焊接变位器设计指导书

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1、座式焊接变位器设计1•焊接变位机械的分类及应用焊接变位机械是改变焊件、焊机或焊工空间位置来完成机械化、自动化焊接的各种机械设备。根据焊接变位机械的作用可以分成三大类：1）焊件变位机械，如焊接变位机、滚轮架、回转台、翻转机；2）焊机变位机械，焊接操作机；3）焊工变位机械，焊工升降台。使川焊接变位机械可缩短焊接辅助时间，提高劳动生产率，减轻工人劳动强度，保证和改善焊接质量，并可充分发挥各种焊接方法的效能。2.焊接变位机作用悍接变位机是悍件变位机械中的一种，利用它在焊接作业中将焊件回转并倾斜，使悍接上的焊缝置于有利施焊位置，完成手工焊接和自动焊接的作

2、业。焊接变位机主要用于机架、机座、法兰、封头等非长形焊件的翻转变位。在手工焊中，焊接变位机可以把工件冋转并倾斜，使焊缝处于水平焊或船形焊位置，从而减轻工人劳动强度，保证焊接质量；也可以利用焊接变位机进行自动焊接操作，完成一些圆环焊缝的焊接；另外，可以把焊接变位机与弧焊机器人相结合（柔性加工单元FMC）,完成一些曲而、复杂的焊缝的焊接。焊接变位机按结构形式可分为三种：1）伸臂式焊接变位机；2）座式焊接变位机；3）双座式焊接变位机。焊接变位机岀三种基木结构形式外，还有很多派生形式，有些变位机的工作台还具有升降功能。3.焊接变位器方案确定回转j倾斜□

3、E—焊接变位器结构示意图焊接变位器作为焊件变位机械中的一种，其工作台的旋转速度按设计任务书为（Mr/min,满足不同恻环焊缝工件自动焊时对焊接速度调节的要求，以及手工焊接时对工作台上工件焊接位置调整的需要；工作台倾斜的目的是使其上的工件在合理的焊接位置施焊，速度可以设计为定值在0.5-1.Or/min之间选取,以保证调节速度和定位精度。焊接变位器工作台的冋转运动山电机驱动，倾斜运动可由电机驱动或人工驱动。工作台在倾斜机构采用电机驱动时倾斜速度为定值，可以市三相异步电机驱动，考虑交流电机的转速为1000^3000r/min,倾斜机构的总传动比达到

4、2000-6000,应采川多级减速机构，可以考虑三级减速机构，包括一•级外购减速器、一•级蜗轮蜗杆减速器，一级齿伦减速器。工作台回转速度在一定范围内可调，可釆用方案有:1）直流电动机+减速器2）变频交流调速电机+减速器3）步进电机+减速器直流电动机+减速器方案调速范围大，调节精度高，变频交流调速电机+减速器方案具有很好的性能价格比；步进电机+减速器方案控制粘确，可减少减速器设置级数。在与焊接机器人适配的焊接变位器对以完成空间曲血焊缝自动焊接，要求工作台回转运动和倾斜运动同吋进行，则倾斜机构和冋转机构都采用步进电机+减速器方案，变位器的运动由计算

5、机控制，以保证调节速度和定位精度4.焊接变位机设计4.1设计题H：0.25T~1.6T座式焊接变位机4.2技术数据：（典型数据示例）IT0.5T工作台回转电机驱动电机驱动T作台倾斜人工驱动电机驱动载重量500kg1000kg回转速度0〜lr/min()~1r/min倾斜速度计算0.5r/min工作台尺寸07000900重心高度h二400mmh=200mm偏心距e=160nune=100mm工作台倾斜角度度0—1359O「1354.3设计方案确定焊接变位机工作台，可采用立流电动机或步进电机驱动，因为垃流电动机调速范围人，而步进电机可数控同时满足调

6、速和定位控制的要求。工作台无级变速以满足口动焊接速度调整的要求。为满足工作台低速运转的要求，应设立儿级减速机构。工作台的倾斜运动一般是电动机经减速器减速后通过扇形齿伦带动工作台倾斜，也对以采用人力驱动的方式。工作台的倾斜一般是为了使焊件定位，所以其倾斜速度多是恒定的，可以采用异步电动机驱动。若采用人工驱动的方式，需要根据倾斜力矩以及人力功率计算出倾斜速度。在电动机驱动的工作台冋转、倾斜系统中，常设有一级蜗杆传动系统，使其具有白锁功能。4.4回转机构设计1）回转轴设计根据资料［1］对回转轴进行受力状况分析，计算危险截面弯矩、扭矩及当量弯矩：分析倾

7、斜角u、回转角0与最大当量弯矩Mxdmax关系，并计算岀最大当量弯矩：初步确定回转轴直径：V0］V［-］根据回转轴直径及回转轴受力选择轴承。根据回转机构方案设计回转轴结构尺寸并选择键。2）回转机构驱动功率计算及电机选择山资料［1］农2-1求取轴承支反力，预设有关尺寸R、&等；求轴承处的摩擦力矩MfM尸0.5f（Fada+Fbdb）求冋转轴的驱动功率NN=(Ge+Mf)n/9550n由驱动功率N及变位机技术要求选择电机类型和型号。3）设计回转轴减速机构根据回转轴设计速度和电机额定转速计算回转机构总传动比i；根据回转机构方案设计确定各级传动比；根据

8、传动功率和传动比的要求选择外购减速器型号；设计圆柱齿轮或蜗伦蜗杆减速器，进行受力分析，计算齿伦模数及相关尺寸，做强度校核。有关设计参照资料［2］及机械