大型環(huán)縫焊接系統(tǒng)中測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王榮昊

(齊齊哈爾二機(jī)床集團(tuán)有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000)

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大型環(huán)縫焊接系統(tǒng)中測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王榮昊

(齊齊哈爾二機(jī)床集團(tuán)有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000)

環(huán)縫焊接機(jī)測(cè)量裝置主要針對(duì)銑切筒狀工件時(shí)，測(cè)量銑切機(jī)構(gòu)沿床身方向的行程。采用非全行程光柵尺的數(shù)控結(jié)構(gòu)與機(jī)械相配合的設(shè)計(jì)，保證了銑切機(jī)構(gòu)工作時(shí)行程的準(zhǔn)確測(cè)量及行走的定位精度，并詳細(xì)介紹了測(cè)量裝置如何在大型焊縫焊接機(jī)中的應(yīng)用。

測(cè)量裝置；光柵尺；定位精度

現(xiàn)有的大型環(huán)縫焊接系統(tǒng)中所使用的測(cè)量裝置主要是在床身X軸方向上安裝光柵尺，其最大的缺點(diǎn)是成本非常高。主要是因?yàn)楣鈻懦邔儆诰軠y(cè)量?jī)x器，單位成本很高，又由于大型環(huán)縫焊接系統(tǒng)的床身長(zhǎng)度一般都達(dá)到幾十米，因而整個(gè)測(cè)量裝置的成本就非常高，并且由于所需光柵尺長(zhǎng)度超出一般的標(biāo)準(zhǔn)范圍，所以需要特殊訂貨，增加了訂貨周期，提高了整臺(tái)焊接系統(tǒng)設(shè)備的總成本。因而，設(shè)計(jì)一種低成本的測(cè)量裝置來(lái)降低焊接系統(tǒng)的成本是一項(xiàng)很有必要的工作。

1　測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

測(cè)量裝置包括直線導(dǎo)軌、支架、掛架、吊架、楔塊、感應(yīng)片、LB382型直線光柵尺和螺釘。按圖1所示：將支架通過(guò)螺釘連接在床身上的銑切裝置上，將直線導(dǎo)軌與支架連接，光柵尺行程800 mm，直線導(dǎo)軌長(zhǎng)1 100 mm，光柵尺的動(dòng)尺與掛架連接，定尺與支架連接，在支架的兩端各安裝一個(gè)接近開(kāi)關(guān)，晃片安裝在吊架上，掛架安裝在床身的立面上，每隔800 mm安裝一個(gè)掛架，銑切機(jī)構(gòu)在床身上的行程是25 m，所以共安裝了33個(gè)掛架在銑切機(jī)構(gòu)的工作范圍內(nèi)，吊架和掛架之間安裝一組楔形塊，楔形塊由螺栓調(diào)節(jié)。

2　測(cè)量裝置的工作實(shí)現(xiàn)

大型焊接系統(tǒng)工作分為兩個(gè)過(guò)程：測(cè)量工作過(guò)程和非測(cè)量工作過(guò)程。在非測(cè)量工作過(guò)程中，要求測(cè)量裝置不參與工作，這時(shí)將楔形塊與吊架間的螺釘卸下，通過(guò)調(diào)整螺釘將楔形塊上平面高度降低，防止在銑切機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中吊架與楔形塊干涉。卸下楔塊后，銑切機(jī)構(gòu)通過(guò)支架帶動(dòng)光柵尺、直線導(dǎo)軌及吊架在床身上移動(dòng)時(shí)，就不受掛架的約束。測(cè)量工作過(guò)程中，由于實(shí)際銑切過(guò)程中的行程只有500 mm左右，在銑切機(jī)構(gòu)初定位后，調(diào)整楔形塊水平面高度至吊架下底面，吊架下底面與楔形塊上平面接觸嚴(yán)實(shí)后，擰緊螺釘，將吊架與楔形塊固定一起，進(jìn)行零點(diǎn)定位，然后銑切機(jī)構(gòu)沿床身縱向運(yùn)動(dòng)，支架隨銑切機(jī)構(gòu)一起運(yùn)動(dòng)。 由于掛架是固定在床身上，并且光柵尺動(dòng)尺、直線導(dǎo)軌滑塊均與掛架連接固定，這樣銑切機(jī)構(gòu)就帶動(dòng)光柵尺定尺相對(duì)動(dòng)尺運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)直線導(dǎo)軌相對(duì)直線導(dǎo)軌滑塊運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中直線導(dǎo)軌滑塊起到支撐作用，銑切機(jī)構(gòu)行程的測(cè)量值由光柵尺動(dòng)尺和定尺的相對(duì)運(yùn)動(dòng)直接讀出。為防止銑切機(jī)構(gòu)超出行程范圍，兩接近開(kāi)關(guān)距離800 mm，接近開(kāi)關(guān)到晃片位置時(shí)，銑切機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)，保證了測(cè)量裝置的安全、可靠。

3　結(jié)語(yǔ)

此設(shè)計(jì)綜合考慮了測(cè)量裝置在大型環(huán)縫焊接系統(tǒng)中的工作原理和制造成本，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作維護(hù)方便，能夠很好地保證測(cè)量機(jī)構(gòu)的測(cè)量精度，克服了大型焊接系統(tǒng)中測(cè)量機(jī)構(gòu)制造成本高，周期長(zhǎng)、精度低的缺點(diǎn)。同時(shí)可將此結(jié)構(gòu)進(jìn)一步推廣，進(jìn)而廣泛應(yīng)用于具有長(zhǎng)行程、精度高的具有測(cè)量裝置的相關(guān)設(shè)備中。

[1]葉琪根.機(jī)構(gòu)精確度[M].西安：西北電訊工程學(xué)院出版社，1998

[2]符煒.機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)[M].長(zhǎng)沙:湖南大學(xué)出版社,2001

作者：王榮昊，男，1979年生，碩士，工程師，設(shè)計(jì)員，從事機(jī)床設(shè)計(jì)，已發(fā)表論文2篇。

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Design and application of measuring device in large girth welding system

WANG Ronghao

(Qiqihar No.2 Machine Tool(Group) Co., Ltd., Qiqihar 161000, CHN)

Girth welding machine measuring device mainly for milling cylindrical workpiece, measuring milling mechanism along the bed direction of travel. Using non matching full stroke grating ruler of NC structure and mechanical design, to ensure the accurate measurement of cutting stroke and walking positioning accuracy of the working mechanism of milling, and introduces in detail the measurement device in large welding machine in the application.

measuring device; grating ruler; positioning accuracy

TH122

A

10.19287/j.cnki.1005-2402.2016.10.031

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2016-02-18)

161035