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摘要 密封壳体全自动焊接机是用于焊接电冰箱压缩机上下壳的自动化设备。该机自动化程度高、焊接速度快、焊接质量高、焊缝美观且密封性能好,其性能价格比超过了昂贵的进口设备。在国内五家著名压缩机公司推广使用的几年中,取得了显著的经济效益和社会效益。 1 引言 为适应电冰箱压缩机大规模生产的需要,我们开发研制了压缩机密封壳体全自动焊接机,实现了密封壳体焊接的全自动化生产要求。该设备采用可编程序控制器(PLC)控制、气压驱动、直流调速、自动气体保护焊、双机械手搬运、仿形靠模等技术,并设置了气压不足、水压不足、断丝、气体保护、料满、仿形轮脱开等各种报警系统,且性能良好,提高了产品质量和生产效率。班产600台。先后在北京、浙江等五家压缩机公司投入使用,其性能达到或超过了意大利同类进口设备,而造价仅为进口设备的四分之一。 2 机械传动系统 密封壳体全自动焊接机总体布局如图1所示。工位1是预装工位,操作者将待焊的压缩机从来料传输线上搬至预装工位(也常用一个三自由度机械手自动完成)。按下启动按扭,双机械手将预装工位上的待焊件搬至加工工位(工位2)的同时,将加工工位上的已焊件搬至卸料工位(工位3)。加工工位的特制气缸完成定心夹紧后,压头将上下壳紧密压严,仿形滑台上的焊枪快进后便开始焊接,与此同时双机械手复位,卸料机构动作。操作者将下一个工件搬至预装工位,按下启动按钮,等待下一个工作循环的开始。
图1 焊接机总体布局示意图 2.1 双机械手部件
图2 双机械手运动示意图
图3 定心夹具示意图 2.2 工作台旋转部件
图4 工作台结构简图 2.3 仿形滑台部件
图5 仿形滑台结构简图 3 气压传动系统 该焊接设备除工作台旋转使用了直流电动机外,其余运动均采用气压传动,其中7个气缸为进口件,3个气缸是自行设计制造的。下面对部分元件作一简要说明,双机械手的开合,由FC1和FC2传感器检测,只有当FC1和FC2均为ON时,机械手才处于开合位。压头处装有三个检测传感器FC7、FC8和FC9,FC7和FC9为活塞运动极限位置传感器,FC8为压头工作位传感器。只有当FC8为ON时,才能进行焊接;FC9为ON时,表明定心夹具上没有工件,并立刻报警。 4 电控系统 控制系统采用西门子的PLC控制,输出均通过中间继电器动作。PLC共有8个输入模块,5个输出模块。输入模块主要包括电源110V输出、手动/自动选择、各种报警输入、双手启动按扭、焊机接通、故障复位、气压检测以及各执行件位置信号反馈等。输出模块包括接通焊机、工件计数、正反转延时以及各执行件电磁阀的驱动等。其控制系统结构框图如图6所示。
图6 控制系统结构框图 如前所述,上下壳结合轨迹为一椭圆,为了在整周焊接过程中,保证质量,使焊缝厚度均匀、美观,就必须保证焊点处相对于椭圆中心运动的线速度基本恒定。而当焊点处于短轴或长轴处时,其线速度相差甚大。为了解决这个问题,我们采用了直流调速系统,并且通过实验,选定几个离散点(如图7所示),即选定几种递变速度,即可满足实际生产要求。为此,开发了一套发光二极管检测装置,配合可控硅调速装置,圆满地解决了焊缝轨迹问题。这套检测装置属非接触式,较目前国外设备所用的齿轮齿条电位器式的检测装置,具有性能可靠、寿命长、调速性能好等特点,其示意图如图8所示。
图7 工件变速取点图
图8 调速原理示意图 仿形滑台在仿形凸轮的控制下,移动其上的遮光板,不同位置遮挡的二极管数量不同,从而转换成不同幅值的电信号,输入到可控硅直流调速装置中,控制直流电机的转速。 5 结束语 密封壳体全自动焊接机的研制成功,使电冰箱压缩机的生产向自动化迈进了一步,大大提高了产品的质量和生产率,减轻了工人劳动强度,经济效益和社会效益显著。其机械系统、控制系统的关键技术也适用于各种非圆曲线壳类产品。 |
来源:慧聪网