焊接变位机的发展简介

焊接变位机的发展简介在我国，焊接变位机也已悄然成为制造业的一种不可缺少的设备，在焊接领域把它划为焊接辅机。近十年来，这一产品在我国工程机械行业，有了较大的发展，获得了广泛的应用。就型式系列和品种规格而言，已问世的，约有十余个系歹U,百余品种规格，正在形成一个小行业。希望这一产品能健康、有序、迅速的发展；企业能在一个平等的技术上竞争。在我国，乃至国际范围内，有关焊接变位机的基本概念、型式与分类、主要技术参数等，存在不统一的问题，甚至存在某些量纲混淆问题•在人们的眼里，可能认为焊接变位机是一个无足轻重的产品。然而，在国际上,包括各种功能的产品在内，有百余系列。在技术上有普通型的；有无隙传动伺服控制型的；产品的额定负荷范围，达到O.lkN〜18000kN。可以说，焊接变位机是一个品种多，技术水平不低，小、中、大发展齐全的产品。一般说来，生产焊接操作机、滚轮架、焊接系统及其他焊接设备的厂家，大都生产焊接变位机；生产焊接机器人的厂家，大都生产机器人配套的焊接变位机。但是,以焊接变位机为主导产品的企业，非常少见。德国Severt公司，美国Aroson公司等，算是比较典型的生产焊接变位机的企业。德国的CLOOS、奥地利igm、日本松下机器人公司等，都生产伺服控制与机器人配套的焊接变位机。以下仅就变位机型式、第一主参数等做些介绍。焊接变位机德国Severt公司该公司主要生产8种类型的产品，其中7种是焊接变位机。每种型式的焊接变位机，按其功能讲，均包括基本型、调速型、CNC程控型和机器人配套型等4种产品。S10型，包括S10.1、2、3、4型等4个产品系列。即：①L型双回转式、L型双回转升降式；②L型双回转-倾翻式、L型双回转-倾翻升降式；③2XL型双回转式、2XL型双回转升降式；④2XL型双回转-倾翻式、2XL型双回转-倾翻升降式。S20型，包括S20.1、2型2个产品系列。即：①单座单回转式、单座单回转升降式；②C型双回转式。S30型，包括S30.1、2型2个产品系列。即：①立式单回转；②立式单回转双工位。（4） S40型，包括S40.1、2、3、4、5、6、7等7个产品系列。即：①双座单回转分体式；②双座首尾单回转式；③H型双座双回转式；④双座首尾单回转尾架移动式；⑤双座首尾倾翻尾架移动式；⑥双座3轴单回转式；⑦单座滚圈单回转式、双座滚圈单回转尾架移动式。（5） S50型：包括S50.1、2、3、4、5、6、7型，7个多轴（自由度）产品系列。即：①立式3轴单回转双工位式；②立式单回转双工位2X倾翻一回转式（5轴）；③立式单回转多工位2XL型双回转式（5轴）；④立式单回转双工位2XL型双回转倾翻式（7轴）；⑤立式单回转双工位2X双座单回转式（3轴）；⑥立式单回转双工位2XC型双回转式（5轴）；⑦立式单回转双工位2X卧式单座单回转（3轴）。（6） S60型：包括S60.1、2型2个产品系列。即：①倾翻一回转式（0°〜90°）；②倾翻一回转式（±90°）。（7） S70型：包括S70.1、2、3型3个产品系列。即：①立式多工位式4轴（4自由度）单回转；②立式多工位2X倾翻一回转式（6自由度）；③立式4工位立式4轴单回转。以上共33个产品型式，每种型式都包括上述四种功能的产品，相当于132个产品系列。额定负荷为100dN〜10kdN。美国Aroson公司美国Aroson公司生产的焊接设备有焊接变位机、操作机、滚轮架等，可称世界之最。这个公司生产的焊接变位机，主要类型为倾翻一回转式、倾翻一回转升降式、双座双回转式，双座单回转式和双座单回转升降式。其承载能力范围为11kg〜1810吨。⑴手动双回式。C系列，型号C1000、2000、4000。承载能力25磅〜4000磅。⑵小型倾翻-回转式。LD系列，型号LD60N、150N、300N，承载能力分别为132磅、330磅、660磅。⑶倾翻-回转式，倾翻角度135°。D、HD系列，承载能力314磅〜7万磅⑷倾翻-回转（换销）定位升降式，倾翻角度135°。AB系列（30〜AB1200），承载能力4300磅〜12万磅。⑸倾翻-回转（齿轮齿条）无级升降式，GE系列，倾翻角度135°，型号（GE25〜GE3500，承载能力2500磅〜35万磅。⑹倾翻-回转式，倾翻角度90°，G系列，G400〜G4-MEGA型，承载能力4000磅〜400万磅。⑺双座双回转式，DCG系列，最大产品承载能力为500吨。⑻单回转式HTS系列，HTS5、9、12、20、32、40、50、60、90、160、240，承载能力为500磅〜24万磅。⑼单回转（齿轮齿条）升降式，HTS-GE系列，HTS5GE、HTS240GE，承载能力为500磅〜24万磅。德国LCOOS公司德国LCOOS公司是国际上生产焊接设备的大型公司之一。生产焊接机器人、焊机等产品。也生产作为焊接机器人外部轴的焊接变位机。在我国，除可见到与焊接机器人系统配套进口的L型双回转式、倾翻-回转式和单回转式变位机外，还生产卧式单坐单回转WPV、立式单回转RR502以及各种多轴焊接机器人配套的变位机，如立式多工位2X卧式单回转R-WPV2型（3轴）、立式多工位2XC型双回转式R-WPV2-CD（5自由度）、立式多工位2X倾翻-回转GR-WPK2（5轴）、立式多工位2X倾翻-回转X单回移动转式GR-WPK2-CD（9轴）等。这些产品的主参数，最大允许承载能力（max.admissibleloadcapacity）用N表示。日本松下（Panasonic）公司日本松下公司也是机器人制造公司。这个公司生产的机器人外部设备一焊接变位机有12个系列。他们把传动装置、机座、夹具体等作成了标准模块，集合而成这些产品系列。按轴数和结构型式分类。1轴变位机3个系列，即：立式单回转、卧式单座单回转、双座单回转式；2轴变位机有5个系列，即：C、L、H、准L型双回转式及2X卧式单座单回转式；3轴变位机有3个系列，即：立式多工位2X立式单回转、卧式多工位2X双座单回转式、2X卧式单座单回转式；5轴变位机有1个系列，立式多工位2XL型双回转式。最大有效负荷（Max.payload）200kg、500kg、1000kg。焊接变位机的定义在我国，焊接变位机是一个年青的产品。由于制造业之间发展水平的差异，很多企业的焊接工位，还没有装备焊接变位机；同时，相关的研究也比较薄弱。迄今为止，没有专门著作去研究它的定义和分类。对它的称呼也就不可能规范化了。同一种设备，不同的企业和不同的人可能有不同的称呼。如：转胎、转台、翻转架、变位器、变位机等。为此，我们需要赋予它一个定义。我们称：用来拖动待焊工件，使其待焊焊缝运动至理想位置进行施焊作业的设备，称焊接变位机。也就是说，把工件装夹在一个设备上，进行施焊作业。焊件待焊焊缝的初始位置，可能处于空间任一方位。通过回转变位运动后，使任一方位的待焊焊缝，变为船角焊、平焊或平角焊施 焊作业。完成这个功能的设备称焊接变位机。它改变了可能需要立焊、仰焊等难以保证焊接质量的施焊操作。从而，保证了焊接质量，提高了焊接生产率和生产过程的安全性。主自由度及全功能焊接变位机可以肯定的讲，如果一台变位机拖动焊件，仅做直线运动，哪怕是三维的，也不可能改变焊缝的姿态，满足施焊要求。也就是说，变位运动是回转运动，称此回转运动为变位机的主自由度。还可以做这样一个假设：在X、Y、Z直角坐标系下，设有一空间直线焊缝，绕Z轴可在360°范围内回转，且这个Z轴连同这一焊缝又可绕X（或Y）轴在三180°范围内回转，那么，经此变位的焊缝，便可变到船角焊位置进行施焊作业。换言之，一个焊口由两个面的共线MN和夹角a组成，在上述两个回转范围内，经恰当的回转，便可使其共线MN与水平面平行，且这两个面与水平面的夹角相等,各为a/2,即变为船角焊位置。这个假设是说，任何复杂焊件，只要装在主自由度为一个全回转和一个半回转的焊接变位机上，即可实现船焊要求。我们称这种双回转式焊接变位机为全功能变位机。焊接变位机的变位自由度涉及到用户对设备装备的理念，以及考虑用于手把焊和自动焊的不同用途，选择和设计焊接变位机时，除主变位自由度外，还要考虑增加辅助变位自由度。如大件焊接，可增加升降运动自由度，如上述美国、德国这种产品很多。另外，某些焊件，由于焊缝分布简单，用一个回转自由度就可以解决焊件中大部分和重要焊缝的船焊要求，其余少量非重要焊缝，虽然，不能实施船角焊，但可以实施平角焊。这样，为简化设备造价，工艺上便考虑采用单自由度或功能退化的焊接变位机，即单回转式变位机。根据使用要求，同样也可以增加辅助自由度。例女口，升降式和尾架移动式等等。还有一些工位变位机，为适用于焊接工位的工艺要求，这种焊接变位机的某些自由度，与施焊无关。还有从工位设计和稳定性考虑，两台或多台焊接变位机合并设计，这样就出现了多种工位变换和组合式多自由度