焊接变位机的设计与调试研究

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中国设备

工程

Engineer ing hina C P l ant

中国设备工程 2019.04 （下）焊接变位机，隶属于自动化焊接配套设备，主要负责基于自动化、机械化技术对机座、法兰、机架等非长形的焊件进行翻转变位加工，被广泛应用在装备制造产业中，特别是针对焊件自重较大、难以实现翻转的情况或是焊件存在较多焊缝的情况，设计一套可靠、高效、具备灵活性的配套变位机，不仅可以切实提升焊件的焊接质量，提高生产效率，还能够改善工作人员的作业环境。1 设备概述

焊接变位机的作用是对焊接工作起辅助作用，在进行焊接工作时待焊工作件可以凭借焊接变位机变位功能获得理想的焊接位置，同时还可以使焊接速度得到保障。该设备主要由支撑台面、翻转横梁、扇形齿轮、侧立柱、底座等部分组成。支撑台面由型材和板材焊接而成，用于支撑40t 工件及夹持工件的工装。底座也采用型材和板材焊接而成，主要起设备的支撑作用。德国

DEUMA 公司生产的德尔玛变位机为例，该焊接中心的辅助设备，与相对应设施如机器人等进行配套后可以实现焊接工作的自动化、智能化，在此条件下就可以达到更高的焊接工艺要求，在焊接效率得到大幅提升的同时保证了产品焊接的质量，并且在焊接工作自动化、智能化的同时，还可以改善焊接工作的工人的工作条件，降低生产成本。主要机械结构件如图1所示。

图1 焊接变位机机械结构件

2 变位机的设计

（1）设计理念。焊接变位机在工作时机器本身的运行速度有一定的调节范围，而且设备还有足够的结构刚度。在传动链中，应具有反行程自锁装置，因此，我们可以利用变频控制技术，在设备上设置翻转和旋转功能，以此达到避免

焊接变位机的设计与调试研究

杨溢

（德尔玛（珠海）焊接自动化技术有限公司，广东 珠海 519000）

摘要：在焊机的生产机械化和自动化过程中，焊机变位机是重要而又薄弱的环节，本研究结合工作实践，介绍了针对设备支撑台面变形和翻转角度精确控制的设计并研究了其应用效果，检验变位机的性能是否满足,为后续的设计制造提供了依据。

关键词：焊接变位机；焊点质量；互锁控制

中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2019）04（下）-0153-02

需要机器突然停车或者电力供给突然停止时，发生事故造成重大伤害。对于焊接变位机，德尔玛有着非常丰富的设计经验，在70多年的实际应用中，形成了自身的独特的设计理念。除满足强度设计外，还充分考虑实际使用工况，如底座是否需要无基础平地

摆放，工件预热温度对台面开裂变形的影响等等，并从设计、选材、加工工艺等方面来严格控制，如图2所示。

（2）翻转系统设计。目前，现有的焊接变位机通常都由翻转、旋转两个部分组成，且两个部分是同时运动的，即旋转部分和翻转部分为共同运动。以德尔玛变位机为例， 翻转驱动系统采用一台西门子伺服电机驱动二出轴的蜗轮蜗杆减速机，二出轴分别与两台平行轴的二级减速机相连，二级减速机再与DEUMA 特殊设计的齿轮系相连接。通过DEUMA 经过精密计算以及经验数据得出的齿轮中心距及变位系数等参数，以及左右齿轮系的差异化设计，使其能消除正反转所带来的齿间隙问题，极大地减小了变位机运转过程中的冲击载荷，增大了齿轮的使用寿命及安全系数。详见图3。

（3）旋转系统设计。由于材料具有屈服极限和疲劳极限，当变位机吨位大到一定程度时，将无法依靠选取高强度材料

或增加材料厚度来实现时，传动系统的设计将显得尤其重要。我们可以通过图3了解焊接变位机旋转部分的工作原理。回转驱动系统采用两台西门子伺服电机驱动行星减速机，从而带动两个小齿轮驱动回转轴承的方式来运转，两台西门子伺

服电机实现同步主、从控制，通过特殊的程序控制其同步性

来达到消除运转过程中的齿面间隙的目的，详见图4。3 变位机的应用效果研究

（1）使用变位机，首先可以进一步提升焊接质量，确保焊接电流的稳定性，在焊件焊接期间，焊接的姿态和时间都对结果有着直接的影响，使用变位机来实现自动化焊接，能够保证每次焊接拥有完全一致的焊点，且各焊点姿态一致、

图2 德尔玛变位机

图3 翻转系统

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研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术

中国设备工程 2019.04 (下)

中央空调在当前城市建筑应用中越来越广泛，但由于中央空调制冷系统在运行过程中消耗的能源占比较大，不利于当前我国社会能源的可持续发展。所以，针对中央空调制冷系统的能耗问题，应充分重视，并对其展开具有针对性的研究，采取相应的措施和方法，引进现代化的技术手段，提升中央空调制冷系统工作效率，并重点减少空调制冷过程中所需的能源消耗。一般来说，空调设计之初为了满足中央空调系统的最大负荷，制造商往往会预留10%~20%的余量。也就是说，在中央空调的节能领域研究存在一定的富余，对于中

变频技术在中央空调制冷系统中的应用 

吴建华

（武汉职业技术学院，湖北 武汉 430074）

摘要：随着社会的进步，人们的生活质量不断提升。据国家电力部门的相关数据统计，我国城市建筑中中央空调的使用率正在以逐年上升的态势发展，而中央空调的总用电量数值也在一路飙升，甚至超出建筑楼房总用电量的70%。近几年，随着我国社会能源耗用量的不断加大，人们的节能环保意识也不断提升，不论是企业还是个人，都开始重视中央空调的节能问题。中央空调在正常使用过程中，耗电量占比最大的为中央空调制冷系统，基于此，本文主要针对中央空调制冷系统组成部分展开研究分析。

关键词：变频技术；中央空调制冷系统；工作原理；节能技术

中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2019）04（下）-0154-03

央空调的性能优化仍具有上升空间。变频技术的引进使中央空调的性能更加优良，同时提升了室内环境的舒适度，满足人体对于室内温控的实际需求。而且，该项技术的应用能够有效地降低中央空调运行过程中所需的能耗，使空调智能化、自动化水平大大提高。1 中央空调系统概述1.1 中央空调系统基本构成

中央空调系统主要利用铜管将系统中的制冷压缩机、冷凝设备、蒸发设备以及节流器按一定的顺序进行连接，使这固定，精确定位下焊点位置绝对准确，可大幅度提升焊接的质量、品质，人工操作难度低，技术要求少，即焊点质量相比人工操作更加稳定。

（2）对劳动条件、生产环境进

行改善，工人只需要对工件进行装卸，加工阶段能够实现远离焊件，同时无

须再使用手工焊钳，大幅度降低劳动强度，简化工人工作。

（3）生产率大幅度提升，基于自动化的变位机，可实现系统连续24h 不间断生产加工，而一个工作站只需要配备1名操作人员，同时降低企业人力成本。

（4）产量可控、产品周期明确，可以基于程序的编制来实现生产节拍的控制，因此焊件具有固定的生产周期，可以灵活地依据实际生产需求进行生产计划调控。

（5）采用变位机，能够有效地避免夹具、焊钳的碰撞，

在提升设备使用寿命的同时，降低设备维护的费用，有效地弥补了传统人工形式的焊钳夹具操作存在的费用高、寿命短弊端。

可见，在加工焊件阶段使用变位机，能够进一步提升生

产效率、降低生产成本、提升产品质量，改善生产环境。4 结语

随着技术水平和工艺水平的提升，人工焊接变位机在我国越来越得到重视，而且得到了广泛的认可，现在焊接变位机已经成了我国的制造行业中不可或缺的设备，因为在使用

焊接变位机对工作效率的提升、对成本的控制、对焊接质量的保证和改善都得到了业内人士的认可，最重要的是在焊接变位机的辅助下，各种焊接方法都可以充分稳定地发挥各自的效能。为适应行业生产需要，该变位机设计针对实际应用中存在问题，加强了设备的稳定性，刚强度等方面的设计，应用效果表明，此变位机在使用过程中性能可靠，效果良好，有效地提高了生产效率。

参考文献：

[1]徐华钊,袁清珂,杨纯.基于有限元的新型焊接变位机结构设计与分析[J].现代机械,2017，(3):29-33.

[2]宋学志.焊接变位机的运动规划与到位精度研究[D].华中科技大学,2007.

[3]廖小吉,樊启永.焊接变位机关键参数的校核及设计[J].电焊机, 2016,46(3):61-65.

[4]王斌武.数控焊接变位机在截割头制造中的设计与应用[J].煤炭技术

,2009,28(11).

图4 

传动系统图

图5 

回转系统