激光焊接機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)改造.pdf

2011年12月 第39卷第24期 機(jī)床與液壓 MACHINE TO0L HYDRAULICS Dec 2011 Vo1 39 No 24 OOI 10 3969 j issn 1001 3881 2011 24 O44 激光焊接機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)改造 滕強(qiáng) 楊國(guó)明 中國(guó)工程物理研究院機(jī)械制造工藝研究所 四川綿陽(yáng)621900 摘要 以轉(zhuǎn)臺(tái)改造為例 介紹一種提升設(shè)備工藝能力的方法 該方法不改變轉(zhuǎn)臺(tái)電氣驅(qū)動(dòng)部件和機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu) 通過(guò) 改變轉(zhuǎn)臺(tái)上 下臺(tái)面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)摩擦方式 從而提高轉(zhuǎn)臺(tái)的負(fù)載能力 關(guān)鍵詞 轉(zhuǎn)臺(tái) 摩擦方式 負(fù)載能力 改造 中圖分類號(hào) U472 7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1001 3881 2011 24 125 2 如何以較低的成本提高現(xiàn)有設(shè)備的加工工藝能 力 是設(shè)備工程的一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容 某單位某產(chǎn)品部件需要在激光焊接機(jī)上進(jìn)行焊 接 該部件重力約為13 000 N 激光焊接機(jī)的焊接工 作平臺(tái)是由B5032插床改造而成 轉(zhuǎn)臺(tái)的最大負(fù)重 為4 000 N 該設(shè)備的加工工藝能力顯然不能滿足要 求 因?yàn)樵摦a(chǎn)品的加工周期較短 不允許另外設(shè)計(jì)焊 接工作平臺(tái) 最好能利用現(xiàn)有設(shè)備的轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行改造以 滿足要求 1 方案設(shè)計(jì) 因?yàn)楹附庸に噷?duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性 沒有很高的要求 在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)可以只考慮驅(qū)動(dòng) 電機(jī)靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的匹配 轉(zhuǎn)臺(tái)的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)為蝸輪蝸桿傳動(dòng) 傳動(dòng)比設(shè) 為i 傳動(dòng)效率設(shè)為卵 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩T 6 5 N m 轉(zhuǎn)臺(tái)的上下臺(tái)面為端面接觸 相對(duì)運(yùn)動(dòng)摩 擦方式為滑動(dòng)摩擦 接觸面開有油溝 沒有動(dòng) 靜 壓 上下工作臺(tái)的材料都為鑄鐵 查資料可得鑄鐵一 鑄鐵在有潤(rùn)滑條件下的滑動(dòng)摩擦因數(shù) z 0 18 已 知工作臺(tái)的最大負(fù)重 4 000 N 估算上工作臺(tái)的 重量 2 000 N 工作臺(tái)的直徑設(shè)為D 忽略支承 軸承的摩擦力矩 應(yīng)有下式成立 n l Wl I l 1 分析上式可知 如果轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的剛性足 夠大 機(jī)械本體的剛性能滿足負(fù)重13 000 N的要求 增大 值為T 足夠大 或者減小 值為 足 夠小 就能滿足轉(zhuǎn)臺(tái)負(fù)載 13 000 N的要求 根 據(jù)負(fù)重試驗(yàn) 轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)械本體的剛性是滿足要求的 轉(zhuǎn) 臺(tái)負(fù)重15 000 N 轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)械本體沒有出現(xiàn)大的變形和 扭曲 增大 值為 應(yīng)有下式成立 n T i叼 z l l 也即另外選用大扭矩電機(jī) 該方案將導(dǎo)致改造成 本的增加 并且機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)需要根據(jù) 值進(jìn)行校 核計(jì)算 機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的剛性不一定能滿足要求 減小 值為 應(yīng)有下式成立 n T i z 等l 值要足夠小 有兩種工藝方案可以選擇 一 種方案是在轉(zhuǎn)臺(tái)的上下臺(tái)面的接觸端面粘貼減摩軟 帶 查資料可得減摩軟帶的摩擦因數(shù) z 0 035 0 055 上式成立 但轉(zhuǎn)臺(tái)上下臺(tái)面粘貼減摩軟帶的 施工面為環(huán)形面 并且施工面較窄 只有22 5 施 工難度較大 另一種方案是在轉(zhuǎn)臺(tái)上下臺(tái)面的接觸端 面加工一圓弧槽 在圓弧槽內(nèi)裝入一圈合適數(shù)量的標(biāo) 準(zhǔn)鋼球 裝配后保證轉(zhuǎn)臺(tái)上下臺(tái)面之間留有一定的間 隙 改變轉(zhuǎn)臺(tái)上下臺(tái)面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)摩擦方式為滾動(dòng)摩 擦 原理上相當(dāng)于滾動(dòng)導(dǎo)軌 查資料可得摩擦因數(shù) 0 003 0 004 上式也是成立的 并且有較大的 余量 比較上述3種方案 作者決定采用最后一種方 案 該方案不用改變轉(zhuǎn)臺(tái)的電氣驅(qū)動(dòng)部件和機(jī)械傳動(dòng) 結(jié)構(gòu) 改造成本較低 改造工藝實(shí)施起來(lái)相對(duì)較容 易 可靠性相對(duì)較高 2 改造工藝 2 1 轉(zhuǎn)臺(tái)上下臺(tái)面的修配工藝 轉(zhuǎn)臺(tái)上臺(tái)面的修配工藝如圖1示 找平端面 允差0 015 mm 找正4 60內(nèi)孔 允 差0 01 mm 以 605為中心線 在端面上車圓弧槽 深4 850 尖角倒圓R1 轉(zhuǎn)臺(tái)下臺(tái)面的修配工藝如圖2示 收稿日期 201o一11 01 作者簡(jiǎn)介 滕強(qiáng) 1974一 男 工學(xué)學(xué)士 工程師 主要從事設(shè)備維修 改造 開發(fā)等技術(shù)工作 E mail qiang teng sohu corno 126 機(jī)床與液壓 第39卷 圖1上臺(tái)面修配圖 圖2下臺(tái)面修配圖 找平端面 允差0 015 mm 找正4 1oo內(nèi)孔 允 差0 015 mm 以 05為中心線 在端面上車圓弧槽 深4 850 尖角倒圓R1 2 2裝配工藝 在轉(zhuǎn)臺(tái)上下臺(tái)面的圓弧槽內(nèi)裝人一圈精度等級(jí)為 G10的4 1o mm標(biāo)準(zhǔn)鋼球 大約180 185個(gè) 不能 太多 鋼球之間應(yīng)保持一定的間隙 裝配好以后 轉(zhuǎn)臺(tái)的上下臺(tái)面之間應(yīng)保證至少有0 3 mm的間隙 調(diào)整蝸輪的軸向高度 保證蝸輪蝸桿的嚙合精度 在 圓弧槽內(nèi)注入煤油 負(fù)重研磨 然后拆卸清洗圓弧槽 和鋼球 重復(fù)兩次 在鋼球上涂抹輕型鋰基潤(rùn)滑脂 重新裝配 3試驗(yàn)結(jié)果 試驗(yàn)結(jié)果表明 改造后的轉(zhuǎn)臺(tái)在負(fù)重15 000 N 低速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下 轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活 電機(jī)電流值正 常 電機(jī)發(fā)熱量不大 沒有出現(xiàn) 悶車 的現(xiàn)象 4結(jié)語(yǔ) 簡(jiǎn)要介紹了一種提升設(shè)備工藝能力的方法 在設(shè) 備工程技術(shù)工作中 應(yīng)重視設(shè)備工藝能力的開發(fā) 設(shè) 備工程技術(shù)作為一個(gè)企業(yè)加工能力的重要保證 只要 注意原理的應(yīng)用 就能以較低的成本獲得極大的經(jīng)濟(jì) 效益 提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力 參考文獻(xiàn) 1 王愛玲 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床 M 北京 國(guó)防工業(yè)出版社 2003 2 康元國(guó) n r中心設(shè)計(jì)與應(yīng)用 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版 社 1995 上接第84頁(yè) P2的低4位提供 由于所測(cè)量數(shù)值較小 沒有連接 小數(shù)點(diǎn)位顯示 輸出電平 與一基準(zhǔn)電平通過(guò)339比 較器進(jìn)行比較 對(duì)于有光照的光電元素 為高電 平 經(jīng)339后也為高電平 因此 3時(shí)鐘可以進(jìn)入到 4040進(jìn)行計(jì)數(shù) 而對(duì)于被被測(cè)物體擋住的光電元素 其 為低電平 經(jīng)339后也為低電平 此時(shí) 3時(shí)鐘 無(wú)法進(jìn)入到4040進(jìn)行計(jì)數(shù) 因此 4040的計(jì)數(shù)值反映有光照的光電元素的 數(shù)量 通過(guò)P1端口及P2口高4位采集到單片機(jī) 即 可得到相對(duì)應(yīng)的待測(cè)物體的直徑 時(shí)鐘通過(guò)4050 對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行復(fù)位 1連接單片機(jī)的兩個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù) 引腳 用作對(duì)計(jì)數(shù)值采樣的選通信號(hào) 3軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中主要的部分由4040計(jì)數(shù)的中斷 服務(wù)程序部分 顯示及按鍵部分組成 其主程序的流 程圖如圖4所示 主程序中設(shè)置P3 0和P3 1是為判斷數(shù)碼管顯示 為平均值 最小值還是最大值而設(shè)置的 在循環(huán)顯示 程序時(shí) 定時(shí)中斷服務(wù)會(huì)把4040計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值通過(guò) P1口和P2口的高4位傳送給單片機(jī)的內(nèi)存單元保 存 通過(guò)乘以7 m得到待測(cè)物體的直徑 外部中斷 1的中斷服務(wù)程序主要對(duì)P3 0 P3 1的值進(jìn)行判斷 以確定是顯示平均值還是最大值等 I 絲I 設(shè)置中斷方式 計(jì)數(shù)方式 允許中斷 啟動(dòng)計(jì)數(shù) 調(diào)用顯示程序 圖4主程序流程圖 4結(jié)論 該系統(tǒng)采用單片機(jī)和CCD傳感器I PD3570D對(duì) 物體的線徑進(jìn)行測(cè)量 同傳統(tǒng)的手工卡尺測(cè)量相比 提高了測(cè)量精度 簡(jiǎn)化了測(cè)量的過(guò)程 同激光掃描式 測(cè)量方法 提高了測(cè)量的重復(fù)性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性 參考文獻(xiàn) 1 張毅剛 單片機(jī)原理及應(yīng)用 M 北京 高等教育出版 社 2003 101 203 2 李群芳 單片機(jī)原理 接口及應(yīng)用 M 北京 清華大學(xué) 出版社 2005 67 212 3 李慧鵬 王軍 張軍 等 一種新型非接觸式線徑測(cè)量系 統(tǒng) J 儀器儀表學(xué)報(bào) 2004 25 4 209 211 4 程霄 劉勇 張龍 等 基于DSP的線陣CCD高速精密測(cè)量 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) J 傳感器與微系統(tǒng) 2O08 27 6 80 82