RU2660468C1

RU2660468C1 - Aluminum panels with fins automatic assembling and welding installation and method

Info

Publication number: RU2660468C1
Application number: RU2017116798A
Authority: RU
Inventors: Николай Павлович Алёшин; Виктор Васильевич Бровко; Михаил Владимирович Григорьев; Алексей Аркадьевич Кочевалов; Олег Александрович Преображенский; Евгений Сергеевич Третьяков
Priority date: 2017-05-15
Filing date: 2017-05-15
Publication date: 2018-07-06

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: inventions relate to the aluminum panels with fins automatic assembling and welding installation and method. Installation includes frame, frame movement in the horizontal and vertical directions automatic mechanism, automatic welding head, the fin feed automatic mechanism and the fin fastening automatic mechanism. Automatic welding head working tool axis of symmetry and the welded edge axis of symmetry are located in one vertical plane. Frame with the aluminum panel secured thereto are installed outside the working welding zone on the frame automatic movement mechanism, and clamped in the row of fasteners fin is fed the into the working weld zone. Performing the frame movement so, that to align the line on the aluminum panel, where it is necessary to weld in the fin, with the automatic welding head movement path. Lowering the frame down to the position, at which the fastened to the frame aluminum panel fits snugly against the fin upper surface. Performing the fin welding to the aluminum panel.

EFFECT: increase in the aluminum panels with fin automatic welding efficiency, improvement in the assembly and welding quality due to reduced deformations during welding.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретения относятся к области автоматической сварки, в частности к автоматической сварке алюминиевых панелей с ребрами, и могут использоваться в различных отраслях машиностроения, например, для изготовления панелей и профилей, используемых в мостах, судах и металлических конструкциях.The invention relates to the field of automatic welding, in particular to the automatic welding of aluminum panels with ribs, and can be used in various industries, for example, for the manufacture of panels and profiles used in bridges, ships and metal structures.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения, относящегося к установке, является установка для изготовления высокопрочных длинномерных ребристых панелей, содержащая стенд, включающий две разнесенные стойки, размещенную между ними опорную плиту для установки и закрепления на ней настильного листа, механизм ориентированного закрепления и растягивания на рабочей позиции настильного листа ребра жесткости силовым агрегатом, а также перемещающийся относительно стенда портал, имеющий сварочные головки и вращающийся ролик, взаимодействующий с верхним краем ребра жесткости и предназначенный для его стабилизации. Стенд снабжен двумя узлами создания регулируемого зазора между настильным листом и ребром жесткости с возможностью его вертикального перемещения, а перемещающийся портал при этом снабжен дополнительным таким же вращающимся роликом, причем оба вращающихся ролика смонтированы на каретке корпуса подвижного портала перед сварочными головками с возможностью их контактирования с ребром жесткости без приложения усилий, препятствуя его смещению по вертикали вверх. Механизм ориентированного закрепления и растягивания ребра жесткости силовым агрегатом представляет собой два держателя с захватами, причем один из них подвижно закреплен на одной из стоек, а другой держатель смонтирован с возможностью осевого перемещения относительно своей стойки и имеет на одном конце захват, а вторым концом соединен со штоком силового гидроагрегата (см. патент на полезную модель RU 157025, МПК В21С 37/00, B23K 31/02, Е21В 37/04, опубл. 20.11.2015).The closest analogue of the claimed invention related to the installation is an installation for manufacturing high-strength long-length ribbed panels, comprising a stand including two spaced racks, a support plate placed between them for installing and securing a floor sheet thereon, an oriented fixing and stretching mechanism at a working position of the floor stiffener sheet by the power unit, as well as a portal moving relative to the stand, having welding heads and a rotating roller, Stabilizing with the upper edge of the stiffener and intended for its stabilization. The stand is equipped with two nodes for creating an adjustable gap between the flooring sheet and the stiffener with the possibility of vertical movement, and the moving portal is provided with an additional same rotating roller, both rotating rollers mounted on the carriage of the movable portal housing in front of the welding heads with the possibility of contacting with the edge stiffness without applying force, preventing it from moving vertically up. The mechanism of oriented fixing and stretching of the stiffening ribs by the power unit consists of two holders with grippers, one of which is movably mounted on one of the racks, and the other holder is mounted with the possibility of axial movement relative to its rack and has a gripper at one end, and is connected to the other end with the stock of a hydraulic power unit (see patent for utility model RU 157025, IPC В21С 37/00, B23K 31/02, ЕВВ 37/04, published on November 20, 2015).

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения, относящегося к способу, является техническое решение, раскрытое в описании к упомянутому выше патенту (RU 157025), в котором на опорную плиту стенда помещают настильный лист, закрепляют прижимами, а в захваты с помощью фиксаторов ответных технологических отверстий и отверстий траверс устанавливают ребро жесткости на рабочую позицию настильного листа с образованием предварительного зазора между ними. Поперечное положение ребра жесткости относительно настильного листа выравнивают смещением траверс по направляющим штангам, после чего, узлами вращая болты, регулируют величину зазора. После включения гидроцилиндра передаваемое им под углом усилие растягивает верхнюю кромку ребра жесткости, а в нижней его части создает сжимающие напряжения. Осуществив растяжение ребра, включают самоходный портал с двусторонними сварочными головками и двумя вращающимися роликами, которые подводят к верхней кромке ребра жесткости, препятствуя перемещению его вверх. Портал, перемещаясь вдоль стенда по направляющим, осуществляет автоматически сварку ребра по всей его толщине и на всю имеющуюся длину. После окончания сварки портал отводится в исходное положение, а готовая ребристая панель демонтируется из стенда и цикл повторяется вновь.The closest analogue of the claimed invention related to the method is the technical solution disclosed in the description of the aforementioned patent (RU 157025), in which a flooring sheet is placed on the base plate of the stand, secured with clamps, and in the grips with latches of the response technological holes and openings traverse set the stiffener to the working position of the flooring sheet with the formation of a preliminary gap between them. The transverse position of the stiffening ribs relative to the flooring sheet is leveled by shifting the traverses along the guide rods, after which, by rotating the bolts in knots, the gap is adjusted. After turning on the hydraulic cylinder, the force transmitted to it at an angle stretches the upper edge of the stiffener, and creates compressive stresses in its lower part. Having stretched the ribs, they include a self-propelled portal with two-sided welding heads and two rotating rollers, which lead to the upper edge of the stiffener, preventing it from moving up. The portal, moving along the bench along the guides, automatically welds the rib along its entire thickness and the entire available length. After welding, the portal is retracted to its original position, and the finished ribbed panel is removed from the stand and the cycle repeats again.

Недостатком упомянутого выше технического решения (RU 157025) является то, что описанные в нем установка и способ имеют низкую эффективность, обусловленную тем, что сварка выполняется со стороны ребра, а не со стороны листа панели. Тип сварного соединения тавровый и для него требуется применение присадочного материала для формирования сварного шва, что снижает производительность процесса и увеличивает деформации при сварке. При сварке алюминий деформируется намного больше по сравнению с конструкционной сталью, так как коэффициент термического расширения алюминия выше в 3 раза, чем у стали.The disadvantage of the above technical solution (RU 157025) is that the installation and method described therein have low efficiency, due to the fact that welding is performed on the side of the rib, and not on the side of the sheet of the panel. The type of weld is T-shaped and it requires the use of filler material to form the weld, which reduces the productivity of the process and increases the deformation during welding. During welding, aluminum is deformed much more compared to structural steel, since the coefficient of thermal expansion of aluminum is 3 times higher than that of steel.

Задачей, на решение которой направлены заявленные изобретения, является обеспечение качественной и точной автоматической сборки и сварки длинномерных алюминиевых панелей с ребрами.The task to which the claimed inventions are directed is to ensure high-quality and accurate automatic assembly and welding of long aluminum panels with ribs.

Техническим результатом заявленных изобретений является повышение эффективности автоматической сварки алюминиевой панели с ребром за счет повышения производительности, качества сборки и сварки, уменьшения деформации при сварке.The technical result of the claimed inventions is to increase the efficiency of automatic welding of an aluminum panel with an edge by increasing productivity, build quality and welding, reducing deformation during welding.

Технический результат обеспечивается тем, что установка автоматической сборки и сварки алюминиевых панелей с ребрами, содержащая раму для крепления алюминиевой панели, сварочную головку, установленную с возможностью перемещения по горизонтальной направляющей сварочного портала, и механизмы подачи и крепления ребра, снабжена механизмом горизонтального и вертикального перемещения рамы, выполненным в виде рольганга, состоящего из двух параллельных горизонтальных элементов, расположенных на вертикальных опорах, выполненных с возможностью регулирования их высоты, в верхней части горизонтальных элементов расположены ряды роликов, на которые опирается рама своими поперечными сторонами, причем механизм крепления ребра выполнен в виде ряда фиксаторов, расположенного параллельно продольным сторонам рамы, при этом сварочная головка расположена в одной вертикальной плоскости с привариваемым ребром, установленным в механизме подачи.The technical result is ensured by the fact that the installation of automatic assembly and welding of aluminum panels with ribs, comprising a frame for fastening an aluminum panel, a welding head mounted to move along the horizontal guide of the welding portal, and feed and fastening mechanisms for the ribs, is equipped with a mechanism for horizontal and vertical movement of the frame made in the form of a roller table consisting of two parallel horizontal elements located on vertical supports, made with possibly By adjusting their height, in the upper part of the horizontal elements there are rows of rollers on which the frame rests with its transverse sides, and the rib fastening mechanism is made in the form of a series of clamps located parallel to the longitudinal sides of the frame, while the welding head is located in the same vertical plane with the welded rib installed in the feed mechanism.

Технический результат обеспечивается тем, что в способе автоматической сборки и сварки алюминиевых панелей с ребрами, включающем в себя размещение панели на раме, сборку панели с ребром и сварку, раму с закрепленной на ней алюминиевой панелью устанавливают вне рабочей зоны сварки на механизм горизонтального и вертикального перемещения рамы, после чего в рабочую зону сварки подают ребро, которое зажимают в ряде фиксаторов таким образом, чтобы ребро и сварочная головка располагались в одной вертикальной плоскости, далее поднимают раму вверх и осуществляют перемещение рамы в горизонтальной плоскости, при этом упомянутое перемещение осуществляют таким образом, чтобы совместить линию на алюминиевой панели, где необходимо приварить ребро, с траекторией движения автоматической сварочной головки, затем раму опускают вниз до положения, при котором закрепленная на раме алюминиевая панель плотно прилегает к верхней поверхности ребра, после чего производят сварку ребра с алюминиевой панелью, а затем разжимают фиксаторы, раму поднимают вверх и осуществляют ее горизонтальное перемещение вне зоны сварки, после чего опускают раму вниз, а в рабочую зону сварки подают следующее ребро для сварки с алюминиевой панелью.The technical result is ensured by the fact that in the method of automatic assembly and welding of aluminum panels with ribs, including placing the panel on the frame, assembling the panel with the rib and welding, a frame with an aluminum panel fixed to it is installed outside the welding zone on the horizontal and vertical movement mechanism frames, after which a rib is fed into the welding working zone, which is clamped in a number of clamps so that the rib and welding head are located in the same vertical plane, then the cc frame is raised px and carry out the movement of the frame in a horizontal plane, while the said movement is carried out in such a way as to align the line on the aluminum panel where the rib is to be welded with the path of the automatic welding head, then the frame is lowered down to the position at which the aluminum panel fixed to the frame fits snugly to the upper surface of the rib, after which the ribs are welded with an aluminum panel, and then the clamps are opened, the frame is lifted up and horizontal emeschenie is welded zone, after which the frame is lowered down, and the working area is supplied next welding rib for welding aluminum panel.

Заявленные изобретения обеспечивают уменьшение деформации ребра при сварке за счет жесткой фиксации ребра посредством механизма крепления ребра, выполненного в виде ряда фиксаторов, расположенного под рамой параллельно ее продольным сторонам.The claimed invention provides a reduction in the deformation of the ribs during welding due to the rigid fixation of the ribs by means of the ribs fastening mechanism, made in the form of a series of clamps located under the frame parallel to its longitudinal sides.

При выполнении механизма крепления ребра в виде ряда фиксаторов, расположенного параллельно продольным сторонам рамы, обеспечивается возможность расположения сварочной ванны в нижнем положении, что значительно улучшает качество и стабильность формирования сварного шва. При этом сварку можно проводить на очень высокой скорости, не опасаясь недостаточного формирования сварного шва, так как применение присадочного материала не требуется.When performing the mechanism of mounting the ribs in the form of a series of clamps located parallel to the longitudinal sides of the frame, it is possible to position the weld pool in the lower position, which significantly improves the quality and stability of the formation of the weld. In this case, welding can be carried out at a very high speed, without fear of insufficient formation of the weld, since the use of filler material is not required.

Сущность предлагаемых изобретений поясняется чертежом.The essence of the invention is illustrated in the drawing.

На фиг. 1 показана общая схема установки (вид спереди).In FIG. 1 shows a general installation diagram (front view).

На фиг. 2 показан вид сбоку установки.In FIG. 2 shows a side view of the installation.

На фиг. 3 показан механизм подачи ребра.In FIG. 3 shows a rib feed mechanism.

Установка автоматической сборки и сварки алюминиевых панелей с ребрами содержит раму 1 для крепления алюминиевой панели 2, автоматический механизм 3 перемещения рамы 1, обеспечивающий горизонтальное и вертикальное перемещение рамы, автоматическую сварочную головку 4, установленную на сварочном портале 5, снабженном горизонтальной направляющей 6 для перемещения автоматической сварочной головки 4, автоматический механизм подачи 7 ребра 8 и автоматический механизм крепления 9 ребра 8.Installation of automatic assembly and welding of aluminum panels with ribs contains a frame 1 for mounting an aluminum panel 2, an automatic mechanism 3 for moving the frame 1, providing horizontal and vertical movement of the frame, an automatic welding head 4 mounted on the welding portal 5, equipped with a horizontal guide 6 for moving the automatic welding head 4, automatic feed mechanism 7 ribs 8 and automatic fastening mechanism 9 ribs 8.

Автоматическая сварочная головка 4 установлена на сварочном портале 5 и имеет возможность перемещения по горизонтальной направляющей 6. Рама 1 имеет расположенные по ее периметру крепежные элементы для закрепления на ней алюминиевой панели 2.An automatic welding head 4 is mounted on the welding portal 5 and can be moved along the horizontal guide 6. The frame 1 has fasteners located along its perimeter for fixing an aluminum panel 2 on it.

Между поперечными сторонами рамы 1 расположены вертикальные, параллельные друг другу опорные стойки 10.Between the transverse sides of the frame 1 are vertical, parallel to each other, support pillars 10.

Автоматический механизм 3 перемещения рамы 1 представляет собой рольганг в виде двух параллельных горизонтальных элементов 11, расположенных на вертикальных опорах 12.The automatic mechanism 3 for moving the frame 1 is a roller table in the form of two parallel horizontal elements 11 located on the vertical supports 12.

Автоматический механизм 3 перемещения рамы обеспечивает горизонтальное и вертикальное перемещение рамы. В верхней части горизонтальных элементов 11 установлены горизонтальные ряды роликов 13, обеспечивающих перемещение по ним рамы 1 в горизонтальной плоскости. Вертикальные опоры 12 снабжены механизмом изменения их высоты, что обеспечивает вертикальное перемещение горизонтальных элементов 11.The automatic mechanism 3 for moving the frame provides horizontal and vertical movement of the frame. In the upper part of the horizontal elements 11, horizontal rows of rollers 13 are installed, providing movement of the frames 1 in a horizontal plane along them. Vertical supports 12 are equipped with a mechanism for changing their height, which ensures vertical movement of the horizontal elements 11.

Горизонтальные элементы 11 могут иметь два стационарных положения: нижнее - в процессе автоматической сборки и сварки алюминиевой панели с ребрами, и верхнее - при перемещении рамы из нерабочей зоны в рабочую зону сварки и обратно. Рама 1 опирается на ряды роликов 13 горизонтальных элементов 11 своими поперечными сторонами.The horizontal elements 11 can have two stationary positions: the lower one - during the automatic assembly and welding of the aluminum panel with ribs, and the upper one - when moving the frame from the non-working zone to the welding working zone and vice versa. The frame 1 rests on the rows of rollers 13 of the horizontal elements 11 with its transverse sides.

Автоматический механизм подачи 7 ребра 8 расположен с одной из поперечных сторон рамы 1 параллельно ее продольным сторонам.An automatic feed mechanism 7 of the rib 8 is located on one of the transverse sides of the frame 1 parallel to its longitudinal sides.

Автоматический механизм крепления 9 ребра 8 представляет собой ряд фиксаторов, выполненных в виде клещевых зажимов 14. Ряд фиксаторов расположен параллельно продольным сторонам рамы.The automatic fastening mechanism 9 of the rib 8 is a series of clamps made in the form of tick clamps 14. A number of clamps are located parallel to the longitudinal sides of the frame.

Линия, по которой движется в процессе сварки сварочная головка 4 (ось симметрии сварного шва), ось симметрии ребра 8 при его установке в автоматическом механизме подачи 7 и оси симметрии каждого клещевого зажима 14 находятся в одной вертикальной плоскости.The line along which the welding head 4 (the axis of symmetry of the weld seam) moves during the welding process, the axis of symmetry of the rib 8 when it is installed in the automatic feed mechanism 7 and the axis of symmetry of each clamp clamp 14 are in the same vertical plane.

Установка может быть дополнительно оснащена различного рода дополнительными устройствами, повышающими качество алюминиевой панели в целом. Например, на механизме подачи ребра без ущерба для производительности линии дополнительно могут быть установлены: устройство правки ребра, устройство очистки кромки ребра и т.д.The installation can be additionally equipped with various additional devices that improve the quality of the aluminum panel as a whole. For example, on the rib feed mechanism without sacrificing line performance, additionally can be installed: rib dressing device, rib edge cleaning device, etc.

На установке автоматической сборки и сварки длинномерных алюминиевых панелей с ребрами реализуется способ автоматической сборки и сварки длинномерных алюминиевых панелей с ребрами.At the installation of automatic assembly and welding of long aluminum panels with ribs, a method for automatic assembly and welding of long aluminum panels with ribs is implemented.

Способ автоматической сборки и сварки длинномерных алюминиевых панелей с ребрами осуществляется следующим образом.The method of automatic assembly and welding of long aluminum panels with ribs is as follows.

Раму 1 устанавливают на опущенные вниз горизонтальные элементы 11 автоматического механизма перемещения рамы, таким образом, что рама 1 находится вне зоны сварки, а именно в крайне левом (нерабочем) положении.The frame 1 is installed on the horizontal elements 11 of the automatic mechanism for moving the frame, which are lowered down, so that the frame 1 is located outside the welding zone, namely in the extreme left (inoperative) position.

На раму сверху крепят алюминиевую панель 2. При помощи автоматического механизма подачи 7 ребра 8 осуществляют подачу ребра в рабочую зону сварки, где ребро 8 размещают между губками клещевых зажимов 14 автоматического механизма крепления 9 ребра 8. Таким образом, происходит фиксация ребра 8 клещевыми зажимами 14, при этом ось ребра 8 и ось симметрии рабочего инструмента автоматической сварочной головки 4 располагаются в одной вертикальной плоскости.An aluminum panel 2 is mounted on top of the frame. Using an automatic feeder 7 ribs 8, the ribs are fed into the welding working zone, where the ribs 8 are placed between the lips of the clamp clamps 14 of the automatic fastening mechanism 9 of the ribs 8. Thus, the ribs 8 are fixed with the tongs 14 while the axis of the ribs 8 and the axis of symmetry of the working tool of the automatic welding head 4 are located in one vertical plane.

Далее при помощи механизма изменения высоты вертикальных опор 12 горизонтальные элементы 11 вместе с рамой 1 и закрепленной на ней панелью 2 поднимаются в верхнее положение.Further, using the mechanism for changing the height of the vertical supports 12, the horizontal elements 11, together with the frame 1 and the panel 2 fixed on it, are raised to the upper position.

Перемещают раму 1 в горизонтальной плоскости посредством цилиндрических роликов 13 в рабочую зону сварки. Это перемещение осуществляют таким образом, чтобы совместилась линия на алюминиевой панели 2, где необходимо приварить ребро 8, с траекторией, по которой будет двигаться автоматическая сварочная головка 4.The frame 1 is moved in the horizontal plane by means of cylindrical rollers 13 into the working area of the welding. This movement is carried out in such a way that the line on the aluminum panel 2 is aligned, where it is necessary to weld the rib 8, with the path along which the automatic welding head 4 will move.

Затем посредством механизма изменения высоты вертикальных опор 12 горизонтальные элементы 11 опускают в нижнее положение, при этом рама 1 ложится на опорные стойки 10, а закрепленная на раме алюминиевая панель 2 плотно прилегает к верхней поверхности ребра 8, зафиксированного в клещевых зажимах 14.Then, by means of a mechanism for changing the height of the vertical supports 12, the horizontal elements 11 are lowered to the lower position, while the frame 1 rests on the support posts 10, and the aluminum panel 2 mounted on the frame fits snugly against the upper surface of the rib 8 fixed in the clamp clips 14.

Автоматическая сварочная головка 4, перемещается по направляющей 6 и производится сварка ребра 8 с алюминиевой панелью 2. По завершению процесса сварки сварочную головку выводят за габариты рамы.The automatic welding head 4 moves along the guide 6 and welding of the rib 8 with the aluminum panel 2 is performed. Upon completion of the welding process, the welding head is taken out of the frame dimensions.

Далее разжимают клещевые зажимы 14, а с помощью автоматического механизма перемещения 3 раму 1 поднимают вверх до освобождения приваренного ребра из автоматического механизма крепления 9. После чего раму 1 перемещают в горизонтальном направлении в крайнее левое (нерабочее) положение и опускают вниз. Затем с помощью автоматического механизма подачи 7 подают следующее ребро и фиксируют его в автоматическом механизме крепления 9.Next, the clamp clamps 14 are unclenched, and using the automatic movement mechanism 3, the frame 1 is lifted up until the welded rib is released from the automatic fastening mechanism 9. After that, the frame 1 is moved horizontally to the left (inoperative) position and lowered down. Then, using the automatic feed mechanism 7 serves the next rib and fix it in the automatic mounting mechanism 9.

Автоматический механизм перемещения 3 производит подъем, горизонтальное перемещение до заданной позиции и опускание рамы 1 с алюминиевой панелью 2 на опорные стойки 10. Процесс сварки повторяется.The automatic movement mechanism 3 makes the rise, horizontal movement to a predetermined position and lowering the frame 1 with the aluminum panel 2 to the support posts 10. The welding process is repeated.

Заявленные установка и способ автоматической сборки и сварки длинномерных алюминиевых панелей с ребрами обеспечивают чрезвычайно простой, легкий и производительный процесс автоматической сварки алюминиевой панели с ребрами без деформации ребра.The claimed installation and method for the automatic assembly and welding of long aluminum panels with ribs provide an extremely simple, easy and productive process of automatic welding of an aluminum panel with ribs without deformation of the ribs.

Claims

1. Installation of automatic assembly and welding of aluminum panels with ribs, containing a frame for mounting an aluminum panel, a welding head mounted to move along the horizontal guide of the welding portal, and feeders and fastening ribs, characterized in that it is equipped with a horizontal and vertical movement mechanism a frame made in the form of a roller table consisting of two parallel horizontal elements located on vertical supports made with the possibility of regulation their heights, in the upper part of the horizontal elements there are rows of rollers on which the frame rests with its transverse sides, and the rib fastening mechanism is made in the form of a series of clamps located parallel to the longitudinal sides of the frame.

2. A method for the automatic assembly and welding of aluminum panels with ribs, including placing the panel on the frame, assembling the panel with a rib and welding, characterized in that the frame with an aluminum panel mounted on it is installed outside the welding zone on the mechanism for horizontal and vertical movement of the frame then a rib is fed into the welding working zone, which is clamped in a series of clamps so that the rib and welding head are located in the same vertical plane, then the frame is lifted up and moved the frame is in a horizontal plane, while the mentioned movement is carried out in such a way as to align the line on the aluminum panel on which the rib is to be welded with the path of the automatic welding head, then lower the frame to the position where the aluminum panel fixed to the frame fits snugly to the upper surface of the rib, after which the ribs are welded with an aluminum panel, and then the clamps are opened, the frame is lifted up and it is moved horizontally out of the zone cooking, after which the frame is lowered down, and the working area is supplied next welding rib for welding aluminum panel.