陈亚维，张 巍

（中原工学院机电学院，河南 郑州450007）



筒体内壁马鞍焊接机器人焊接系统的设计开发

陈亚维，张 巍

（中原工学院机电学院，河南 郑州450007）

摘要：针对筒体内壁马鞍焊接设备自动化程度不高问题，进行了筒体内壁马鞍焊接机器人焊接系统的设计，研发出能自动完成内马鞍曲线焊接且结构紧凑的“三轴一体”焊接系统，提高了筒体内壁马鞍焊接机器人的自动化程度及焊接精度。关键词：筒体内壁；马鞍焊接；三轴一体

在锅炉、电力、化工、石油等很多行业中，经常遇到筒体与其相应接管焊成的马鞍形接缝［1］。目前针对外马鞍焊接技术及焊接设备的研究较多，而对筒体内壁马鞍焊接的研究相对较少，且筒体外马鞍焊接机多设计成焊炬在横梁上运动的结构，使得焊机沿立管直径方向体积较大，不适于筒体内壁马鞍焊接，尤其是密排立管［2-3］。故这些内马鞍接缝一般采用手工焊接或自动化程度较低的焊接装置焊接，使得筒体内壁马鞍焊接的效率低下，焊接质量不稳定。为此，专门研制了管子外径为Φ51 mm与内径为Φ800 ～Φ2 400 mm筒体正交的内壁马鞍形管-管全位置自动焊接机器人。

本文重点阐述筒体内壁马鞍焊接机器人焊接系统的结构设计，且针对筒体内壁空间狭小的特点首次提出“三轴一体”的设计方案。

1　马鞍焊接特点

1.1马鞍焊缝特点

接管与筒体两柱面正交形成一相贯线，为三维空间曲线，在焊接中通常称之为马鞍形焊缝。马鞍形焊缝在水平面投影上为一圆周曲线，高度方向上对于不同的角度θ，存在相应的落差h，称为马鞍落差，如图1所示，上为外马鞍、下为内马鞍［4-5］。……