王荣昊

(齐齐哈尔二机床集团有限公司，黑龙江 齐齐哈尔 161000)



大型环缝焊接系统中测量装置的设计与应用

王荣昊

(齐齐哈尔二机床集团有限公司，黑龙江 齐齐哈尔 161000)

环缝焊接机测量装置主要针对铣切筒状工件时，测量铣切机构沿床身方向的行程。采用非全行程光栅尺的数控结构与机械相配合的设计，保证了铣切机构工作时行程的准确测量及行走的定位精度，并详细介绍了测量装置如何在大型焊缝焊接机中的应用。

测量装置；光栅尺；定位精度

现有的大型环缝焊接系统中所使用的测量装置主要是在床身X轴方向上安装光栅尺，其最大的缺点是成本非常高。主要是因为光栅尺属于精密测量仪器，单位成本很高，又由于大型环缝焊接系统的床身长度一般都达到几十米，因而整个测量装置的成本就非常高，并且由于所需光栅尺长度超出一般的标准范围，所以需要特殊订货，增加了订货周期，提高了整台焊接系统设备的总成本。因而，设计一种低成本的测量装置来降低焊接系统的成本是一项很有必要的工作。

1　测量装置的结构设计

测量装置包括直线导轨、支架、挂架、吊架、楔块、感应片、LB382型直线光栅尺和螺钉。按图1所示：将支架通过螺钉连接在床身上的铣切装置上，将直线导轨与支架连接，光栅尺行程800 mm，直线导轨长1 100 mm，光栅尺的动尺与挂架连接，定尺与支架连接，在支架的两端各安装一个接近开关，晃片安装在吊架上，挂架安装在床身的立面上，每隔800 mm安装一个挂架，铣切机构在床身上的行程是25 m，所以共安装了33个挂架在铣切机构的工作范围内，吊架和挂架之间安装一组楔形块，楔形块由螺栓调节。

2　测量装置的工作实现

大型焊接系统工作分为两个过程：测量工作过程和非测量工作过程。在非测量工作过程中，要求测量装置不参与工作，这时将楔形块与吊架间的螺钉卸下，通过调整螺钉将楔形块上平面高度降低，防止在铣切机构运动过程中吊架与楔形块干涉。卸下楔块后，铣切机构通过支架带动光栅尺、直线导轨及吊架在床身上移动时，就不受挂架的约束。测量工作过程中，由于实际铣切过程中的行程只有500 mm左右，在铣切机构初定位后，调整楔形块水平面高度至吊架下底面，吊架下底面与楔形块上平面接触严实后，拧紧螺钉，将吊架与楔形块固定一起，进行零点定位，然后铣切机构沿床身纵向运动，支架随铣切机构一起运动。 由于挂架是固定在床身上，并且光栅尺动尺、直线导轨滑块均与挂架连接固定，这样铣切机构就带动光栅尺定尺相对动尺运动，同时带动直线导轨相对直线导轨滑块运动，运动中直线导轨滑块起到支撑作用，铣切机构行程的测量值由光栅尺动尺和定尺的相对运动直接读出。为防止铣切机构超出行程范围，两接近开关距离800 mm，接近开关到晃片位置时，铣切机构停止运动，保证了测量装置的安全、可靠。

3　结语

此设计综合考虑了测量装置在大型环缝焊接系统中的工作原理和制造成本，结构简单，操作维护方便，能够很好地保证测量机构的测量精度，克服了大型焊接系统中测量机构制造成本高，周期长、精度低的缺点。同时可将此结构进一步推广，进而广泛应用于具有长行程、精度高的具有测量装置的相关设备中。

[1]叶琪根.机构精确度[M].西安：西北电讯工程学院出版社，1998

[2]符炜.机构设计学[M].长沙:湖南大学出版社,2001

作者：王荣昊，男，1979年生，硕士，工程师，设计员，从事机床设计，已发表论文2篇。

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Design and application of measuring device in large girth welding system

WANG Ronghao

(Qiqihar No.2 Machine Tool(Group) Co., Ltd., Qiqihar 161000, CHN)

Girth welding machine measuring device mainly for milling cylindrical workpiece, measuring milling mechanism along the bed direction of travel. Using non matching full stroke grating ruler of NC structure and mechanical design, to ensure the accurate measurement of cutting stroke and walking positioning accuracy of the working mechanism of milling, and introduces in detail the measurement device in large welding machine in the application.

measuring device; grating ruler; positioning accuracy

TH122

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10.19287/j.cnki.1005-2402.2016.10.031

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2016-02-18)

161035