发布时间 : 星期六 文章台式焊接回转台设计与总成 - 图文更新完毕开始阅读01640701e87101f69e31952d
西南科技大学本科生毕业论文
图1—6 焊接变位机
（左图：双座式焊接变位机作业 右图：小型焊接变位机）
1.2.4 焊接变位机械的新发展 A 上车架总成同步空间定轨迹翻转机
CAT系列履带式挖掘机的上车架总成，工件尺寸庞大，并且需要正反面加工，如用普通翻转机，装夹很不安全，而且占地空间非常庞大。该机设计采用空间定轨迹变位技术，使工件在原地翻转，最大限度地节省了占地空间。箱型变位结构采用双驱动同步控制，有效保证空间变位时运动的平稳性。而翻转过程中工件的重心先被提升，再下降，从而使工件原始的装夹位置较低，并采用由PLC控制的传感器测控同步系统，可对运行误差进行实时控制，使操作的安全性大大增加。与普通翻转机相比，具有操作高度低，安全系数大，占地空间小等特点。同时，采用了普通电机非相关驱动同步控制技术，其制造成本远小于伺服电机驱动系统。
B 下车架总成双立柱升降式空间变位机
该机用于CAT系列履带式挖掘机下车架总成结构件的焊接。下车架总成呈扁状型箱式结构，焊接要求全空间变位，由于结构庞大，在空间变位时，不仅场地受限制，安全也存在问题。按以上要求研制的变位机。采用全空间变位设计：工作台可作360度连续旋转，同时可作360度空间翻转。保证了焊接位置的最优化变位。不仅方便了焊接生产，也大大提高了安全系数。 C 挖斗总成三轴空间焊接回转台
由于挖斗的焊缝较分散，一次装夹焊接时焊缝的高低落差很大，操作不方
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便，针对该情况，上海交通大学焊接工程研究所设计的变位机工作台具有升降、倾翻、旋转3种运动方式，特别适合具有复杂焊缝的大型工件的全方位变位焊接。
1.3 几种常见的焊接回转台的特点
1双立柱单回转式回转台：
该种回转台适合压路机架、装载机的后车架等工程机械长方形结构件的焊接，其主要特点是立柱一端电机驱动工作装置沿一个回转方向运转，另一端随主动端从动。两侧立柱可设计成升降式，以适应不同产品的生产。这种形式的回转台的缺点是只能在一个圆周方向回转，作业时要注意焊缝的形式是否适合。 2 U型双座式头尾双回转型
与双立柱单回转式相比，此型焊接回转台又增加了一个旋转自由度。这种焊接回转台的焊接空间很大，工件可以被旋转到需要的位置，设计先进，已经在很多地方成功使用。 3 L型双回转焊接回转台
该种回转台的工作装置为L型，有两个方向的回转自由度，且两个方向都可以任意回转。开徜性好，容易操作，焊接效果不错，很受使用者的欢迎。 4 C型双回转焊接回转台
C型回转形式与L型回转台原理相同，只是为了方便夹具的设计，根据结构件的外形，回转台的工作装置有些变动。该种回转台适合焊接装载机的铲斗、挖斗等部件。
1.4 焊接回转台结构形式及性能要求
焊接回转台按结构形式可分为三种：1.伸臂式焊接回转台，如图1-7所示，其回转工作台绕回转轴旋转并安装在伸臂的一端，伸臂一般相对于某一转轴成角度回转，此转轴的位置多是固定的，但有的也可在小于100°的范围内上下倾斜。这两种运动都改变了工作台面回转轴的位置，从而使该机变位范围大，作业适应性好，但这种形式的回转台，整体稳定性较差。伸臂式的焊接回转台在手工焊中应用较多。 2.座式焊接回转台，如图1-8所示，其工作台连同回转机构通过倾斜轴支撑在机座上，工作台以焊速做回转运动，倾斜轴通过扇形齿轮或液压缸，大都在110°~140°的范围内恒速或变速倾斜。该机稳定性好，一般不用固定在地
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基上，搬移方便，适用于0.5~50t焊件的翻转变位。是目前产量最大、规格最全、应用最广的结构形式。常与伸缩臂式焊接操作机或弧焊机器人配合使用。 3.双座式焊接回转台，如图1-9所示，该机不仅稳定性好，而且如果设计得当，可使焊件安放在工作台上后，随工作台倾斜的综合重心位于或接近倾斜机构的轴线，从而使倾斜驱动力矩大大减小。因此，重型焊接回转台多采用这种结构。
1—回转工作台 2—伸臂 3—倾斜轴 4—转轴 5—机座 图1-7 伸臂式焊接回转台
图1-8 座式焊接回转台 图1-9 双座式焊接回转台
一般，通用的焊接回转台械应具备的性能是：
1 焊件变位机械和焊机变位机械要有较宽的调速范围，稳定的焊接运行速度，以及良好的结构刚度。
2 对尺寸和形状各异的焊件，要有一定的适用性。
3 在传动链中，应具有一级反行程自锁传动，以免动力源突然切断时，焊件因重力作用而发生事故。
4 与焊接机器人和精密焊接作业配合使用的焊件变位机械，视焊件大小和工艺方法的不同，其到位精度（点位控制）和运行轨迹精度（轮廓控制）应控制在0.1~2mm之间，最高精度应可达0.01mm。
5 回程速度要快，但应避免产生冲击和振动。
6 有良好的接电、接水、接气设施，以及导热和通风性能。
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7 整个结构要有良好的密闭性，以免焊接飞溅物的损伤，对散落在其上的焊渣、药皮等赃物，应易被清除。
8 焊接回转台械要有联动控制接口和相应的自保护功能，以便集中控制和相互协调动作。
9 工作台面上应刻有安装基线，并设有安装槽孔，能方便地安装各种定位器和夹紧机构。
10 兼做装配用的焊件变位机械，其工作台面要有较高的强度和抗冲击性能。 11 用于电子束焊、等离子弧焊、激光焊和钎焊的焊件变位机械，应满足导电、隔磁、绝缘等方面的要求。
1.5 主自由度及全功能焊接回转台
如果一台变位机拖动焊件，仅做直线运动，那怕是三维的，也不可能改变焊缝的姿态，满足施焊要求。也就是说，变位运动是回转运动，称此回转运动为变位机的主自由度。还可以做这样一个假设：在X、Y、Z直角坐标系下，设有一空间直线焊缝，绕Z轴可在360°范围内回转，且这个Z轴连同这一焊缝又可绕X（或Y）轴在≥180°范围内回转，那么，经此变位的焊缝，便可变到船角焊位置进行施焊作业。换言之，一个焊口由两个面的共线MN和夹角α组成，在上述两个回转范围内，经恰当的回转，便可使其共线 MN 与水平面平行，且这两个面与水平面的夹角相等，各为α/2，即变为船角焊位置。这个假设是说，任何复杂焊件，只要装在主自由度为一个全回转和一个半回转的焊接回转台上，即可实现船焊要求。我们称这种双回转式焊接回转台为全功能变位机。
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