专利名称：基于轨迹的大型封头堆焊组合式柔性焊接工作站的制作方法
技术领域：
基于轨迹的大型封头堆焊组合式柔性焊接工作站技术领域：
本实用新型涉及机械设计制造技术领域的一种自动化焊接设备，具体的 说，是一种基于轨迹的大型封头堆焊组合式柔性焊接工作站。
背景技术：
目前已知的大型封头堆焊是通过使用操作机和变位器来进行的，在操作 机上安装焊机，被堆焊封头安装在变位器的工作台上，采用手动调节进行堆 焊；先调整变位器，使被焊接工件的第一圈焊道处于水平位置(采用水平仪 手动测量)，再将操作机调整到合适位置，启动变位器旋转电机和焊机开始第 一圈堆焊；第一圈焊完后停机，再调整变位器使被焊接工件第二圈焊道处于 水平位置，再调整操作机到新的合适位置，启动变位器旋转电机和焊机开始 第二圈堆焊。重复以上步骤才能完成封头的大面积堆焊，每一圈都形成一个 横向接头。现焊接方法用于设备调整的工序长、操作比较复杂，而且停机的 时间多、生产效率不高，悍接产生的横焊缝容易影响堆焊的质量；现方法对 操作工人的要求很高，因为焊接时需要预热工件，调整工人需站在温度达120 。C度的工件上进行调整，工作条件恶劣，需要操作工人非常认真和细致地进 行操作。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，对大型焊接设备操作机和 变位器进行技术改造，在原有大型堆焊设备的基础上，通过已建立的数学模 型，开发设计一种采用程序控制的、基于轨迹的大型封头堆焊组合式柔性焊接工作站，以完成对组合式大型封头内壁不锈钢的自动堆焊。
为实现上述目的，本实用新型基于轨迹的大型封头堆焊组合式柔性焊接 工作站，含有旋转直流电机、摆动交流电机、变位器、焊接机头、焊接电源、 控制柜、纵向运动直流电机、操作机，其特征是，还包括旋转轴传感器、摆 动轴传感器、旋转编码器、数控跟踪装置；
在基板前端设置旋转直流电机，在旋转直流电机的旋转轴上设有旋转轴 传感器，在摆动交流电机的摆动轴上设有摆动轴传感器；操作机设置在基板 的支撑杆上，在操作机横梁前端设置数控跟踪装置，数控跟踪装置上安装有 焊接机头；在操作机横梁上设有用于检测横量进给位移的旋转编码器和纵向 运动直流电机；
控制柜主要由工业控制计算机、外围接口电路、计数器构成，通过旋转 轴传感器、摆动轴传感器控制变位器；通过旋转轴传感器、变位器控制旋转 直流电机采用自动调速；通过摆动轴传感器、变位器控制摆动交流电机采用 变频调速；操作机由计算机数字电位器控制采用自动调速。
本实用新型可通过建立不同的数学模型，堆焊不同类别的封头，可通过 编程改变推焊参数，如速度、焊带宽度等，以实现柔性焊接。
本实用新型基于轨迹的大型封头堆焊组合式柔性焊接工作站的有益效果 是，解决了大型封头内壁不锈钢堆焊中存在的设备调整工序长、操作复杂、 停机时间多、生产效率不高、焊接产生的横焊缝易影响堆焊质量等问题，提 高了工作效率和焊接质量，极大地改善了操作工人的工作环境。
附图是本实用新型基于轨迹的大型封头堆焊组合式柔性焊接工作站的结 构示意图。
图中的标号分别为1、旋转直流电机，2、旋转轴传感器，3、摆动交流电机，4、摆动轴 传感器，5、变位器，6、焊接机头，7、焊接电源，8、控制柜，9、纵向运动 直流电机，10、旋转编码器，11、操作机，12、数控跟踪装置，13、被堆焊封头。
具体实施方式
以下结合附图给出本实用新型的具体实施方式
。
本实用新型基于轨迹的大型封头堆焊组合式柔性焊接工作站是在原有大 型堆悍设的基础上，不改变其原有结构和使用功能进行组合使用，通过已建 立的数学模型，采用程序控制的方法来实现大型封头内壁的自动堆焊。本实 用新型含有旋转直流电机1、摆动交流电机3、变位器5、焊接机头6、焊接 电源7、控制柜8、纵向运动直流电机9、操作机ll，以及旋转轴传感器2、 摆动轴传感器4、旋转编码器10和数控跟踪装置12。
在基板前端设置旋转直流电机1，在旋转直流电机1的旋转轴上设有旋转 轴传感器2，在摆动交流电机3的摆动轴上设有摆动轴传感器4;操作机11 设置在基板的支撑杆上，在操作机11横梁前端设置数控跟踪装置12，数控跟 踪装置12上安装有焊接机头6;在操作机11横梁上设有用于检测横量进给位 移的旋转编码器10和纵向运动直流电机9。
控制柜8，即主控系统，主要由工业控制计算机、夕卜围接口电路、计数器 构成；控制柜8通过旋转轴传感器2、摆动轴传感器4控制变位器5;通过旋 转轴传感器2、变位器5控制旋转直流电机1采用自动调速；通过摆动轴传感 器4、变位器5控制摆动交流电机3采用变频调速；操作机11由计算机数字 电位器控制采用自动调速。
在大型封头不锈钢自动堆焊中，同弧段堆焊是指在封头的堆焊处到封头 的回转中心等距离的同一圆弧上的焊接过程；过渡段堆焊是指上一道堆焊完成后进入下一道堆焊的过渡焊接过程。在过渡段堆焊时需要变位器和操作机 的四个坐标轴协调运动。本实用新型是将纵向坐标独立出来，采用三轴联动
一轴跟踪的控制方案，在同弧段堆焊时只需变位器5的旋转运动与焊接机头6 的纵向跟踪运动；在过渡段堆焊时也釆用三轴联动一轴跟踪的控制方案。为 增加本设备的加工范围，在纵向坐标方向采用串联工作方式，初定位由原操 作机的升降机构完成，纵向跟踪由数控焊接跟踪系统完成。
权利要求1、基于轨迹的大型封头堆焊组合式柔性焊接工作站，含有旋转直流电机(1)、摆动交流电机(3)、变位器(5)、焊接机头(6)、焊接电源(7)、控制柜(8)、纵向运动直流电机(9)、操作机(11)，其特征在于，还包括旋转轴传感器(2)、摆动轴传感器(4)、旋转编码器(10)、数控跟踪装置(12)；在基板前端设置旋转直流电机(1)，在旋转直流电机(1)的旋转轴上设有旋转轴传感器(2)，在摆动交流电机(3)的摆动轴上设有摆动轴传感器(4)；操作机(11)设置在基板的支撑杆上，在操作机(11)横梁前端设置数控跟踪装置(12)，数控跟踪装置(12)上安装有焊接机头(6)；在操作机(11)横梁上设有用于检测横量进给位移的旋转编码器(10)和纵向运动直流电机(9)；控制柜(8)主要由工业控制计算机、外围接口电路、计数器构成；控制柜(8)通过旋转轴传感器(2)、摆动轴传感器(4)控制变位器(5)；通过旋转轴传感器(2)、变位器(5)控制旋转直流电机(1)采用自动调速；通过摆动轴传感器(4)、变位器(5)控制摆动交流电机(3)采用变频调速；操作机(11)由计算机数字电位器控制采用自动调速。
专利摘要本实用新型基于轨迹的大型封头堆焊组合式柔性焊接工作站，含有旋转直流电机、摆动交流电机、变位器、焊接机头、焊接电源、控制柜、纵向运动直流电机、操作机，还包括旋转轴传感器、摆动轴传感器、旋转编码器、数控跟踪装置；其控制柜主要由工控机、外围接口电路、计数器构成，通过旋转轴传感器、摆动轴传感器控制变位器；控制柜控制旋转直流电机自动调速，控制摆动交流电机变频调速；在横梁上设有旋转编码器和纵向运动直流电机；并可通过不同数学模型、改变编程实现柔性焊接。本实用新型的优点是，解决了已有技术设备调整工序长、操作复杂、停机时间多、生产效率低、质量易影响等问题，提高了焊接质量和工作效率，并改善了操作环境。
文档编号B23K37/02GK201140320SQ20072007402
公开日2008年10月29日 申请日期2007年8月23日 优先权日2007年8月23日
发明者于忠海 申请人:上海电机学院