焊接工裝夾具及變位機械

1、1、焊接機械裝備：？焊接工裝夾具：手動夾具；氣動夾具；液壓夾具；磁力夾具；電動夾具；真空夾具；混合式夾具；？焊接變位機械：焊工變位機械（焊工升降臺）；焊機變位機械：a）焊接操作機；b）電渣焊立架；焊件變位機械：a）焊接變位機；b）焊接回轉(zhuǎn)臺；c）焊接翻轉(zhuǎn)臺；d）焊接滾輪架。2、從使用范圍來分，焊接機械裝備又分為通用和專用兩大類。3、焊接機械裝備在焊接生產(chǎn)中的作用：采用焊接工裝夾具，零件由定位器定位，不用劃線，不用測量就能得到準(zhǔn)確的裝配位置，保證裝配精度，加快裝配作業(yè)進程，減輕工人的體力勞動，提高生產(chǎn)效率；能控制或消除焊接變形； 提高焊件的互換性能，縮短焊件的生產(chǎn)周期； 縮短裝配和施焊過程中焊件

2、翻轉(zhuǎn)變位的時間，減少輔助工時，提高了焊劑利用率和焊接 可使焊件處于最有利的施焊位置； 可擴大焊機的焊接范圍；可使手工操作變位機械操作，減少了人為因素對焊接質(zhì)量的影響；可使裝配和焊接集中在一個工位上完成，可減少工序數(shù)量，節(jié)約車間使用面積；能在條件困難、環(huán)境危險、不宜由人工直接操作的場合實現(xiàn)焊接作業(yè)；使焊接工序本身實現(xiàn)機械化和自動化，使焊接生產(chǎn)過程實現(xiàn)綜合機械化、自動化。4、由于焊接機械裝備的特點，還應(yīng)處理好以下的問題： 設(shè)計焊接機械設(shè)備時，應(yīng)使整個設(shè)備具有較好的密閉性； 設(shè)法使二次回路的一端從離焊件最近的地方引出； 在焊接機械裝備的傳動系統(tǒng)中，應(yīng)具有反行程自鎖性能；裝備本身應(yīng)具有較好的傳熱性能；

3、焊接裝備應(yīng)具有良好的通風(fēng)條件；焊接裝備的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)有利于將積聚在其上雜物方便的清除；保證焊接機頭具有良好的焊接可達性；夾緊機構(gòu)不能由于焊接變形產(chǎn)生的阻力使夾緊機構(gòu)松夾時不能復(fù)位；焊厚大件時，注意在焊縫始末端分別設(shè)置引弧板和引出板；設(shè)計焊接機械裝備的控制系統(tǒng)時，應(yīng)處理好焊件啟動、停止與焊機起弧、收弧的順序。5、焊接工裝夾具：是將焊件準(zhǔn)確定位并加緊，用于裝配和焊接的工藝裝備。6、焊接工裝夾具按動力源分為七類：手動夾具；氣動夾具；液壓夾具；磁力夾具；電動夾具；真空夾具；混合式夾具。7、焊接工裝夾具的特點（與機床夾具比較）：定位和夾緊時一個個單獨進行的； 能對某些零件給予反變形或者剛性的夾固，允許某些

4、零件在某一方向可以自由收縮； 裝焊完的結(jié)構(gòu)，尺寸增大，重量增加，形狀變得復(fù)雜，增加了從工裝夾具上卸下的難度； 工作時要承受焊件的重力、焊接應(yīng)力和夾緊力，有時還要承受裝配時的錘擊力；焊接工裝夾具是焊接電源二次回路的一個組成部分，因此絕緣和導(dǎo)電是設(shè)計注意問題；焊接工裝夾具設(shè)計難度較大；焊接工裝夾具用來保證焊接結(jié)構(gòu)各連接件的相對位置精度和整體結(jié)構(gòu)的行裝精度；一般焊接工裝夾具本身的制造精度和對焊件的定位精度低于相應(yīng)指標(biāo)。8、焊接工裝夾具的設(shè)計要求：應(yīng)具動作迅速、操作方便，操作位置應(yīng)處在工人容易接近、最宜操作的地方；應(yīng)具有足夠的裝配、焊接空間，不能影響焊接操作和焊工觀察，不妨礙焊件的裝卸；夾緊可靠，剛性

5、適當(dāng)；應(yīng)設(shè)置必要的安全連鎖保護裝置；夾緊時不應(yīng)損壞焊件的表面質(zhì)量，應(yīng)限制夾緊力或采取壓頭行程限位、加大壓頭接觸面積、加添銅鋁襯墊等措施；考慮操作手把的隔熱和防止焊接飛濺物對夾緊機構(gòu)和定位器表面的損傷；夾具的施力點應(yīng)位于焊件的支承處或者布置在靠近支承的地方；注意各種焊接方法在導(dǎo)熱、導(dǎo)電、隔熱、絕緣等方面對夾具提出的特殊要求；用于大型板焊結(jié)構(gòu)的夾具，要求足夠的強度和剛度；在同一夾具上，定位器和夾緊機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式不宜過多，并且盡量只選用一種動力源；(11)工裝夾具本身應(yīng)具有較好的制造工藝性和較高的機械效率；盡量選用已通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的夾緊機構(gòu)以及標(biāo)準(zhǔn)的零部件來制作焊接工裝夾具。9、焊接工裝夾具設(shè)計方案

6、的確定：?焊件的整體尺寸和制造精度以及組成焊件的各個坯件的形狀、尺寸和精度；?裝焊工藝對夾具的要求；?裝、焊作業(yè)可否在同一夾具上完成，或是需要單獨設(shè)計裝配夾具和焊接夾具；在裝配夾具上，焊件的所有焊縫能否在最有利的施焊位置上焊完；從裝配夾具上取下由裝配點定好位的部件時，是否會破壞各零件的相互位置；裝配時不需要使焊件翻轉(zhuǎn)變位，而在焊接時，則需要使焊件翻轉(zhuǎn)變位，若采用裝焊夾具方案，是否會使夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜化；裝配夾具定位器和夾緊機構(gòu)較多，若用于焊接，是否影響焊接機頭的焊接可達性；裝、焊作業(yè)若在同一夾具上完成，能否合理地組織裝配工人、焊接工人相互協(xié)調(diào)工作；車間的作業(yè)面積和起重運輸設(shè)備的負(fù)荷能力是否允許裝配

7、和焊接作業(yè)分別在各自的夾具上進行。?焊件的質(zhì)量。10 .定位器：保證焊件在夾具中獲得正確裝配位置的零件或部位，又稱定位元件和定位機構(gòu)。11 .定位器的主要結(jié)構(gòu)：擋鐵、支撐釘、定位銷、V行鐵、定位樣板五類。12 .對定位器的技術(shù)要求有耐磨度、剛度、制造精度和安裝精度。13 .夾具體：在夾具上安裝定位器和夾緊機構(gòu)以及承受焊件重量的部分。14 .對夾具體的要求是：有足夠的強度和剛度；便于裝配和焊接作業(yè)的實施；能將裝焊好的焊件方便地卸下；滿足必要的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、通水、通氣及通風(fēng)條件；容易清理焊渣、銹皮等贓物；有利于定位器、夾緊機構(gòu)位置的調(diào)節(jié)與補償；必要時，還應(yīng)具有反變形的功能。15 .焊件所需夾緊力的確

8、定(要求計算)：中心撓度：f=qr9q=-C=E364C冗r212(1-v2)16 .夾緊機構(gòu)：使焊件保持確定位置的各種機構(gòu)。夾緊機構(gòu)對焊件起夾緊作用，是夾具組成中的最重要最核心的部分，按動力源分：手動的、氣動的、液壓的、磁力的、真空的、電動的、混合的共七類。17 .氣動夾具的優(yōu)點：空氣在大氣中可以取之不竭，無介質(zhì)應(yīng)用損失和供應(yīng)上的困難，處理方便；壓縮空氣便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送；氣動材質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，成本低廉；氣動動作迅速，反應(yīng)快，操作控制方便，元件便于標(biāo)準(zhǔn)化，容易集中控制、程序控制和實現(xiàn)工序的自動化；氣動介質(zhì)清潔，管道不易堵塞，維護簡單；使用安全可靠。缺點：由于空氣具有可壓縮性，使工

9、作速度不易穩(wěn)定，因而外載變化對速度影響較大，也難于準(zhǔn)確地控制與調(diào)節(jié)工作速度；由于壓縮空氣壓力較低，與液壓相比，在同一出力下的結(jié)構(gòu)尺寸大得多。18 .組合夾具：由一些規(guī)格化的夾具元件，按產(chǎn)品裝配焊要求所拼裝配成的可拆式夾具。組合夾具按元件的連接形式不同，分為槽系和孔系兩大類。組合夾具的元件分為基礎(chǔ)件、支承件、定位件、導(dǎo)向件、壓緊件、緊固件、合成件、輔助件等8個類別。19 .專用夾具：在專用夾具體上，由多個不同的定位器和夾緊機構(gòu)組合成具有專一用途的復(fù)雜夾具。20 .焊接變位機械分類：焊工變位機械（焊工升降臺）；焊機變位機械：a）焊接操作機；b）電渣焊立架；焊件變位機械：a）焊接變位機；b）焊接回轉(zhuǎn)

10、臺；c）焊接翻轉(zhuǎn)臺；d）焊接滾輪架。21 .焊接變位機械應(yīng)具備的性能：焊件變位機械和焊件變位機械要有較寬調(diào)速范圍，穩(wěn)定的焊接運行速度及良好的機構(gòu)剛度；對尺寸和形狀各異的焊件，要有一定得適應(yīng)性；在傳動鏈中，應(yīng)具有一級發(fā)行程自鎖傳動，以免動力源突然切斷時，焊件因重力作用而發(fā)生事故；回程速度要快，但應(yīng)避免產(chǎn)生沖擊和振動；有良好的接電、接水、接氣設(shè)施，以及導(dǎo)熱和通風(fēng)性能；整個結(jié)構(gòu)要有良好的密閉性，以免焊接飛濺物的損傷；焊接變位機械要有聯(lián)動控制接口和相應(yīng)的自保護功能，以便集中控制和相互協(xié)調(diào)動作；工作臺面上應(yīng)刻有安裝基線，并設(shè)有安裝槽孔，能方便地安裝各種定位器件和夾緊機構(gòu)；兼作裝配用的焊件變位機械，其工作

11、臺面要有較高的強度和抗沖擊性能；用于電子束焊、等離子弧焊、激光焊和釬焊的焊件變位機械，應(yīng)滿足導(dǎo)電、隔磁、絕緣等方面的特殊要求。22 .焊件變位機械：在焊接過程中改變焊件空間位置，使其有利于焊接作業(yè)的各種機械設(shè)備。按功能分為：焊接變位機、焊接滾輪架、焊接回轉(zhuǎn)臺、焊接翻轉(zhuǎn)機。23 .焊接變位機：在焊接作業(yè)中將焊件回轉(zhuǎn)并傾斜，使焊件上的焊縫置于有利施焊位置的焊件變位機械。焊接變位機主要用于機架、機座、機殼、法蘭、封頭等非長形焊件的翻轉(zhuǎn)變位。（用途）焊接變位機按結(jié)構(gòu)形式分為三種：伸臂式焊接變位機；座式焊接變位機；雙座式焊接變位機。24 .焊接滾輪架：是借助主動滾輪與焊件之間的摩擦力，帶動焊件旋轉(zhuǎn)的變位

12、機械。焊接滾輪架按結(jié)構(gòu)分為長軸式滾輪架；組合式滾輪架兩類。制造和使用焊接滾輪架時，應(yīng)注意：滾輪軸線都在同一水平面內(nèi)，并相互平行；滾輪間距應(yīng)相等；滾輪架都位于同一中心線上。25 .防軸向竄動焊接滾輪架的執(zhí)行機構(gòu)：偏轉(zhuǎn)式執(zhí)行機構(gòu)；升降式執(zhí)行機構(gòu)；平移式執(zhí)行機構(gòu)。26 .焊接翻轉(zhuǎn)機：是將焊件繞水平軸轉(zhuǎn)動或傾斜，使之處于有利裝焊位置的焊件變位機械。常見的有框架式、頭尾架式、鏈?zhǔn)?、環(huán)式和推舉式等翻轉(zhuǎn)機。27 .焊接回轉(zhuǎn)臺：是將焊件繞垂直軸或傾斜軸回轉(zhuǎn)的焊件變位機械。主要用于焊接、堆焊與切割。28 .焊接變位機械：改變焊接機頭空間位置進行焊接作業(yè)的機械設(shè)備。它主要包括焊接操作機和電渣焊立架。焊接操作機：是

13、能將焊接機頭（焊槍）準(zhǔn)確送到待焊位置，并保持在該位置或以選定焊速沿設(shè)定軌跡移動的焊接機頭的變位機械。主要結(jié)構(gòu)形式有：平臺式操作機：主要應(yīng)用于外環(huán)縫和外縱縫的焊接；伸縮臂式操作機：可進行回轉(zhuǎn)體焊件的內(nèi)外環(huán)縫、內(nèi)外縱縫、螺旋焊縫的焊接，以及回轉(zhuǎn)體焊件內(nèi)外表面的堆焊，還可以進行構(gòu)件上的橫、斜等空間線性焊縫的焊接。門式操作機：主要用于板材的大面積拼接和筒體外環(huán)縫、外縱縫的焊接；橋式操作機：用于板材的拼接和板材與肋板的T形焊接；臺式操作機：用于小徑筒體內(nèi)環(huán)縫和內(nèi)縱縫的焊接。29 .焊工變位機械：是改變焊工空間位置，使之在最佳高度進行作業(yè)的設(shè)備。焊工升降臺常用結(jié)構(gòu)有肘臂式、套筒式、較鏈?zhǔn)饺N。30 .采用

14、焊接機器人的注意事項：從擬生產(chǎn)焊件的品種和批量及其變化頻率的論證，確認(rèn)焊件的生產(chǎn)類型，只有“多品種、小批量”生產(chǎn)性質(zhì)，才適宜采用焊接機器人；仔細(xì)分析焊件的結(jié)構(gòu)尺寸；焊件的材質(zhì)和厚度有利于采用點焊或氣體保護焊工藝，則宜采用焊接機器人；是否用于焊接產(chǎn)品的關(guān)鍵部位，能否把焊工從有害、單調(diào)、繁重的工作環(huán)境中解放出來；上游工序提供的坯件，在尺寸精度和裝配精度方面能否滿足機器人焊接的工藝要求；考慮機器人配套使用的外圍設(shè)備是否滿足機器人焊接的需要，是否能與機器人聯(lián)機協(xié)調(diào)動作；針對當(dāng)前產(chǎn)品需要提出同步協(xié)調(diào)控制要求外，適當(dāng)考慮今后產(chǎn)品發(fā)展的需要，向外方提出給予后續(xù)編程、測試的承諾；考慮工廠的現(xiàn)行管理水平、調(diào)試維修的技術(shù)水平和二次開發(fā)能力，能否保證對焊接機器人高質(zhì)、高效的應(yīng)用。31 .引入點焊機器人會取得的效益：機器人取代了笨重、單調(diào)重復(fù)的體力勞動；能更好的保證點焊質(zhì)量；可長時間重復(fù)工作，提高生產(chǎn)效率30%以上；組成柔性自動生產(chǎn)系統(tǒng)（FMS）,特別適應(yīng)產(chǎn)品開發(fā)和多品種生產(chǎn)，增強企業(yè)應(yīng)變能力。32 .點焊工藝對機器人的技術(shù)要求：點焊作業(yè)一般可采用點位控制（PTP）,其定位精度應(yīng)w±1m