图２步进送料结构示意图

１．滑台底座２．伺服电机３．电机安装座４．弹性联

轴器５．滚珠丝杠轴座６．滚珠丝杠螺母７．工作台

８．螺母安装座９．滚珠丝杠

１０．直线导轨

速器驱动（图３），以保证工艺上的要求。为降低

成本，可以考虑将焊枪沿焊缝的上下运动利用靠

模（图４）实现。对于不同的支管管径，可以更换

靠模。伺服电机经行星减速器、导向键驱动主轴

旋转时，主轴在靠模５的作用下边回转边上下运

动，主轴与靠模间由ｌ对滚珠支承，弹簧４确保主

轴与靠模严格接触，保证焊枪的轨迹沿相贯线

移动。

图３焊枪回转驱动

１．伺服电机２．行星减速器３．主轴４．弹簧座

５．仿形靠模６．仿形螺母７．焊枪固定座８．定

位销座９．滚动轴承ｌＯ．主轴壳体１１．止推轴承

１２．弹簧１３．万向滚珠１４．燕尾微调机构

１５．焊枪固定螺钉１６．短管定位销

一９２一

图４仿形靠模

２．３同步焊接工艺

由于产量的关系，要求焊接机床同时焊接２

根联腔管。所以，采用３个伺服电机驱动，即３个

数控轴，滑台１个，焊接主轴２个。采用３轴数控

系统控制。由于联腔管的步进距离要求精确，所

以，当联腔管首次定位后，必须有２套高精度的

夹具分时段地保持工件的夹紧（图５），即：定位

后，由数控滑台上的移动夹具夹紧工件，当数控

滑台将工件送进１个步距后，固定夹具夹紧工件，

此时开始焊接，当焊接完成后，滑台上的移动夹

具松开，随同滑台后移１个步距再将工件夹紧。

此时固定夹具才可以松开，滑台将工件再次送进１

个步距。进入下１个焊接循环。直至全部支管焊

接完成，数控程序停止。

图５工件夹具结构

１．工作台２．固定夹具１

３。定位销４．移动夹具ｌ

５．空气冷却通道６．固定夹具２

７．工件

８．移动夹具２

２．４焊接变形的控制

焊接变形的控制是保证产品质量的另一个关

键。最初的设计方案仅采用了定形冷却的方法来

消除焊接变形。即：在焊接后的第１工位的移动

夹具内部采用了定形吹入压缩空气快速冷却工件。

使工件保持平直。虽然可减小变形，但不能完全

消除。焊接机床在定形时增加了１道微调校形工

序，很好地解决了焊接变形问题。

２．５焊枪的微调机构

为保证焊枪的钨极始终对准焊缝，同时也使

调整钨极长度时更加方便，焊枪夹具设计有２个

自由度的燕尾微调机构（图６），以减少焊枪的调

整时间，提高生产率。

２．６上料与装配

支管的上料和装配是影响生产节拍的重要因

素。设计中采用了机械手自动上料和冲头冲入的

《起重运输机械》

２０１０（４）

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