1、 产品用途

本设备为四轴联动数控系统,应用于化工压力容器、电站锅炉、核电设备、食品制药设备、造船与海洋工程及国防工业等行业,可在压力容器制造中完成以下功能:

(1)在圆柱壳体和圆锥形壳体上进行接管的马鞍形自动埋弧焊接;

(2)在椭球封头和球形封头上进行接管的马鞍形自动埋弧焊接。

接管与壳体相贯形式可以为正交、偏心垂直相交等形式。

2、产品结构及原理

本设备可用卡盘卡(或撑管架撑)在接管上。其机械主体完成圆柱坐标运动,调整旋转主轴与焊接接管中心轴接近同轴,完成圆柱坐标的旋转运动,一个伸缩臂完成焊接旋转半径调节,伸缩臂端部安装一个升降杆完成升降运动(即沿接管母线方向运动)。在升降杆的底部有一个枪摆轴,完成焊枪姿态调整,由此完成空间相贯曲线的运动。控制箱、焊丝盘和自动送丝机悬挂在机械主体上绕旋转主轴一起水平旋转,两个电路滑环分别完成电器控制和焊接电流的传输,以实现焊接多圈旋转,气路滑环完成切割或焊接气体的传输。

本设备对心就是将设备的卡盘(或撑管架)放到接管里,然后找好水平,将设备用卡盘卡紧(或撑管架撑紧),设备运动圆心即与接管中心重合。

控制系统采用基于CAN总线的多CPU控制方式,控制主机采用图形界面,完成人机交互(参数输入、状态显示监测)运动曲线的计算,而后下传给各个下位机,下位机分别完成每个运动轴的控制,并且各运动控制轴和主机之间保持通讯,使在多圈长时间运动中保持协调同步。控制策略上采用了程序控制、示教控制相结合的控制策略。如果单纯采用程序控制无法适应实际生产中壳体不准确接管和机器人定位不准带来的误差,单纯采用示教方式示教点多,示教量大,且每个接管都要示教,效率低。充分利用了各种控制方法的特点,既利用了程序控制简单准确、示教控制灵活的优点,又避免了程序控制灵活性差,单纯示教控制繁琐、示教量大的缺点。输入参数后,示教四点或多点即可开始焊接。设计了手操器,可进行手操位置调整和自动焊接过程中的人工干预。通过以上设计保证了焊接的高质量、高精度、高效率和高可靠性。

3、设备性能特点及技术独到之处:

(1)焊接形式多样。不但可以焊接正马鞍形,还可以焊接偏马鞍形,以及完成多种接管与壳体复杂空间相贯形式的角焊缝埋弧自动焊。

(2)有在线示教功能。在控制上采用了程序控制、示教和人机共享控制相结合的控制策略,实现了各运动轴间的协调控制,解决了实际生产中遇到的大型壳体外形固有的不标准、接管与壳体对接不准、焊机与接管定位不准影响焊接位置精度的问题。

(3)焊接速度分段设定,智能控制功能,确保焊接的精度和质量。

焊接过程中,上下坡直接影响到熔池的流动,造成焊缝堆高的差异,为了尽可能减少这种差异,通常在下坡时速度快些,在上坡时速度须慢些。可根据焊接规范参数及焊缝坡口角度坡度来设定速度。

(4)焊枪摆动角度可随控制而变化,可实现焊枪的变角度焊接。

(5)设备有无限旋转气路滑环、电滑环,可避免气管和电缆缠绕,还可通过调换焊机分别进行普通埋弧焊、细丝埋弧焊和气体保护焊。

(6)设备操作灵活,功能扩展性强。可以实现自动变轨、人工变轨等多种操作控制方式,还可以在任意位置起停、正反向焊接。不但实现了焊缝自动压道排列,连续多圈焊接,还可以完成多种不同形式自动焊要求的运动控制方式。焊接具备自动排道功能。

(7)参数化输入,图形界面,人机交互,工人操作简单方便,焊接曲线计算自动完成,不需查表输入,减少工人工作量,使实际操作变得简单快捷。

(8)控制系统可靠性高。系统可以抵抗焊接现场的强电磁干扰及粉尘。采用工业级PC机作上位机,模块化结构,无风扇设计,系统的可靠性高。

(9)自行设计的数控系统,设备功能可以根据客户的要求进行相应升级。

(10)设备使用、维护和维修方便。采用多CPU现场总线控制系统结构。工业PC采用图形界面完成人机交互、参数输入,完成控制运算及控制数据生成并传给各个运动轴的控制单元。每个运动轴有一个CPU单独控制,提高了设备的可靠性,极大的方便了设备的生产、调试,方便了用户的使用、维护和维修。

(11)卡盘式固定方式,设备可流动作业,灵活方便。

4、功能及技术参数

表1接管直径系列 单位:mm

接管直径	基本尺寸范围
伸缩臂运动距离	升降臂运动距离(马鞍落差)
1	60 ~ 630	400	400
2	100~ 1600	750	450

以上参数可根据用户要求定制。

1) 接管外径:Φ100mm ~ 1600mm

2) 接管高度:< 1000mm

3) 马鞍量:< 450mm

4) 焊接厚度:200mm(或定制)

5) 回转速度:0 ~ 2rpm

6) 焊道与水平倾角<12°

7) 采用的埋弧焊机、送丝机由用方指定,或根据用户技术要求选配。

标配为LINCOLN DC-1000 焊接电源、相配的控制箱及送丝机(如NA-5控制箱及送丝机头)

8) 焊接电流: < 1000A

9) 送丝直径:2.5~4.0mm

10) 工作环境:温度:-10℃ ~ +55℃;湿度:90%以下,不结露

11) 控制系统电源:二相AC 220V 50Hz ,2kW

12) 设备总重:200Kg

13) 设备尺寸: 160011001800mm