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型材底托自动焊接设备的研究与应用

2016/5/4 10:32:57来源:运输包装作者:

  摘要:型材底托自动焊接设备为带钢型材产品及零件的自动化生产提供了新的解决方案。本文对这种设备进行了简单的介绍,从设备的组成结构、设备工作原理、设备达到的效果三个方面进行了深入的分析和研究。这些研究对于型材底托焊接的自动化生产线设计和搭建有着一定的指导作用。

  关键词:设备的组成结构;设备工作原理;设备达到的效果;自动化

  采用型材拼装制成的金属框架箱,用于一次性包装运输及储存,具有重量轻,成本低,拆装方便等特点。

 

图1  带钢型材金属箱

     其中,金属箱底托的结构定位点和焊接点较多,在大批制作时人工操作费时费力,严重影响工作效率。传统焊接方式的缺点是需要人工摆放结构件,定位不精准,造成焊点位置精度差,需要熟练工人操作。在焊接作业中需要几个人协作,分成按尺寸摆放焊件,固定焊件,调整焊接位置,最后再对各焊点逐一焊接等几道工序。这种传统的焊接方式在每个加工环节中均需要熟料工人的参与,这样会增加工人数量、加大劳动强度、容易出错、焊点精度差等劣势。目前,自动化加工已成为带钢型材产品加工的发展方向,它能有效提升加工精度,减少人工操作工序,降低产品成本。有必要提升产品的自动化生产能力。


图2   带钢型材金属箱底托焊接后成品示意图

  1.型材底托自动焊接设备工作原理

  带钢型材底托自动焊接设备具备的功能:按图纸规定的位置将准备焊接的异型箱底托各部件放置在推车上,并使用夹具固定。推车采用机械长轴系统,用电机驱动,可在导轨上前后移动(X轴向)。利用步进电机和X向工作台,可以提高点焊机的焊点位置精度。在导轨上设行程开关控制推车的行进范围,推车到达预定位置后自动停止。龙门架安装几组电焊头,可上升和下移,对底托进行点焊。数控多工位点焊机可一次安装五个焊接板件,10个点焊头同时工作,这样可以大大提高加工效率。


图3  带钢型材底托自动焊接设备示意图

  2.带钢型材底托在推车上的固定说明

  推车包括推车骨架、平面钢板、底梁固定槽、限位梁、固定环、限位槽钢、限位挡块、限位板、滑块、夹具等。这些固定装置能确保带钢型材底托在推车上准确定位,焊接全程无位移。

  带钢型材底托在推车上的固定顺序:

  ①按图纸规定的间隔尺寸将底梁固定槽放置在推车的平面钢板上,并用固定环和限位板固定;将带钢型材底托的全部底梁放入固定槽内;

  ②将带钢型材底托横梁按图纸规定的间隔尺寸放置在底梁上,并用夹具固定;


图4   带钢型材底托在推车上的固定示意图

  3.机械长轴系统

  设备采用机械长轴系统,包括电动机、联轴器、轴承(固定端)、螺母及螺母安装套、丝杠轴、轴承(支撑端)、导轨等部件。机械长轴通过丝杠等传动机构与推车等各部件刚性连接,图5所示的是机械长轴的结构图。当推车的一部分机组运动中受摩擦力等干扰影响而产生速度变动时,这种刚性连接系统会将此变动反馈给机械长轴,同时长轴会迫使其它机组跟随这种变动行动,这样就实现了各个机组的动态同步。

  主电机的驱动力矩通过机械长轴传递给各个机组,而各个机组又通过机械传动机构将力矩反馈给机械长轴,机械长轴在工作过程中受这些反馈力矩的综合作用。刚性联接使得各个机组相互耦合,由于这种刚性联接和耦合的存在,各个机组在各种状态下能够保持良好的同步。

  机械长轴的刚性联结、负载耦合和力矩综合反馈是机械长轴传动系统的最大特点之一,这些特点使得各个机组间的同步运动成为可能。


图5  丝杠传动系统示意图

 

原文作者:杨凯  赵煜  刘海英
工作单位:中国包装科研测试中心

 

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