基於軌跡的大型封頭堆焊組合式柔性焊接工作站的製作方法
2023-10-27 17:58:22 1
專利名稱：基於軌跡的大型封頭堆焊組合式柔性焊接工作站的製作方法
技術領域：
基於軌跡的大型封頭堆焊組合式柔性焊接工作站技術領域：
本實用新型涉及機械設計製造技術領域的一種自動化焊接設備，具體的 說，是一種基於軌跡的大型封頭堆焊組合式柔性焊接工作站。
背景技術：
目前已知的大型封頭堆焊是通過使用操作機和變位器來進行的，在操作 機上安裝焊機，被堆焊封頭安裝在變位器的工作檯上，採用手動調節進行堆 焊；先調整變位器，使被焊接工件的第一圈焊道處於水平位置(採用水平儀 手動測量)，再將操作機調整到合適位置，啟動變位器旋轉電機和焊機開始第 一圈堆焊；第一圈焊完後停機，再調整變位器使被焊接工件第二圈焊道處於 水平位置，再調整操作機到新的合適位置，啟動變位器旋轉電機和焊機開始 第二圈堆焊。重複以上步驟才能完成封頭的大面積堆焊，每一圈都形成一個 橫向接頭。現焊接方法用於設備調整的工序長、操作比較複雜，而且停機的 時間多、生產效率不高，悍接產生的橫焊縫容易影響堆焊的質量；現方法對 操作工人的要求很高，因為焊接時需要預熱工件，調整工人需站在溫度達120 。C度的工件上進行調整，工作條件惡劣，需要操作工人非常認真和細緻地進 行操作。
實用新型內容
本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，對大型焊接設備操作機和 變位器進行技術改造，在原有大型堆焊設備的基礎上，通過已建立的數學模 型，開發設計一種採用程序控制的、基於軌跡的大型封頭堆焊組合式柔性焊接工作站，以完成對組合式大型封頭內壁不鏽鋼的自動堆焊。
為實現上述目的，本實用新型基於軌跡的大型封頭堆焊組合式柔性焊接 工作站，含有旋轉直流電機、擺動交流電機、變位器、焊接機頭、焊接電源、 控制櫃、縱向運動直流電機、操作機，其特徵是，還包括旋轉軸傳感器、擺 動軸傳感器、旋轉編碼器、數控跟蹤裝置；
在基板前端設置旋轉直流電機，在旋轉直流電機的旋轉軸上設有旋轉軸 傳感器，在擺動交流電機的擺動軸上設有擺動軸傳感器；操作機設置在基板 的支撐杆上，在操作機橫梁前端設置數控跟蹤裝置，數控跟蹤裝置上安裝有 焊接機頭；在操作機橫梁上設有用於檢測橫量進給位移的旋轉編碼器和縱向 運動直流電機；
控制櫃主要由工業控制計算機、外圍接口電路、計數器構成，通過旋轉 軸傳感器、擺動軸傳感器控制變位器；通過旋轉軸傳感器、變位器控制旋轉 直流電機採用自動調速；通過擺動軸傳感器、變位器控制擺動交流電機採用 變頻調速；操作機由計算機數字電位器控制採用自動調速。
本實用新型可通過建立不同的數學模型，堆焊不同類別的封頭，可通過 編程改變推焊參數，如速度、焊帶寬度等，以實現柔性焊接。
本實用新型基於軌跡的大型封頭堆焊組合式柔性焊接工作站的有益效果 是，解決了大型封頭內壁不鏽鋼堆焊中存在的設備調整工序長、操作複雜、 停機時間多、生產效率不高、焊接產生的橫焊縫易影響堆焊質量等問題，提 高了工作效率和焊接質量，極大地改善了操作工人的工作環境。
附圖是本實用新型基於軌跡的大型封頭堆焊組合式柔性焊接工作站的結 構示意圖。
圖中的標號分別為1、旋轉直流電機，2、旋轉軸傳感器，3、擺動交流電機，4、擺動軸 傳感器，5、變位器，6、焊接機頭，7、焊接電源，8、控制櫃，9、縱向運動 直流電機，10、旋轉編碼器，11、操作機，12、數控跟蹤裝置，13、被堆焊封頭。
具體實施方式
以下結合附圖給出本實用新型的具體實施方式
。
本實用新型基於軌跡的大型封頭堆焊組合式柔性焊接工作站是在原有大 型堆悍設的基礎上，不改變其原有結構和使用功能進行組合使用，通過已建 立的數學模型，採用程序控制的方法來實現大型封頭內壁的自動堆焊。本實 用新型含有旋轉直流電機1、擺動交流電機3、變位器5、焊接機頭6、焊接 電源7、控制櫃8、縱向運動直流電機9、操作機ll，以及旋轉軸傳感器2、 擺動軸傳感器4、旋轉編碼器10和數控跟蹤裝置12。
在基板前端設置旋轉直流電機1，在旋轉直流電機1的旋轉軸上設有旋轉 軸傳感器2，在擺動交流電機3的擺動軸上設有擺動軸傳感器4;操作機11 設置在基板的支撐杆上，在操作機11橫梁前端設置數控跟蹤裝置12，數控跟 蹤裝置12上安裝有焊接機頭6;在操作機11橫梁上設有用於檢測橫量進給位 移的旋轉編碼器10和縱向運動直流電機9。
控制櫃8，即主控系統，主要由工業控制計算機、夕卜圍接口電路、計數器 構成；控制櫃8通過旋轉軸傳感器2、擺動軸傳感器4控制變位器5;通過旋 轉軸傳感器2、變位器5控制旋轉直流電機1採用自動調速；通過擺動軸傳感 器4、變位器5控制擺動交流電機3採用變頻調速；操作機11由計算機數字 電位器控制採用自動調速。
在大型封頭不鏽鋼自動堆焊中，同弧段堆焊是指在封頭的堆焊處到封頭 的迴轉中心等距離的同一圓弧上的焊接過程；過渡段堆焊是指上一道堆焊完成後進入下一道堆焊的過渡焊接過程。在過渡段堆焊時需要變位器和操作機 的四個坐標軸協調運動。本實用新型是將縱向坐標獨立出來，採用三軸聯動
一軸跟蹤的控制方案，在同弧段堆焊時只需變位器5的旋轉運動與焊接機頭6 的縱向跟蹤運動；在過渡段堆焊時也釆用三軸聯動一軸跟蹤的控制方案。為 增加本設備的加工範圍，在縱向坐標方向採用串聯工作方式，初定位由原操 作機的升降機構完成，縱向跟蹤由數控焊接跟蹤系統完成。
權利要求1、基於軌跡的大型封頭堆焊組合式柔性焊接工作站，含有旋轉直流電機(1)、擺動交流電機(3)、變位器(5)、焊接機頭(6)、焊接電源(7)、控制櫃(8)、縱向運動直流電機(9)、操作機(11)，其特徵在於，還包括旋轉軸傳感器(2)、擺動軸傳感器(4)、旋轉編碼器(10)、數控跟蹤裝置(12)；在基板前端設置旋轉直流電機(1)，在旋轉直流電機(1)的旋轉軸上設有旋轉軸傳感器(2)，在擺動交流電機(3)的擺動軸上設有擺動軸傳感器(4)；操作機(11)設置在基板的支撐杆上，在操作機(11)橫梁前端設置數控跟蹤裝置(12)，數控跟蹤裝置(12)上安裝有焊接機頭(6)；在操作機(11)橫梁上設有用於檢測橫量進給位移的旋轉編碼器(10)和縱向運動直流電機(9)；控制櫃(8)主要由工業控制計算機、外圍接口電路、計數器構成；控制櫃(8)通過旋轉軸傳感器(2)、擺動軸傳感器(4)控制變位器(5)；通過旋轉軸傳感器(2)、變位器(5)控制旋轉直流電機(1)採用自動調速；通過擺動軸傳感器(4)、變位器(5)控制擺動交流電機(3)採用變頻調速；操作機(11)由計算機數字電位器控制採用自動調速。
專利摘要本實用新型基於軌跡的大型封頭堆焊組合式柔性焊接工作站，含有旋轉直流電機、擺動交流電機、變位器、焊接機頭、焊接電源、控制櫃、縱向運動直流電機、操作機，還包括旋轉軸傳感器、擺動軸傳感器、旋轉編碼器、數控跟蹤裝置；其控制櫃主要由工控機、外圍接口電路、計數器構成，通過旋轉軸傳感器、擺動軸傳感器控制變位器；控制櫃控制旋轉直流電機自動調速，控制擺動交流電機變頻調速；在橫梁上設有旋轉編碼器和縱向運動直流電機；並可通過不同數學模型、改變編程實現柔性焊接。本實用新型的優點是，解決了已有技術設備調整工序長、操作複雜、停機時間多、生產效率低、質量易影響等問題，提高了焊接質量和工作效率，並改善了操作環境。
文檔編號B23K37/02GK201140320SQ20072007402
公開日2008年10月29日 申請日期2007年8月23日 優先權日2007年8月23日
發明者於忠海 申請人:上海電機學院