□ 向 平 □ 张 磊 □ 鼓励帅 □ 葛昊祥

西北工业大学 机电学院 西安 710072

通常自动焊接设备分智能焊接设备和专用焊接设备，前者主要用于复杂零件的焊接，后者主要是针对某一系列或某一种零件进行焊接，其设备复杂程度低，加工效率高，加工成本低，特别适用于大批量的生产。而在设计低成本专用焊接机时，根据待焊零件的要求，如何将机构与控制有效结合，完成高质量、高效率的焊接，成为设计的关键。本文介绍一种专用焊接设备，利用工业中常用的控制触摸屏、PLC和二维机械，实现对石油罐口“楔子”字形的焊接。

1 系统方案设计

本焊接设备主要由触摸屏、PLC以及二维机械设备构成，PLC采用欧姆龙公司生产的CMP1A-40CDRA、CPU40，触摸屏采用台达公司生产的 DOPA57CSTD。选用42BYG两相混合式丝杠步进电机和ZD-8731驱动器。PLC与二维机械设备连接在一起，工人通过触摸屏控制整台设备的运行。工作过程：启动PLC，红外加热待焊工件，加热足够时转动平台使工件位于焊接处，焊接开始，焊接完成后，取下工件保温，焊接流程如图1所示。

2 机械结构设计

▲图1 焊接过程流程图

2．1 焊接工艺要求

焊接路径如图2所示，两侧对称，焊接方式为氩弧焊。要求焊缝光滑美观，因此从焊接工艺要求考虑，焊接时要保证在任一瞬时焊枪和工件的相对速度保持相同，即焊接线速度在整个焊接过程中均匀一致，并在一定范围内可调。

▲图2 焊接路径

2．2 焊接机构设计

为了使焊接路径满足图2“楔子”字形要求，焊接机构采取二轴联动的形式，如图3所示。……