焊接操作机

焊接操作机
本节的内容为焊接操作机，了解焊接操 作机的种类。侧重点为平台式操作机， 了解其分类、 用途、结构以及传动形
式。
焊接操作机分类及使用场合
• 焊接操作机是将焊接机头准确的送到并保持到待 焊位置或以选定的焊速沿规定的轨迹移动焊接机 头的焊接变为机械。
• 焊接操作机按结构形式分为：
（1）悬臂式操作机接机头固定在悬臂的一 端或沿悬臂移动，悬臂安装在立柱上，可 沿立柱升降并绕立柱转动，立柱有的安装 在底座 上，有的通过底座安装在行走台车 上。
（3）伸缩臂式操作机
• 内容(略)
（4）门式操作机
• 这种操作机有两种结构，一种是焊接小车 坐落在沿门架可升降的工作平台上，并沿 平台上的轨道横向移行；另一种是焊接机 头安装在一套升降装置上，该装置又坐落 在跑车上，而跑车沿横梁上的轨道移行。 这两种操作机的门架，一般都横跨车间， 并沿轨道纵向移动，操作机的工作覆盖面 很大，主要用于板材的大面积拼接和小高 度的大面积金属结构以及筒体的外焊缝的 焊接。
。
• 这种操作机主要用于内焊、外 焊缝的焊接。当焊接小车沿悬 臂移动时，可进行大径短筒节 内外纵缝的焊接。
• 目前，短悬臂式操作机有被伸缩臂 式操作机取代的趋势，应用日益减 少
（2）折臂式操作机
• 其悬臂有两节，相互铰接，整个悬臂玉立 柱也是铰接，可沿立柱升降，焊接小车坐 落在悬臂上或者将机头安装在悬臂的前端， 其他结构与悬臂式操作机相同。这种操作 机使用不广泛，主要用于工件端面的焊接。
轮倒绕系统与平台或 大升降高度的传动，
伸臂相连，带动其升 在平台式操作机上的
降
应用最多。
设平衡重，恒速升降
在选用订购焊接操作机时，应注意：
• 1）操作机的作业空间应满足焊接生产的需要。 • 2）对伸缩臂操作机，其臂的升降和伸缩运动是必须具备的，而立柱
的回转和台车的行走运动，要视具体需要而定。 • 3）要根据生产需要，考虑是否要向制造商厂提出可搭载多种作业机
（6）台式操作机
• 这种操作机与伸缩臂式操作机的区别是没 有立柱，伸缩臂通过滑座安装在行走台车 或机座上，伸缩臂前端按有焊接机头，能 以焊速伸进伸出，多用于小径筒体的内环 逢、内纵缝的焊接。
（7）平台式操作机 Platform-type welding positioner
• 焊机放置在平台上，可在平台上移动，平 台安装在立架上，能沿立架升降。立架坐 落在台车上，可沿轨道运行。该操作机作 业范围较大，主要用于外环缝、外纵缝的 焊接。
平台式操作机见图
• A)单轨台式平台焊接操作机 1——水平轮导 向装置 2——台车驱动机构 3——垂直导向 轮装置 4——工作平台 5——起重轿车 6——平台升降机构 7——立架 8——集电 器
• B）双轨平台式平台焊接操作机 1——焊机 或机头 2 ——平台 3——立架 4——配重 5——配重铁 6——台车
焊接操作机的设计计算
• 包括操作机满载重量、伸臂在最大伸出长 度、焊接小车或机头在最端头时的中心位 置等计算内容。
•
伸缩臂的进给运动多为直流电动机驱动，
进来也有用直流或交流伺服电动机驱动的。
•
由于焊纵缝时伸缩臂要以焊速进给，所以
对其以焊速运行的平稳性要求较高，进给速度的 波动要小于5%；有的操作机还设有一档空程速度， 多在180~240m/h之间，以提高作业效率。为了保
证到位精度和运行安全，在进给系统中设有制动 和行程保护装置。
电机与其驱动的齿轮均安装在 伸臂的滑座上，齿轮与固定在 立柱上的齿条相啮合，从而带 动伸臂升降。小型操作机采用 单列齿条，大型的采用双列齿 条。
制造成本低，运行可靠，但 传动形式不如螺旋和齿条传 动，在平台式、悬臂式、伸 缩臂式操作机上广泛采用。
链条一 端没有 平衡重 恒速升 降
运行平稳，传动精度高，多 用在起升高度不大的各种操 作机上
操作机升降系统的传动形式
传动形式 驱动机构
性能及适用范围 备注
链传动 螺旋传动 齿条传动
电机驱动链轮，通过链条使平 台或电动臂升降。 小型操作机采用采用单列链条 大型的采用多列链条机驱动链 轮，通过链条使平台或伸。
电机通过丝杠驱动螺母运动以 带动平台或伸臂升降，小型操 作机若升降高度不大，也可手 动操作。
• a)
a)单轨式 b)双轨式 1.焊接机头 2.平台 3.立架（柱） 4.台车 5.配重
传动形式与驱动机构
• 1）伸缩臂与平台的升降
•
操作机的平台升降多为恒速或快、慢两档速度；伸缩臂的升降
多为快、慢两档速度或无极变速，速度在0.5~2m/min之间者为多。
• 2）伸缩臂的回转
•
伸缩臂的回转运动有手动和恒速电动两种驱动形式，前者多用于
• 平台式焊接操作机 • 平台式焊接操作机由平台、立架（柱）、台车、平台护栏、扶梯及电
控系统等组成。采用单轨或双轨行走，行走机构有电机减速机驱动， 悬臂架上端与厂房支柱上的型钢连接形式（双轨式须在台车上或立架 上放置配重），焊接平台可升降，链条传动，提升电机带电磁制动， 涡轮蜗杆传动，并配有配重，平台固定在滑板上，平台上装有横梁， 焊机放置在行走架上。平台可供操作人员操作、维修、焊剂输送回收 机等。平台周围有护栏。扶梯是供工作人员上下平台，带安全扶手。
小型操作机，后 者多用于大中型操作机。回转速度一般为0.6r/min,
在回转系统中还设有手动锁紧装置。
• 不管是圆形立柱或非圆形立柱，伸缩臂的回转几乎都采用立柱自身 回转式，立柱底端直接（手动回转）或通过齿圆
• （电动机驱动）座落在推力轴承上，保证立柱的灵活转动。
• 2）伸缩臂的回转
•
伸缩臂的回转运动有手动和恒速电动两种驱动形式，前者多用于
头的要求（例如，是否还需安装窄间隙焊、碳弧气刨、气保护焊、打 磨等作业的机头）。 • 4）施焊时，若要求操作机与焊件变位机械协调动作，则对操作机的 几个动作要提出运动精度和到到位精度的要求。操作机上应有和焊件 变位机械联控的接口。 • 5）对小筒径焊件内环缝、内纵缝的焊接。因属于盲焊作业，所选焊 接操作机要设有外界监控设施。 • 6）操作机伸缩臂运动的平稳性，以及最大伸出长度的端头下挠度的 大小，是操作机性能好坏的主要指标，选购时应予特别重视。
• 上述各种焊接操作机械，当需要利用机械运动完
成焊接时，为保证焊接质量，要求这些运动平稳， 无冲击，无颤动。因此，进行设计时，对构架的 截面形式、材料、加工精度的选取、固定轨道方 法的确定等都要精细和慎重。通常由于载荷不大， 构架不按强度设计，主要考虑刚度，使挠度变化 和构架颤动小于电弧稳定所允许的值。否则花了 很大的投资设计制造出的机械，肯肯能因不能保 证焊接质量而不能使用。此外，设计焊接工艺参 数自调节功能大的焊机则更为有利。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
丝杠下 端多为 悬垂状 态，恒 速或变 速升降。
运行平稳可靠，传动精度最 高，制造费用最大，多用在 要求精确的传动的悬臂式， 伸缩臂式的操作机上
恒速或 变速升 降
操作机升降系统的传动形式
钢索传动
电机驱动钢索卷筒， 投资最省，运行稳定
卷筒上缠绕着钢丝绳， 性和传动精度低于以
钢丝绳的一端通过滑 上各种传动，使用于
小型操作机，后 者多用于大中型操作机。回转速度一般为0.6r/min,
在回转系统中还设有手动锁紧装置。
• 不管是圆形立柱或非圆形立柱，伸缩臂的回转几乎都采用立柱自身 回转式，立柱底端直接（手动回转）或通过齿圆
• （电动机驱动）座落在推力轴承上，保证立柱的灵活转动。
•
传动形式与驱动机构
• 3）伸缩臂的进给（伸缩）
门式焊接操作机
• 国外也将焊接机器人倒装在门式操作机的 横梁上，以扩大机器人的作业空间。
• 门式操作机结构庞大，在大型金属结构厂 和船厂应用较多。
（5）桥式操作机
• 这种操作机与门式操作机的区别式：门架 高度很低，有的甚至去掉两端的支腿，类 似桥式起重机。主要用于板材的拼接或板 材与筋板的T型接，在船厂应用较多。
• 平台式操作机又可分为双轨台车式和单轨 台车式两种。
• 单轨台车式的另一个轨道一般设置在车间 立柱上。车间内桥式起重机移动时，引起 立柱抖动从而引起平台振动，会严重影响 焊接过程的正常进行。为确保产品的焊接 质量，在车间的技术改造过程中，应尽快 全部淘汰这种单轨车式焊接操作机，或改 进使其侧向导轨，设置在专设的立柱上。