大型環縫焊接系統中測量裝置的設計與應用

王榮昊

(齊齊哈爾二機床集團有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000)

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大型環縫焊接系統中測量裝置的設計與應用

王榮昊

(齊齊哈爾二機床集團有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000)

環縫焊接機測量裝置主要針對銑切筒狀工件時，測量銑切機構沿床身方向的行程。采用非全行程光柵尺的數控結構與機械相配合的設計，保證了銑切機構工作時行程的準確測量及行走的定位精度，并詳細介紹了測量裝置如何在大型焊縫焊接機中的應用。

測量裝置；光柵尺；定位精度

現有的大型環縫焊接系統中所使用的測量裝置主要是在床身X軸方向上安裝光柵尺，其最大的缺點是成本非常高。主要是因為光柵尺屬于精密測量儀器，單位成本很高，又由于大型環縫焊接系統的床身長度一般都達到幾十米，因而整個測量裝置的成本就非常高，并且由于所需光柵尺長度超出一般的標準范圍，所以需要特殊訂貨，增加了訂貨周期，提高了整臺焊接系統設備的總成本。因而，設計一種低成本的測量裝置來降低焊接系統的成本是一項很有必要的工作。

1　測量裝置的結構設計

測量裝置包括直線導軌、支架、掛架、吊架、楔塊、感應片、LB382型直線光柵尺和螺釘。按圖1所示：將支架通過螺釘連接在床身上的銑切裝置上，將直線導軌與支架連接，光柵尺行程800 mm，直線導軌長1 100 mm，光柵尺的動尺與掛架連接，定尺與支架連接，在支架的兩端各安裝一個接近開關，晃片安裝在吊架上，掛架安裝在床身的立面上，每隔800 mm安裝一個掛架，銑切機構在床身上的行程是25 m，所以共安裝了33個掛架在銑切機構的工作范圍內，吊架和掛架之間安裝一組楔形塊，楔形塊由螺栓調節。

2　測量裝置的工作實現

大型焊接系統工作分為兩個過程：測量工作過程和非測量工作過程。在非測量工作過程中，要求測量裝置不參與工作，這時將楔形塊與吊架間的螺釘卸下，通過調整螺釘將楔形塊上平面高度降低，防止在銑切機構運動過程中吊架與楔形塊干涉。卸下楔塊后，銑切機構通過支架帶動光柵尺、直線導軌及吊架在床身上移動時，就不受掛架的約束。測量工作過程中，由于實際銑切過程中的行程只有500 mm左右，在銑切機構初定位后，調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實后，擰緊螺釘，將吊架與楔形塊固定一起，進行零點定位，然后銑切機構沿床身縱向運動，支架隨銑切機構一起運動。 由于掛架是固定在床身上，并且光柵尺動尺、直線導軌滑塊均與掛架連接固定，這樣銑切機構就帶動光柵尺定尺相對動尺運動，同時帶動直線導軌相對直線導軌滑塊運動，運動中直線導軌滑塊起到支撐作用，銑切機構行程的測量值由光柵尺動尺和定尺的相對運動直接讀出。為防止銑切機構超出行程范圍，兩接近開關距離800 mm，接近開關到晃片位置時，銑切機構停止運動，保證了測量裝置的安全、可靠。

3　結語

此設計綜合考慮了測量裝置在大型環縫焊接系統中的工作原理和制造成本，結構簡單，操作維護方便，能夠很好地保證測量機構的測量精度，克服了大型焊接系統中測量機構制造成本高，周期長、精度低的缺點。同時可將此結構進一步推廣，進而廣泛應用于具有長行程、精度高的具有測量裝置的相關設備中。

[1]葉琪根.機構精確度[M].西安：西北電訊工程學院出版社，1998

[2]符煒.機構設計學[M].長沙:湖南大學出版社,2001

作者：王榮昊，男，1979年生，碩士，工程師，設計員，從事機床設計，已發表論文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

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10.19287/j.cnki.1005-2402.2016.10.031

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2016-02-18)

161035