焊接變位機(jī)的發(fā)展簡介

焊接變位機(jī)的發(fā)展簡介在我國，焊接變位機(jī)也已悄然成為制造業(yè)的一種不可缺少的設(shè)備，在焊接領(lǐng)域把它劃為焊接輔機(jī)。近十年來，這一產(chǎn)品在我國工程機(jī)械行業(yè)，有了較大的發(fā)展，獲得了廣泛的應(yīng)用。就型式系列和品種規(guī)格而言，已問世的，約有十余個(gè)系歹U,百余品種規(guī)格，正在形成一個(gè)小行業(yè)。希望這一產(chǎn)品能健康、有序、迅速的發(fā)展；企業(yè)能在一個(gè)平等的技術(shù)上競爭。在我國，乃至國際范圍內(nèi)，有關(guān)焊接變位機(jī)的基本概念、型式與分類、主要技術(shù)參數(shù)等，存在不統(tǒng)一的問題，甚至存在某些量綱混淆問題?在人們的眼里，可能認(rèn)為焊接變位機(jī)是一個(gè)無足輕重的產(chǎn)品。然而，在國際上,包括各種功能的產(chǎn)品在內(nèi)，有百余系列。在技術(shù)上有普通型的；有無隙傳動(dòng)伺服控制型的；產(chǎn)品的額定負(fù)荷范圍，達(dá)到O.lkN?18000kN?？梢哉f，焊接變位機(jī)是一個(gè)品種多，技術(shù)水平不低，小、中、大發(fā)展齊全的產(chǎn)品。一般說來，生產(chǎn)焊接操作機(jī)、滾輪架、焊接系統(tǒng)及其他焊接設(shè)備的廠家，大都生產(chǎn)焊接變位機(jī)；生產(chǎn)焊接機(jī)器人的廠家，大都生產(chǎn)機(jī)器人配套的焊接變位機(jī)。但是,以焊接變位機(jī)為主導(dǎo)產(chǎn)品的企業(yè)，非常少見。德國Severt公司，美國Aroson公司等，算是比較典型的生產(chǎn)焊接變位機(jī)的企業(yè)。德國的CLOOS、奧地利igm、日本松下機(jī)器人公司等，都生產(chǎn)伺服控制與機(jī)器人配套的焊接變位機(jī)。以下僅就變位機(jī)型式、第一主參數(shù)等做些介紹。焊接變位機(jī)德國Severt公司該公司主要生產(chǎn)8種類型的產(chǎn)品，其中7種是焊接變位機(jī)。每種型式的焊接變位機(jī)，按其功能講，均包括基本型、調(diào)速型、CNC程控型和機(jī)器人配套型等4種產(chǎn)品。S10型，包括S10.1、2、3、4型等4個(gè)產(chǎn)品系列。即：①L型雙回轉(zhuǎn)式、L型雙回轉(zhuǎn)升降式；②L型雙回轉(zhuǎn)-傾翻式、L型雙回轉(zhuǎn)-傾翻升降式；③2XL型雙回轉(zhuǎn)式、2XL型雙回轉(zhuǎn)升降式；④2XL型雙回轉(zhuǎn)-傾翻式、2XL型雙回轉(zhuǎn)-傾翻升降式。S20型，包括S20.1、2型2個(gè)產(chǎn)品系列。即：①單座單回轉(zhuǎn)式、單座單回轉(zhuǎn)升降式；②C型雙回轉(zhuǎn)式。S30型，包括S30.1、2型2個(gè)產(chǎn)品系列。即：①立式單回轉(zhuǎn)；②立式單回轉(zhuǎn)雙工位。（4） S40型，包括S40.1、2、3、4、5、6、7等7個(gè)產(chǎn)品系列。即：①雙座單回轉(zhuǎn)分體式；②雙座首尾單回轉(zhuǎn)式；③H型雙座雙回轉(zhuǎn)式；④雙座首尾單回轉(zhuǎn)尾架移動(dòng)式；⑤雙座首尾傾翻尾架移動(dòng)式；⑥雙座3軸單回轉(zhuǎn)式；⑦單座滾圈單回轉(zhuǎn)式、雙座滾圈單回轉(zhuǎn)尾架移動(dòng)式。（5） S50型：包括S50.1、2、3、4、5、6、7型，7個(gè)多軸（自由度）產(chǎn)品系列。即：①立式3軸單回轉(zhuǎn)雙工位式；②立式單回轉(zhuǎn)雙工位2X傾翻一回轉(zhuǎn)式（5軸）；③立式單回轉(zhuǎn)多工位2XL型雙回轉(zhuǎn)式（5軸）；④立式單回轉(zhuǎn)雙工位2XL型雙回轉(zhuǎn)傾翻式（7軸）；⑤立式單回轉(zhuǎn)雙工位2X雙座單回轉(zhuǎn)式（3軸）；⑥立式單回轉(zhuǎn)雙工位2XC型雙回轉(zhuǎn)式（5軸）；⑦立式單回轉(zhuǎn)雙工位2X臥式單座單回轉(zhuǎn)（3軸）。（6） S60型：包括S60.1、2型2個(gè)產(chǎn)品系列。即：①傾翻一回轉(zhuǎn)式（0°?90°）；②傾翻一回轉(zhuǎn)式（±90°）。（7） S70型：包括S70.1、2、3型3個(gè)產(chǎn)品系列。即：①立式多工位式4軸（4自由度）單回轉(zhuǎn)；②立式多工位2X傾翻一回轉(zhuǎn)式（6自由度）；③立式4工位立式4軸單回轉(zhuǎn)。以上共33個(gè)產(chǎn)品型式，每種型式都包括上述四種功能的產(chǎn)品，相當(dāng)于132個(gè)產(chǎn)品系列。額定負(fù)荷為100dN?10kdN。美國Aroson公司美國Aroson公司生產(chǎn)的焊接設(shè)備有焊接變位機(jī)、操作機(jī)、滾輪架等，可稱世界之最。這個(gè)公司生產(chǎn)的焊接變位機(jī)，主要類型為傾翻一回轉(zhuǎn)式、傾翻一回轉(zhuǎn)升降式、雙座雙回轉(zhuǎn)式，雙座單回轉(zhuǎn)式和雙座單回轉(zhuǎn)升降式。其承載能力范圍為11kg?1810噸。⑴手動(dòng)雙回式。C系列，型號(hào)C1000、2000、4000。承載能力25磅?4000磅。⑵小型傾翻-回轉(zhuǎn)式。LD系列，型號(hào)LD60N、150N、300N，承載能力分別為132磅、330磅、660磅。⑶傾翻-回轉(zhuǎn)式，傾翻角度135°。D、HD系列，承載能力314磅?7萬磅⑷傾翻-回轉(zhuǎn)（換銷）定位升降式，傾翻角度135°。AB系列（30?AB1200），承載能力4300磅?12萬磅。⑸傾翻-回轉(zhuǎn)（齒輪齒條）無級(jí)升降式，GE系列，傾翻角度135°，型號(hào)（GE25?GE3500，承載能力2500磅?35萬磅。⑹傾翻-回轉(zhuǎn)式，傾翻角度90°，G系列，G400?G4-MEGA型，承載能力4000磅?400萬磅。⑺雙座雙回轉(zhuǎn)式，DCG系列，最大產(chǎn)品承載能力為500噸。⑻單回轉(zhuǎn)式HTS系列，HTS5、9、12、20、32、40、50、60、90、160、240，承載能力為500磅?24萬磅。⑼單回轉(zhuǎn)（齒輪齒條）升降式，HTS-GE系列，HTS5GE、HTS240GE，承載能力為500磅?24萬磅。德國LCOOS公司德國LCOOS公司是國際上生產(chǎn)焊接設(shè)備的大型公司之一。生產(chǎn)焊接機(jī)器人、焊機(jī)等產(chǎn)品。也生產(chǎn)作為焊接機(jī)器人外部軸的焊接變位機(jī)。在我國，除可見到與焊接機(jī)器人系統(tǒng)配套進(jìn)口的L型雙回轉(zhuǎn)式、傾翻-回轉(zhuǎn)式和單回轉(zhuǎn)式變位機(jī)外，還生產(chǎn)臥式單坐單回轉(zhuǎn)WPV、立式單回轉(zhuǎn)RR502以及各種多軸焊接機(jī)器人配套的變位機(jī)，如立式多工位2X臥式單回轉(zhuǎn)R-WPV2型（3軸）、立式多工位2XC型雙回轉(zhuǎn)式R-WPV2-CD（5自由度）、立式多工位2X傾翻-回轉(zhuǎn)GR-WPK2（5軸）、立式多工位2X傾翻-回轉(zhuǎn)X單回移動(dòng)轉(zhuǎn)式GR-WPK2-CD（9軸）等。這些產(chǎn)品的主參數(shù)，最大允許承載能力（max.admissibleloadcapacity）用N表示。日本松下（Panasonic）公司日本松下公司也是機(jī)器人制造公司。這個(gè)公司生產(chǎn)的機(jī)器人外部設(shè)備一焊接變位機(jī)有12個(gè)系列。他們把傳動(dòng)裝置、機(jī)座、夾具體等作成了標(biāo)準(zhǔn)模塊，集合而成這些產(chǎn)品系列。按軸數(shù)和結(jié)構(gòu)型式分類。1軸變位機(jī)3個(gè)系列，即：立式單回轉(zhuǎn)、臥式單座單回轉(zhuǎn)、雙座單回轉(zhuǎn)式；2軸變位機(jī)有5個(gè)系列，即：C、L、H、準(zhǔn)L型雙回轉(zhuǎn)式及2X臥式單座單回轉(zhuǎn)式；3軸變位機(jī)有3個(gè)系列，即：立式多工位2X立式單回轉(zhuǎn)、臥式多工位2X雙座單回轉(zhuǎn)式、2X臥式單座單回轉(zhuǎn)式；5軸變位機(jī)有1個(gè)系列，立式多工位2XL型雙回轉(zhuǎn)式。最大有效負(fù)荷（Max.payload）200kg、500kg、1000kg。焊接變位機(jī)的定義在我國，焊接變位機(jī)是一個(gè)年青的產(chǎn)品。由于制造業(yè)之間發(fā)展水平的差異，很多企業(yè)的焊接工位，還沒有裝備焊接變位機(jī)；同時(shí)，相關(guān)的研究也比較薄弱。迄今為止，沒有專門著作去研究它的定義和分類。對(duì)它的稱呼也就不可能規(guī)范化了。同一種設(shè)備，不同的企業(yè)和不同的人可能有不同的稱呼。如：轉(zhuǎn)胎、轉(zhuǎn)臺(tái)、翻轉(zhuǎn)架、變位器、變位機(jī)等。為此，我們需要賦予它一個(gè)定義。我們稱：用來拖動(dòng)待焊工件，使其待焊焊縫運(yùn)動(dòng)至理想位置進(jìn)行施焊作業(yè)的設(shè)備，稱焊接變位機(jī)。也就是說，把工件裝夾在一個(gè)設(shè)備上，進(jìn)行施焊作業(yè)。焊件待焊焊縫的初始位置，可能處于空間任一方位。通過回轉(zhuǎn)變位運(yùn)動(dòng)后，使任一方位的待焊焊縫，變?yōu)榇呛浮⑵胶富蚱浇呛甘?焊作業(yè)。完成這個(gè)功能的設(shè)備稱焊接變位機(jī)。它改變了可能需要立焊、仰焊等難以保證焊接質(zhì)量的施焊操作。從而，保證了焊接質(zhì)量，提高了焊接生產(chǎn)率和生產(chǎn)過程的安全性。主自由度及全功能焊接變位機(jī)可以肯定的講，如果一臺(tái)變位機(jī)拖動(dòng)焊件，僅做直線運(yùn)動(dòng)，哪怕是三維的，也不可能改變焊縫的姿態(tài)，滿足施焊要求。也就是說，變位運(yùn)動(dòng)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，稱此回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為變位機(jī)的主自由度。還可以做這樣一個(gè)假設(shè)：在X、Y、Z直角坐標(biāo)系下，設(shè)有一空間直線焊縫，繞Z軸可在360°范圍內(nèi)回轉(zhuǎn)，且這個(gè)Z軸連同這一焊縫又可繞X（或Y）軸在三180°范圍內(nèi)回轉(zhuǎn)，那么，經(jīng)此變位的焊縫，便可變到船角焊位置進(jìn)行施焊作業(yè)。換言之，一個(gè)焊口由兩個(gè)面的共線MN和夾角a組成，在上述兩個(gè)回轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，經(jīng)恰當(dāng)?shù)幕剞D(zhuǎn)，便可使其共線MN與水平面平行，且這兩個(gè)面與水平面的夾角相等,各為a/2,即變?yōu)榇呛肝恢?。這個(gè)假設(shè)是說，任何復(fù)雜焊件，只要裝在主自由度為一個(gè)全回轉(zhuǎn)和一個(gè)半回轉(zhuǎn)的焊接變位機(jī)上，即可實(shí)現(xiàn)船焊要求。我們稱這種雙回轉(zhuǎn)式焊接變位機(jī)為全功能變位機(jī)。焊接變位機(jī)的變位自由度涉及到用戶對(duì)設(shè)備裝備的理念，以及考慮用于手把焊和自動(dòng)焊的不同用途，選擇和設(shè)計(jì)焊接變位機(jī)時(shí)，除主變位自由度外，還要考慮增加輔助變位自由度。如大件焊接，可增加升降運(yùn)動(dòng)自由度，如上述美國、德國這種產(chǎn)品很多。另外，某些焊件，由于焊縫分布簡單，用一個(gè)回轉(zhuǎn)自由度就可以解決焊件中大部分和重要焊縫的船焊要求，其余少量非重要焊縫，雖然，不能實(shí)施船角焊，但可以實(shí)施平角焊。這樣，為簡化設(shè)備造價(jià)，工藝上便考慮采用單自由度或功能退化的焊接變位機(jī)，即單回轉(zhuǎn)式變位機(jī)。根據(jù)使用要求，同樣也可以增加輔助自由度。例女口，升降式和尾架移動(dòng)式等等。還有一些工位變位機(jī)，為適用于焊接工位的工藝要求，這種焊接變位機(jī)的某些自由度，與施焊無關(guān)。還有從工位設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性考慮，兩臺(tái)或多臺(tái)焊接變位機(jī)合并設(shè)計(jì)，這樣就出現(xiàn)了多種工位變換和組合式多自由度