный трактор, содержащий тележку, состоящую из первой и второй горизонтальных опор, соединенных П-образной рамой и выполненных с возможностью поворота относительно их продольных осей, при этом на торцах каждой из опор установлены серводвигатели с редукторами, на выходных валах которых установлены омниколеса, отличающийся тем, что на опорах закреплены устройства удержания, в центре платформы установлен быстросъемный поворотный механизм с установленной в нем вертикальной несущей стойкой, выполненной с возможностью поворота, на которой закреплен горизонтальный суппорт системы позиционирования сварочной головки, при этом на упомянутом суппорте перпендикулярно и подвижно в горизонтальной плоскости установлен вертикальный суппорт системы позиционирования сварочной головки, в центре которого на поворотном кулаке установлена сварочная головка с флюсовым бункером и механизмом подачи электродной проволоки, а на торцевой поверхности горизонтального суппорта установлен ультразвуковой датчик системы бесконтактного автоматизированного однокоординатного слежения, причем на сварочной головке закреплен токопроводящий наконечник с центральным отверстием с выведенной через него электродной проволокой и с возможностью поворота в горизонтальной плоскости поворотная монтажная штанга с механизированным приводом, на которой закреплены лазерная указка, подсветка стыка, видеокамера и оптико-электронный бесконтактный датчик системы позиционирования, при этом трактор снабжен узлом подачи электродной проволоки в виде барабана, выполненного с возможностью свободного вращения, установленного сзади горизонтального суппорта на кронштейне, закрепленном на П-образной раме, причем выходы ультразвукового датчика, видеокамеры и оптико-электронного бесконтактного датчика системы позиционирования подключены к измерительным входам блока управления трактором, а его силовые выходы подключены к серводвигателям, мотор-редукторам, приводам горизонтального и вертикального суппортов системы позиционирования сварочной головки, к сварочной головке, лазерной указке и подсветке стыка.1. Holonomic welding tractor containing a trolley consisting of first and second horizontal supports connected by a U-shaped frame and made to rotate relative to their longitudinal axes, while at the ends of each of the supports are mounted servomotors with gearboxes, on the output shafts of which omnicoles are mounted characterized in that the restraints are fixed on the supports, in the center of the platform there is a quick-detachable swivel mechanism with a vertical support rack installed in it, configured to a gate on which a horizontal support of the welding head positioning system is fixed, while on the said support a vertical support of the welding head positioning system is installed perpendicularly and movably in a horizontal plane, in the center of which a welding head with a flux hopper and an electrode wire feed mechanism is mounted on the knuckle, and On the end surface of the horizontal caliper, an ultrasonic sensor of the contactless automated one-coordinate system is installed tracking, and on the welding head there is a conductive tip with a central hole with an electrode wire brought out through it and with the possibility of rotation in the horizontal plane, a rotatable mounting rod with a mechanized drive, on which a laser pointer, a joint illumination, a video camera and an optical-electronic proximity sensor of the system are fixed positioning, while the tractor is equipped with an electrode wire feed unit in the form of a drum made with the possibility of free rotation, is installed rear horizontal support on a bracket mounted on a U-shaped frame, and the outputs of the ultrasonic sensor, video camera and optical-electronic proximity sensor of the positioning system are connected to the measuring inputs of the tractor control unit, and its power outputs are connected to servomotors, gear motors, horizontal drives and vertical calipers for the positioning system of the welding head, to the welding head, laser pointer and the illumination of the joint. 2. Голономный сварочный трактор по п. 1, отличающийся тем, что устройства удержания тележки выполнены в виде электромагнитов.2. Holon welding tractor according to claim 1, characterized in that the trolley holding device is made in the form of electromagnets. 3. Голономный сварочный трактор по п. 1, отличающийся тем, что устройства удержания тележки выполнены в виде постоянных магнитов.3. Holon welding tractor according to claim 1, characterized in that the trolley holding devices are made in the form of permanent magnets. 4. Голономный сварочный трактор по п. 1, отличающийся тем, что устройства удержания тележки выполнены в виде вакуумных присосок.4. The holonomic welding tractor according to claim 1, characterized in that the retention devices of the trolley are made in the form of vacuum suction cups. 5. Голономный сварочный трактор по п. 1, отличающийся тем, что вертикальная несущая стойка выполнена с возможностью поворота на 180°.5. Holon welding tractor according to claim 1, characterized in that the vertical support column is made with the possibility of rotation through 180 °. 6. Голономный сварочный трактор по п. 1, отличающийся тем, что горизонтальный суппорт системы позиционирования выполнен с возможностью хода 200 мм.6. Holon welding tractor according to claim 1, characterized in that the horizontal support of the positioning system is made with a stroke of 200 mm. 7. Голономный сварочный трактор по п. 1, отличающийся тем, что вертикальный суппорт системы позиционирования выполнен с возможностью хода 200 мм.7. Holon welding tractor according to claim 1, characterized in that the vertical support of the positioning system is made with a stroke of 200 mm. 8. Голономный сварочный трактор по п. 1, отличающийся тем, что механизированный привод монтажной штанги выполнен с возможностью поворота в горизонтальной плоскости на угол 90°.8. Holon welding tractor according to claim 1, characterized in that the mechanized drive of the mounting rod is rotatable in a horizontal plane at an angle of 90 °.
RU2018123734A 2018-06-29 2018-06-29 Holonomic welding tractor RU2698015C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018123734A RU2698015C1 (en) 2018-06-29 2018-06-29 Holonomic welding tractor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018123734A RU2698015C1 (en) 2018-06-29 2018-06-29 Holonomic welding tractor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2698015C1 true RU2698015C1 (en) 2019-08-21

Family

ID=67733813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018123734A RU2698015C1 (en) 2018-06-29 2018-06-29 Holonomic welding tractor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2698015C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2752349C1 (en) * 2020-09-23 2021-07-26 Дмитрий Сергеевич Кудияров Automated moving machine

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000073774A1 (en) * 1999-06-01 2000-12-07 Bechtel Bwxt Idaho, Llc Apparatus for the concurrent inspection of partially completed welds
US20040026390A1 (en) * 2000-10-16 2004-02-12 Akihiro Kondo Copying welding equipment
RU2278769C2 (en) * 2004-08-03 2006-06-27 Открытое акционерное общество "Электростальский завод тяжелого машиностроения" (ОАО "ЭЗТМ") Tube thermal cutting apparatus
RU2312745C2 (en) * 2002-04-05 2007-12-20 Вольво Аэро Корпорейшн Method and apparatus for inspecting welding zone, system and method for controlling welding process
RU2548842C1 (en) * 2013-12-05 2015-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Центр лазерных технологий", ООО "ЦЛТ" Arc-laser module for orbital welding of fixed ring pipe joints
CN205888398U (en) * 2016-07-07 2017-01-18 杭州余杭獐山钢瓶有限公司 Steel bottle welding welding seam tracking system
US20170257014A1 (en) * 2016-03-02 2017-09-07 Etel S.A. Sliding linear bearing having a small angular error
CN207255684U (en) * 2017-08-11 2018-04-20 宁夏共享机床辅机有限公司 The linear bearing and guide rail of a kind of machine tool protective device
CN207431585U (en) * 2017-11-24 2018-06-01 舟山技师学院(筹) A kind of multi-joint Ship Welding robot

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000073774A1 (en) * 1999-06-01 2000-12-07 Bechtel Bwxt Idaho, Llc Apparatus for the concurrent inspection of partially completed welds
US20040026390A1 (en) * 2000-10-16 2004-02-12 Akihiro Kondo Copying welding equipment
RU2312745C2 (en) * 2002-04-05 2007-12-20 Вольво Аэро Корпорейшн Method and apparatus for inspecting welding zone, system and method for controlling welding process
RU2278769C2 (en) * 2004-08-03 2006-06-27 Открытое акционерное общество "Электростальский завод тяжелого машиностроения" (ОАО "ЭЗТМ") Tube thermal cutting apparatus
RU2548842C1 (en) * 2013-12-05 2015-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Центр лазерных технологий", ООО "ЦЛТ" Arc-laser module for orbital welding of fixed ring pipe joints
US20170257014A1 (en) * 2016-03-02 2017-09-07 Etel S.A. Sliding linear bearing having a small angular error
CN205888398U (en) * 2016-07-07 2017-01-18 杭州余杭獐山钢瓶有限公司 Steel bottle welding welding seam tracking system
CN207255684U (en) * 2017-08-11 2018-04-20 宁夏共享机床辅机有限公司 The linear bearing and guide rail of a kind of machine tool protective device
CN207431585U (en) * 2017-11-24 2018-06-01 舟山技师学院(筹) A kind of multi-joint Ship Welding robot

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2752349C1 (en) * 2020-09-23 2021-07-26 Дмитрий Сергеевич Кудияров Automated moving machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10040141B2 (en) Laser controlled internal welding machine for a pipeline
CN105033419B (en) Movable welding robot device based on weld pool image weld seam tracking
CN206779658U (en) Stereoscopic vision laser aiming robot welding system
CN102672315B (en) Autonomous mobile double-sided double-arc welding robot system
CN103990893B (en) Mechanical type welding seam tracking device
US4851639A (en) Apparatus for automatically welding cylindrical vessel
CN204449721U (en) A kind of cylindrical part automatic soldering device
CN204470838U (en) A kind of welding robot control system
CN102689100A (en) Autonomous mobile robot system for plasma metal-inert-gas (MIG) composite welding
CN105945501B (en) A kind of pipe fitting angle welding equipment
CN102922190A (en) Welding trolley
CN104959714A (en) Four-head gantry welding machine for crane beam and control method
CN110695574B (en) Automatic welding robot for metal corrugated pipe
CN202667878U (en) Pipe mould running wheel automatic surfacing welding machine
CN111906418A (en) Automatic welding device and welding method for exterior of sugar-making evaporation tank
CN106271168B (en) A kind of corner post of container robot welding system
RU2698015C1 (en) Holonomic welding tractor
CN113664416A (en) Automatic welding machine and welding method for steel structural member
KR101525217B1 (en) Self control driving steel pipe welding equipment by weld line tracking
KR100743906B1 (en) Auto carriage for minimizing non-welding region and welding method thereof
CN106270931A (en) A kind of steel structure intelligent and high-efficiency multi-wire submerged-arc welding production line
CN102756198B (en) Automatic welding device for longitudinal joint of heavy-caliber elbow
JP2020509935A (en) Manufacturing system and method for boiler tube with synchronous rotation of tube related to automatic welding
KR20120103429A (en) Learning type automatic welding device of pipes
CN207668767U (en) Device for the swash plate in welded tank case