【正文】 槍保持不動(dòng)，這必然導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低。4機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是本文創(chuàng)新之處，為了滿足焊接工藝要求重新設(shè)計(jì)，焊接過(guò)程中工作臺(tái)承載工件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。從電極電壓為23V，電流為100A。注意的是保護(hù)氣應(yīng)該延后斷氣，且兩電極相互絕緣，焊槍也要配備強(qiáng)大的雙冷卻系統(tǒng)。在單絲MAG焊接中,提高焊接速度是很有限的，因?yàn)樵黾雍附铀俣缺仨毎殡S著電弧電壓的升高，熔池變得難以控制。本設(shè)備焊接過(guò)程中氣體流量定為1015L/min。但是當(dāng)逆變焊機(jī)出現(xiàn)后，充分利用電子電抗器調(diào)節(jié)電源動(dòng)特性，選用很小的直流電感，所以勿需采用上述方法，都可以得到很可靠的引弧過(guò)程。在整流焊機(jī)中往往利用電流電感調(diào)節(jié)焊機(jī)的動(dòng)態(tài)特性，以便減小飛濺和改善成形，但是卻降低了，而降低了引弧功率。因此，調(diào)節(jié)電源外特性可以方便的提高焊接質(zhì)量。焊絲末端固態(tài)金屬熔球直徑小，A點(diǎn)接觸面積小，通過(guò)接觸面的電流密度增加，電阻熱增加。這時(shí)爆斷的焊絲長(zhǎng)度大于維持電弧燃燒的長(zhǎng)度，所以電弧無(wú)法建立。另外，固態(tài)金屬熔球直徑越大，焊絲伸出長(zhǎng)度部分的熱容量也就越大，如圖 。 因?yàn)閺暮附右〉椒€(wěn)定的射流過(guò)渡需要一定的時(shí)間，在未達(dá)到穩(wěn)定射流過(guò)渡之前的熔滴過(guò)渡形式為不規(guī)則的短路過(guò)渡與大顆粒過(guò)渡的混合，所以會(huì)產(chǎn)生大量的焊接飛濺，即引弧過(guò)程是不穩(wěn)定的過(guò)程。對(duì)于MAG焊接，焊絲端部的熔滴與熔池短路接觸(短路過(guò)渡)，由于強(qiáng)烈過(guò)熱和磁收縮的作用使熔滴爆斷，產(chǎn)生飛濺，影響焊接質(zhì)量和焊縫外形。峰值電流增加，平均電流值也會(huì)增加，熔深也會(huì)增加。峰值電流減少，熔滴變大。峰值電流時(shí)間表示的是電流處在峰值時(shí)的時(shí)間，它和熔滴的大小有關(guān)，以ms為單位。當(dāng)斜率增加時(shí)，電弧的硬度也會(huì)增加。而各部分之間的交互作用決定了波形具體的輸出特征?？刂颇茉摧敵龅能浖ㄟ^(guò)優(yōu)化輸出，為焊接提供了各種熔滴過(guò)渡形式所需的最佳電流波形。波形控制工藝(PMW)的獨(dú)特概念反映了逆變換流器變壓電源的特色。逆變電源被稱為‘‘明天的電源’’，其在焊接設(shè)備中的應(yīng)用為焊接設(shè)備的發(fā)展帶來(lái)了革命性的變化。為了保證焊接電弧穩(wěn)定燃燒和適應(yīng)各種焊接工藝要求，弧焊電源具有下列特殊要求[7]：(1)弧焊電源的靜特性(或稱外特性)即穩(wěn)態(tài)輸出電流和輸出電壓之間的關(guān)系，有下降特性(恒流特性)和平特性(恒壓特性)。常規(guī)的MAG焊接方法的效率與傳統(tǒng)的焊條電弧焊相比提高了3～4倍，因此，通常將其視作高效焊接法。焊接設(shè)備包含大量的電氣管道，冷卻水管路等，工作臺(tái)不可能順著一個(gè)方向轉(zhuǎn)。 圖 三工位回轉(zhuǎn)臺(tái)及自動(dòng)上下料機(jī)械手示意圖相對(duì)于二工位方案，三工位方案在操作空間及焊接速度上具有優(yōu)勢(shì)，兩個(gè)機(jī)械手分別負(fù)責(zé)上料和下料也可以保證互不干涉，但機(jī)械手抓取時(shí)工件的定位可能會(huì)容易出現(xiàn)偏差，因?yàn)楣ぜ诹魉€上傳輸過(guò)來(lái)的時(shí)候難免會(huì)有晃動(dòng)，導(dǎo)致每個(gè)工件的位置都不一樣。三工位回轉(zhuǎn)臺(tái)的方案如圖 。從前文所述的設(shè)備工作流程中可以看出，對(duì)設(shè)備的改造主要是回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)，在焊接的同時(shí)，也可以進(jìn)行上下料的操作，這樣，整個(gè)的周期時(shí)間就縮短為焊接時(shí)間加上工作臺(tái)回轉(zhuǎn)的時(shí)間。 EVI fitting 焊接設(shè)備是生產(chǎn)線的瓶頸工作站，從各個(gè)動(dòng)作的周期時(shí)間可以看出，時(shí)間大部分都浪費(fèi)在上下料的操作上。MIG/MAG焊接中，當(dāng)焊接電流低于臨界電流值時(shí)，如果采用帶脈沖的電源，其脈沖電流仍然大于臨界電流值，電弧便能呈射流過(guò)渡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無(wú)飛濺焊接[6]。使用的焊絲直徑越細(xì)，電弧的自身調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)，電弧越穩(wěn)定，飛濺越少，這就是MAG焊接用細(xì)焊絲的原理。本設(shè)備采用這種焊接工藝，焊接時(shí)當(dāng)焊絲端部的熔滴與熔池短路接觸(短路過(guò)渡)時(shí)，由于強(qiáng)烈過(guò)熱和磁收縮的作用使熔滴爆斷，產(chǎn)生飛濺，對(duì)焊縫質(zhì)量及外觀都有影響。對(duì)焊接工藝的改進(jìn)主要是為了提高焊接質(zhì)量及焊接速度[5]。 焊接工藝是指焊接過(guò)程中的一整套工藝程序及其技術(shù)規(guī)定。(3) 焊槍自動(dòng)移動(dòng)機(jī)構(gòu)：由焊槍單獨(dú)(X、Y、Z)方向可調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，焊槍移動(dòng)機(jī)構(gòu)等幾部分組成。(2) 轉(zhuǎn)臺(tái)：由日本三菱PLC控制安川伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，由定位夾具、定位氣缸及定位銷等組成。(1) 工作臺(tái)及機(jī)身：鋼結(jié)構(gòu)焊接件，焊接后整體采用人工回火處理，并經(jīng)精加工而成保證機(jī)架長(zhǎng)時(shí)間工作后精度不因應(yīng)力變形而受到影響。設(shè)備的行程空間在設(shè)計(jì)時(shí)有一定的靈活性，考慮到為長(zhǎng)度比現(xiàn)有型號(hào)還長(zhǎng)25% 的壓縮機(jī)留有一定的空間。設(shè)計(jì)時(shí)必須全面考慮各種條件和要求，進(jìn)行綜合分析和決策，求得正確的解決方案[4]。同時(shí)，在機(jī)械設(shè)計(jì)中經(jīng)常要考慮的環(huán)境因素很多，如溫度、濕度、照明、噪聲、振動(dòng)、粉塵、風(fēng)力及有毒物質(zhì)等。焊件的夾緊機(jī)構(gòu)對(duì)保證焊件的焊接質(zhì)量和提高焊接效率起著十分重要的作用。焊槍夾持器和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是專用焊接設(shè)備的重要組成部分之一，其作用是使操作者能方便地將焊槍對(duì)準(zhǔn)所焊接縫，并調(diào)整至所要求的最佳位置。機(jī)架可以采用型鋼、板材等組焊而成，焊后經(jīng)消除應(yīng)力處理后再進(jìn)行機(jī)械加工[2]。大轉(zhuǎn)臺(tái)旋入2s進(jìn)槍(上夾具精定位)2s焊接(小轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn))12s退槍2s大轉(zhuǎn)臺(tái)旋出2s下料15s 機(jī)架形式主要取決于所焊工件的形狀和大小，最常用的有：側(cè)梁式、立柱式、懸臂式、龍門式和立柱橫梁式等，機(jī)架的作用主要是安裝焊接機(jī)頭及其移動(dòng)機(jī)構(gòu)、焊件變位機(jī)械和夾緊支撐機(jī)構(gòu)等。在焊接的同時(shí)進(jìn)行上下料是可行的，但是必須需要兩個(gè)作業(yè)員，分別負(fù)責(zé)上料和下料。將工件放入輸送盤，重復(fù)以上過(guò)程實(shí)現(xiàn)連續(xù)焊接。如果啟動(dòng)裝料完成按鈕則大轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)180176。(2)機(jī)器自動(dòng)焊接上夾具動(dòng)作，fitting 內(nèi)孔定位銷下降進(jìn)行精定位，焊槍到位開(kāi)始焊接，同時(shí)下夾具轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)盤以fitting為中心由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn))。裝夾到定位支承座上，并啟動(dòng)吸氣管定位夾具自動(dòng)動(dòng)作進(jìn)行粗定位。為了防止漏氣需對(duì)連接處焊接密封，本設(shè)備要完成的就是這道工序，要求保證焊接質(zhì)量同時(shí)使焊縫外形美觀，接頭能通過(guò)靜態(tài)液壓測(cè)試，耐壓為1000psi，設(shè)備生產(chǎn)速度達(dá)到20s/臺(tái)(包括上下料時(shí)間)。并且畫出電氣原理圖，同時(shí)熟悉梯形圖的編程。c) 電氣控制運(yùn)用所學(xué)的控制方面的知識(shí)，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)安全，準(zhǔn)確，可靠的運(yùn)行。b) 機(jī)械結(jié)構(gòu)部分的重新設(shè)計(jì) 將原有設(shè)備改造成回轉(zhuǎn)工位(二工位)，回轉(zhuǎn)臺(tái)由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)保證精確定位。查閱國(guó)內(nèi)外最新的研究成果，結(jié)合實(shí)際工件的尺寸和焊接要求，整合出最優(yōu)的焊接參數(shù)。 本課題主要研究的內(nèi)容本課題對(duì)EVI fitting 焊接設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其達(dá)到縮短加工周期，提高焊接質(zhì)量，易維護(hù)保養(yǎng)的目的。近年來(lái)，通過(guò)焊接設(shè)備行業(yè)的自行開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、引進(jìn)技術(shù)和合資生產(chǎn)，我國(guó)的自動(dòng)、半自動(dòng)焊機(jī)的技術(shù)水平有了很大的提高。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)，我國(guó)逆變焊機(jī)在品種、規(guī)格不斷增加的同時(shí)，其產(chǎn)量和銷售量每年以近30%的速度增長(zhǎng)。逆變式焊接電源所占比重越來(lái)越大。而在焊接設(shè)備中所采用的微機(jī)控制系統(tǒng)，已由早期低檔的Z80、6502等單板機(jī)發(fā)展為目前常用的Mcs59PIC等系列的工業(yè)用單片機(jī)、PC工控機(jī)以及可編程控制器(PLC)[1]。目前，世界各國(guó)都著重于提高焊接生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化水平，盡量采用各種高效率的機(jī)械化、自動(dòng)化的焊接方法、焊接設(shè)備及控制系統(tǒng)。焊接在生產(chǎn)建設(shè)中的應(yīng)用已日趨廣泛，進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量、改善勞動(dòng)條件、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率已成為所有焊接工作者的強(qiáng)烈愿望，而采用自動(dòng)控制技術(shù)則是達(dá)到上述目的的正確途徑。 國(guó)內(nèi)外研究狀況及分析焊接已經(jīng)從一種傳統(tǒng)的熱加工技藝發(fā)展到了集材料、冶金、結(jié)構(gòu)、力學(xué)、電子等多門類科學(xué)為一體的工程工藝學(xué)科。因此，急需對(duì)EVI fitting 焊接設(shè)備進(jìn)行改造，將其加工周期時(shí)間從原來(lái)的46縮短到20以內(nèi)，并提高焊接質(zhì)量。在壓縮機(jī)的生產(chǎn)中，焊接作為最重要的一道工序?qū)φ麄€(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量有重要的影響，焊接接頭在密封的同時(shí)必須能夠承受一定的壓力。當(dāng)代許多最重要的技術(shù)問(wèn)題必須采用焊接才能解決，而且接頭要在各種條件，甚至極限條件下工作。 The application of the welding in production is increasing widely. Further improving of the welding quality, welding efficiency and the working conditions has bee a main course of manufacture. In this thesis, gives a blue prints and general analysis of EVI fitting welding equipment according to the real condition requirment such as the shape, the measurement and the precision. It also optimizes the procedure of striking arc based on the latest domestic and international research of the welding techni