激光焊接机转台改造.pdf

2011年12月 第39卷第24期 机床与液压 MACHINE TO0L HYDRAULICS Dec 2011 Vo1 39 No 24 OOI 10 3969 j issn 1001 3881 2011 24 O44 激光焊接机转台改造 滕强 杨国明 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 四川绵阳621900 摘要 以转台改造为例 介绍一种提升设备工艺能力的方法 该方法不改变转台电气驱动部件和机械传动结构 通过 改变转台上 下台面之间的相对运动摩擦方式 从而提高转台的负载能力 关键词 转台 摩擦方式 负载能力 改造 中图分类号 U472 7 文献标识码 B 文章编号 1001 3881 2011 24 125 2 如何以较低的成本提高现有设备的加工工艺能 力 是设备工程的一项重要研究内容 某单位某产品部件需要在激光焊接机上进行焊 接 该部件重力约为13 000 N 激光焊接机的焊接工 作平台是由B5032插床改造而成 转台的最大负重 为4 000 N 该设备的加工工艺能力显然不能满足要 求 因为该产品的加工周期较短 不允许另外设计焊 接工作平台 最好能利用现有设备的转台进行改造以 满足要求 1 方案设计 因为焊接工艺对转台的运动精度和动态响应特性 没有很高的要求 在进行方案设计时可以只考虑驱动 电机静态转矩的匹配 转台的机械传动结构为蜗轮蜗杆传动 传动比设 为i 传动效率设为卵 驱动电机的额定转矩T 6 5 N m 转台的上下台面为端面接触 相对运动摩 擦方式为滑动摩擦 接触面开有油沟 没有动 静 压 上下工作台的材料都为铸铁 查资料可得铸铁一 铸铁在有润滑条件下的滑动摩擦因数 z 0 18 已 知工作台的最大负重 4 000 N 估算上工作台的 重量 2 000 N 工作台的直径设为D 忽略支承 轴承的摩擦力矩 应有下式成立 n l Wl I l 1 分析上式可知 如果转台机械传动结构的刚性足 够大 机械本体的刚性能满足负重13 000 N的要求 增大 值为T 足够大 或者减小 值为 足 够小 就能满足转台负载 13 000 N的要求 根 据负重试验 转台机械本体的刚性是满足要求的 转 台负重15 000 N 转台机械本体没有出现大的变形和 扭曲 增大 值为 应有下式成立 n T i叼 z l l 也即另外选用大扭矩电机 该方案将导致改造成 本的增加 并且机械传动结构需要根据 值进行校 核计算 机械传动结构的刚性不一定能满足要求 减小 值为 应有下式成立 n T i z 等l 值要足够小 有两种工艺方案可以选择 一 种方案是在转台的上下台面的接触端面粘贴减摩软 带 查资料可得减摩软带的摩擦因数 z 0 035 0 055 上式成立 但转台上下台面粘贴减摩软带的 施工面为环形面 并且施工面较窄 只有22 5 施 工难度较大 另一种方案是在转台上下台面的接触端 面加工一圆弧槽 在圆弧槽内装入一圈合适数量的标 准钢球 装配后保证转台上下台面之间留有一定的间 隙 改变转台上下台面的相对运动摩擦方式为滚动摩 擦 原理上相当于滚动导轨 查资料可得摩擦因数 0 003 0 004 上式也是成立的 并且有较大的 余量 比较上述3种方案 作者决定采用最后一种方 案 该方案不用改变转台的电气驱动部件和机械传动 结构 改造成本较低 改造工艺实施起来相对较容 易 可靠性相对较高 2 改造工艺 2 1 转台上下台面的修配工艺 转台上台面的修配工艺如图1示 找平端面 允差0 015 mm 找正4 60内孔 允 差0 01 mm 以 605为中心线 在端面上车圆弧槽 深4 850 尖角倒圆R1 转台下台面的修配工艺如图2示 收稿日期 201o一11 01 作者简介 滕强 1974一 男 工学学士 工程师 主要从事设备维修 改造 开发等技术工作 E mail qiang teng sohu corno 126 机床与液压 第39卷 图1上台面修配图 图2下台面修配图 找平端面 允差0 015 mm 找正4 1oo内孔 允 差0 015 mm 以 05为中心线 在端面上车圆弧槽 深4 850 尖角倒圆R1 2 2装配工艺 在转台上下台面的圆弧槽内装人一圈精度等级为 G10的4 1o mm标准钢球 大约180 185个 不能 太多 钢球之间应保持一定的间隙 装配好以后 转台的上下台面之间应保证至少有0 3 mm的间隙 调整蜗轮的轴向高度 保证蜗轮蜗杆的啮合精度 在 圆弧槽内注入煤油 负重研磨 然后拆卸清洗圆弧槽 和钢球 重复两次 在钢球上涂抹轻型锂基润滑脂 重新装配 3试验结果 试验结果表明 改造后的转台在负重15 000 N 低速运转的情况下 转台转动灵活 电机电流值正 常 电机发热量不大 没有出现 闷车 的现象 4结语 简要介绍了一种提升设备工艺能力的方法 在设 备工程技术工作中 应重视设备工艺能力的开发 设 备工程技术作为一个企业加工能力的重要保证 只要 注意原理的应用 就能以较低的成本获得极大的经济 效益 提高企业的竞争能力 参考文献 1 王爱玲 现代数控机床 M 北京 国防工业出版社 2003 2 康元国 n r中心设计与应用 M 北京 机械工业出版 社 1995 上接第84页 P2的低4位提供 由于所测量数值较小 没有连接 小数点位显示 输出电平 与一基准电平通过339比 较器进行比较 对于有光照的光电元素 为高电 平 经339后也为高电平 因此 3时钟可以进入到 4040进行计数 而对于被被测物体挡住的光电元素 其 为低电平 经339后也为低电平 此时 3时钟 无法进入到4040进行计数 因此 4040的计数值反映有光照的光电元素的 数量 通过P1端口及P2口高4位采集到单片机 即 可得到相对应的待测物体的直径 时钟通过4050 对计数器进行复位 1连接单片机的两个定时计数 引脚 用作对计数值采样的选通信号 3软件设计 系统软件设计中主要的部分由4040计数的中断 服务程序部分 显示及按键部分组成 其主程序的流 程图如图4所示 主程序中设置P3 0和P3 1是为判断数码管显示 为平均值 最小值还是最大值而设置的 在循环显示 程序时 定时中断服务会把4040计数器计数值通过 P1口和P2口的高4位传送给单片机的内存单元保 存 通过乘以7 m得到待测物体的直径 外部中断 1的中断服务程序主要对P3 0 P3 1的值进行判断 以确定是显示平均值还是最大值等 I 丝I 设置中断方式 计数方式 允许中断 启动计数 调用显示程序 图4主程序流程图 4结论 该系统采用单片机和CCD传感器I PD3570D对 物体的线径进行测量 同传统的手工卡尺测量相比 提高了测量精度 简化了测量的过程 同激光扫描式 测量方法 提高了测量的重复性和系统的稳定性 参考文献 1 张毅刚 单片机原理及应用 M 北京 高等教育出版 社 2003 101 203 2 李群芳 单片机原理 接口及应用 M 北京 清华大学 出版社 2005 67 212 3 李慧鹏 王军 张军 等 一种新型非接触式线径测量系 统 J 仪器仪表学报 2004 25 4 209 211 4 程霄 刘勇 张龙 等 基于DSP的线阵CCD高速精密测量 系统的设计 J 传感器与微系统 2O08 27 6 80 82