數控環焊專機的設計與應用

2012-04-12 00:00:00趙建陽

消費電子 2012年12期

摘要:在液壓支架油缸設計中為了便于加工、減輕重量和節省材料活柱一般都有柱頭、柱塞和柱管焊接而成。設計過程中我們采用?630車床主軸支撐結構和端面驅動頂尖，配套液壓尾座頂緊裝置有效的保證了設備的剛性和較高同軸度要求，在此基礎上配置托架可以滿足較重工件的支撐;在焊接過程中為保證焊接區均勻的特性我們采用工件勻速轉動加伺服電機帶動絲杠做勻速擺動從而使焊槍左右均勻擺動的結構，有效的保證達到較高的焊接質量和外觀，滿足活柱的使用性能。

關鍵詞:液壓支架;活柱;環焊機;設計

中圖分類號:TC43 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 12-0220-01

一、功能簡介

本機焊接系統采用單工位單焊槍焊接工作站結構，系統的啟動、停止以及暫停、急停等均可通過操作盤進行。此外，運行狀態及系統報警可在操作盤上顯示。機器采用伺服電機驅動滾珠絲杠帶動焊槍運行、精度高、工作效率高?？刂葡到y靈敏可靠、故障少，且操作和維護方便。工件旋轉，采用變頻器單元驅動，工件支撐采用機械螺紋調整使其上下，根據工件直徑調解中心高度，并且由尾座頂尖頂緊工件，確保工件的外形尺寸與焊接的配合。頂尖可根據不同工件更換。焊接電源采用林肯公司POWERPLUSII500焊接電源。

二、設計方案

1.托架;2.支板;3.后支架;4.變頻電機;5.主軸;6.主軸箱;7.端面驅動頂尖;8.焊機送絲機構;9.焊槍上下調整機構;10.焊槍左右擺動機構;11.工件;12.旋轉頂尖;13.尾座;14.液壓頂緊油缸;15.床身。

(一)環焊機操作流程

人工將工件11吊至→托架1的托料機構上→系統面板按“上料”按鈕→液壓頂緊油缸動作，傳遞至旋轉頂尖12頂緊工件→主軸驅動頂尖同時工件→搖動手輪驅動焊槍上下調整機構9和焊槍左右擺動機構10對工件原點進行設定→按“啟動按鈕”電機下槍開始焊接→焊接完成按“下料”按鈕→液壓頂緊油缸動作退回，工件自動滑落至托架1機構上→人工吊卸工件11(焊接完成)。

(二)環焊機主要特點

1.機床本體

床身為整體式箱形結構，采用高標鑄鐵(HT300)一次成型鑄造，經過二次時效處理，穩定性能好;導軌面寬(550mm)，剛性好，抗振能力強;保證了長壽命和良好的保持性。

2.主軸箱和臺尾

箱體結構剛性強，能適應重型工件;主軸直徑大，由精密重負荷軸承作三點式支撐，旋轉穩定，配合高剛性液壓尾座有效的保證工件的同軸度;自動分段變速由M代碼控制，段內自動無級變速由S代碼選擇控制，可實現無級變速及恒線速切削。

臺尾為液壓頂緊配合重型旋轉頂尖，承重可達到1000KG。

3.動力

主傳動采用7.5kw大功率交流變頻主電機配合11KW變頻器，出力大，變速范圍寬，可又想滿足焊接時工件旋轉需要的速度;焊槍上下調整機構和焊槍左右擺動機構均采用交流伺服電機，實現焊槍焊接工件時精確定位，有效保證了焊接精確度，實現家好的伺服性能。

4.機床電氣

數控系統采用國產GSK980TD交流伺服控制系統，可手動也可通過寫入器，或者通過RS232C標準通訊接口傳輸程序和參數?？赏瑫r控制2軸(焊槍上下調整機構和焊槍左右擺動機構)，可以進行焊接層數，多道焊縫的位移量(左移，右移)參數的修改。

可以進行擺動焊接過程中左，右，中的焊接方向轉換停頓時間修改，使焊縫平整。并具有其它多種固定循環等功能，最小分辨率為0.001mm。該機床除具備其全部標準控制功能及標準配置外，還有系統選擇功能及配置供用戶選擇。機床所用電氣元器件采用國內外知名品牌的產品，保證了整機較高的可靠性、穩定性和較長的使用壽命。操作采用獨立操作面板，該面板具有在線焊接參數修改和焊接工作量實事監控顯示功能，操作簡單明了，具有在線焊接參數修改和焊接工作量實事監控顯示功能。距離地面1300mm，高度適中，符合人體工學，宜人性好，使操作者更容易操作及了解機床運轉狀況。工作電源:380伏，50Hz(三相)。

5.焊接設備系統

氣保焊系統選用林肯公司POWERPLUSII500焊接電源。該設備有以下技術特點:

(1)具有次級短路保護、過熱保護、缺相防止運轉等功能。

(2)具有涂層和密封的PC板，在惡劣的環境中確保PC板有較長的使用壽命。主PU板上獨立的DIP開關能為焊機帶來先進的特性

(3)所用的主要器件均采用原裝進口器件，控制板為原裝進口，具有較高的穩定性、可靠性。保證長時間焊接的穩定性、可靠性。對電網波動有較強的補償能力。焊縫成型美觀，焊接質量好。通過焊接電流電壓的數字化反饋，可以對弧長進行精確的控制。

(4)還具有收弧回燒功能，減小焊絲端頭小球，保證引弧成功率。

(5)采用拉絲送絲機，保證送絲的穩定性，可靠性。

6.焊槍上下調整機構和焊槍左右擺動機構

該機構采用十字交叉模組結構加伺服電機組成，該結構既經濟又能保證傳動精度。

三、同類環焊機設備優缺點對比:

與同類設備對比有以下特點:

(1)結構簡單，剛性好。同類設備一般采用焊接床身和主軸箱，二本設計采用車床用鑄造床身和主軸箱有效的保證機床的加工運行性能和良好的同軸度。