钢螺柱自动焊设备设计与优化(4)
机头机械装置是实现复合热源螺柱焊接技术与机器人技术有机整合的关键构件，针对机器人手臂承载重量的限制，机头机械装置应具有体积小，重量轻的特点，另外作为将复合热源螺柱焊接技术与机器人技术连接的部件，该装置应将能够将感应加热机头与自动螺柱焊枪装置集成与机头机械装置上，同时，整个机械装置安装固定于机器人末端机械手臂的法兰盘上。
焊枪机械部分一般由夹持机构、提升机构及弹簧加压机构组成。如采用氢气保护，还应有气体喷嘴及气路。电器部分由焊接开关、电磁铁及焊接电缆组成。根据电磁式螺柱焊枪的工作原理，最新研制的焊枪应分别设计出专用电磁机构、引弧提升机构、导向机构、复位弹簧、夹持机构、缓冲机构、冷却机构等部分，使焊枪具有良好的焊接性能。
感应加热电源由于机器人末端手臂承载重量的限制应具有体积小，重量轻的特点，同时，针对机器人焊接的高效化特点，感应加热电源应具有在较短时间内将工件加热到较高的温度的特点，即感应加热电源应具有较大的工作功率。为实现感应加热的自动化，感应加热电源应具有较好的集成性，即应具有一定的柔性接头。
2.3.2机器人复合热源螺柱柔性化焊接工艺装置
机器人复合热源螺柱柔性化焊接工艺装置包括自动螺柱送料的机械装置、自动螺柱夹套装夹与拆卸装置及机器人工作变位机装置等装置。
自动螺柱送料的机械装置是实现机器人柔性焊接的重要组成装置，其在结构上应在螺柱进给的过程中，保证整个装置的平稳性，即避免装置在工作过程中存在较大的振动，其次为满足机器人焊接的高效性与精确性，螺柱固定装置与传动装置应简单有效地将螺柱送到指定的机器人抓取位置，整个装置的结构应简单有效。
自动螺柱装夹系统应使得螺柱的轴线和夹套的轴线存与在同一直线上，为了在焊接过程中能有效的保护熔池，形成良好的焊缝，我们采用陶瓷环保护的拉弧螺柱焊，这就存在一个问题，即在对待焊螺柱进行装夹的同时需要对陶瓷圈也进行夹持和定位以便陶瓷环有效与准确地固定在螺柱的下端，故应具有陶瓷环的固定装置。同时，在螺柱焊焊接工艺过程中把螺柱和陶瓷环装夹好后，需要给焊枪一个预压缩量，其数值在3~5mm。然后再进行焊接，故同时应考虑该装置如何解决预压缩量的进给。
自动螺柱夹套装卸系统的传动装置应能保证在传动比恒定不变的情况下，适用的载荷与速度范围较广，结构紧凑；效率高；工作可靠且寿命长。同时该装置应能将自动螺柱夹持系统进行有效的定位与部分固定，以便自动螺柱夹持系统能够有效的最终固定于自动螺柱焊枪的端部。
机器人工作变位机装置的主要作用是能够将待焊工件移动至最有益于焊接的空间方位，以有效的保证焊接的质量，同时，工作变位机所配备的工装夹具能够将待焊工件进行有效的定位于固定，故要求机器人工作变位机具有较好的空间自由度，运行方便有效。
2.3.3件机器人复合热源螺柱焊系统的整体电气控制系统
机器人复合热源螺柱焊系统具有较多的组成部分，且个部分与机器人均存在电气控制关系，故对整体的电气控制应具有集中性，以避免线路存在内部与外部的干涉与影响，同时应做好一定的电磁屏蔽与电绝缘，同时，整个系统应具有较好的稳定性，抗外界的干扰能力较强，当被控制量回到期望值时，执行机构应能够立即停止工作，同时，为了更好的完成控制任务，控制系统应具有较好的动态性能，即具有较好的快速响应性能，最后，因系统结构，外作用形式以及摩擦、间隙等外界因素的影响，为使得整个系统的焊接质量保持在较高的水平，高强钢厚大构件机器人复合热源螺柱焊系统的电气控制系统应具有较好的准确性。
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