进文明生产的目的。但是，焊接生产是综合性生产，在焊接制造过程中，除了焊接工序本身外，前后还有很多工序的配合，如备料输送装配检验校正等工序。因此，焊接生产的机械化自动化不仅仅局限于焊接工序本身，而且包括了与焊接工序相衔接的上下各工序的机械化，自动化。只有各工序实现了机械化，自动化，才能实现焊接生产的综合机械化，自动化。焊接机械装备焊接机械装备就是在焊接生产中与焊接工序相配合，有利于实现焊接生产机械化，自动化，有利于提高装配焊接质量，促使焊接生产过程加速进行的各种辅助装置和设备。这里称之为辅助装置和设备是为了与焊机相区别。焊机是焊接过程中的核心装备，它包括焊接电源，焊接控制箱，焊接机头等，有自己的系统，不属于焊接机械装备的范畴。而焊接机械装备相对焊机处于辅助的地位，是配合焊机进行焊接生产的装置和设备。它包括的范围较广，按用途分，主要有焊接工装夹具焊接变位机械和焊接输送机械三个方面，其次还有导电装置焊剂输送与回收装置坡口准备及焊缝清理精整装置等。他们又是焊接机械装备的从属装置从使用范围来分，焊接机械装备又分为通用和专用两大类。通用焊接机械装备通用性强适应性广，整台机械能适应产品结构的变化重复使用。它们可以组合在起使用，也可以组装在焊接生产线上，成为焊接生产线的个西南交通大学本科毕业设计论文第页组成部分。由于这种装备通用性强，所以机械化自动化水平不是很高，主要满足多品种小批量焊接生产的需要专用焊接机械装备是为了适应单品种大批量焊接生产的需要专门设计制造的。这种装备专业性强生产率高控制系统先进，能很好地满足产品结构装焊工艺生产批量的要求。例如专用焊接工装夹具专用焊接机床就属于这类装备。焊接机械设备的分类焊接机械装备可分为四大类焊接工装夹具焊接变位机械焊接输送机械其他从属装置。其中，焊接工装夹具按动力源分类可分为手动夹具气动夹具液压夹具磁力夹具电动夹具真空夹具混合式夹具焊接变位机械可分为焊工变位机械焊机变位机械焊件变位机械其中焊件变位机械可分为焊接变位机焊接回转台焊接翻转机焊接滚轮架焊件输送机械可分为上料装置配料装置卸料装置传送装置各种专用吊具其他从属装置可分为导电装置焊剂输送与回收装置焊丝清理及盘丝装置埋弧焊焊剂垫等焊接机械装备对焊接生产的作用焊接机械装备对焊接生产的有利作用有以下几个方面采用焊接工装夹具，零件由定位器定位，不用划线，不用测量就能得到准确的装配位置，从而保证装配精度加快了装配作业的进程。此外焊接工装夹具上大多都采用磁力液压气动夹具，即使采用手动夹具，也都有扩力机构，因此可减轻工人的体力劳动，提高装配效率由于焊接在夹具中可强行夹固或预先给于反变形，所以可以控制或消除反变形采用焊接工装夹具后，由于保证了装配精度，控制了焊接变形，所以可提高焊件互换性能焊接上的配合孔配合槽可由原来的先焊接后加工改为加工后焊接从而避免了大型焊接焊后加工的困难。有利于缩短焊件生产周期采用焊接变位机械，可缩短装配施焊过程中焊接翻转变位的时间，减少辅助西南交通大学本科毕业设计论文第页工时提高焊机利用率和焊接生产力采用焊接变位机械可使焊件处于最有利的施焊位置水平及船型位置上进行焊接，有利于操作，保证焊接质量，而且可加大焊接工艺规程，充分发挥焊接方法的效能采用焊接变位机械可扩大焊机的焊接范围。例如，埋弧焊机配合相应的焊接设备后可完成内外环缝空间曲线焊缝的焊接和空间曲面的堆焊采用焊接机械装备后，可使手工操作变为机械操作。人处于控制机械的地位，减少人为因素对焊接质量的影响，也可降低对焊工操作技术水平的要求采用焊接机械装备后，可使装配和焊接集中在个工位上完成。减少工序数量，节约车间使用面积。只有与焊接机械装配相配合，才能在条件困难环境危险不宜由人工直接操作的场合实现焊接作业。例如在高温深水剧毒有放射性的环境进行焊接作业。总之，焊接机械设备对焊接生产的有利作用是多方面的。不但保证了焊接质量，提高了焊接生产率，改善工人工作条件，还使焊接实现了机械化，自动化提高了生产精度。因此，无论在焊接车间或是施工现场，焊接机械装备已成为焊接生产中不可缺少的机械装备之，从而获得广泛的应用。焊接自动化焊接机器人的应用进入世纪如年代以来，随着我国改革步伐的加快和国民经济的高速发展，些企业也相应地以更新装备，加强技术改造，适应市场需求，生产有竞争力的产品，稳定提高企业效益作为企业求生存发展的关键措施之。在此背景下，在机械制造业中使用焊接机器人的数量也急剧增加。据年的统计，我国使用焊接机器人进行生产的工厂已有家，包括少量教学科研用焊接机器人在内，我国当时拥有的焊接机器人已达百多台，其中，弧焊机器人占，点焊机器人占，其余为其他焊接方法用的机器人。国内当时使用的机器人，主要是从德国日本奥地利意大利瑞题，加工出来的焊接滚轮架才能正常平稳的运行。西南交通大学本科毕业设计论文第页第三章计算与校核焊接滚轮架的设计计算焊接滚轮架的设计计算包括了驱动圆周力与支反力的分析及中心角的确定等驱动圆周力与支反力的分析及中心角的确定图是单位焊接重量圆周力与中心角的关系曲线。两条曲线都是用滚轮直径，滚轮轴径的标准组合式滚轮架按单位焊接重量圆周力支反力与中心角的关系作出的，但曲线所用为圆锥滚子轴承，轴承的诱导摩擦因数，滚轮处的滚动摩擦因数曲线所用为滚动轴承。圆周力是根据图按式，算出的，所以该曲线反应的是时角对应的最大值图与的关系曲线图与的关系曲线圆锥滚子轴承滑动轴承图是单位焊件重量支反力与中心角的关系曲线，关系曲线的建立条件与图相同。滚轮作用在焊件上的支反力是根据图按式，算出的，所以该曲线反映的是时角对应的最大值。分析图和图可得出如下结论当定时，在范围内，支反力和驱动圆周力的变化较小。对西南交通大学本科毕业设计论文第页滚动轴承，圆周力约等于对滑动轴承，约等于支反力。即滚轮轴承无论采用滚动的或是滑动的，都对值影响不大，但对值的影响较大。当由增至时，主动滚轮的驱动圆周力将增加倍。对滚动轴承对滑动轴承支反力也增加了倍，。当时，支反力和驱动圆周力急剧增大，在时达到崩溃值，因此角的许用上限应小于，般不超过在同值的情况下，若将滚轮轴上的滚动轴承改为滑动轴承，则驱动圆周力将增加倍，但支反力变化不大因此，从降低能耗节省运行费用的角度出发，应设计或选用滚轮轴承为滚动轴承的焊接滚轮架。另外，中心角的使用上限应不大于。中心角的使用下限，主要受焊件静载稳定性的制约。如图所示，当角给定后，偏心距只有满足图防焊件从滚轮架上倾覆的分析用途式中偏心距工件直径中心角焊件才不致从滚轮架上掉下而破坏其稳定性。实际应用中，为使焊件在滚轮架上获得可靠的稳定性并保证焊件能够平稳地转动，通常中心角应不小于，在偏心距等于零时，也应采用此值。西南交通大学本科毕业设计论文第页由表可知本次设计的滚轮架选取滚轮直径为，则筒体工件的直径范围为,当中心角的时支反力和圆周力急剧增大，相反，当角太小时，滚轮架上的筒体焊件放置有可能不稳定。因此在实际应用中为使焊件在滚轮架上获得可靠的稳定性，并保证焊件可以平稳的转动应小于度我国制定的焊接滚轮架行业标准中规定中心角应在度到度之间。表滚轮直径选择由中心角应在度到度之间。工件直径在之间，经过三角函数的关系得出当工件直径为时，两滚轮间距在之间适合。当工件直径为时，两滚轮间距在之间适合。因此两滚轮间距的调节范围选定为之间。在计算是选取角的最大允许值图所示为典型滚轮架焊接受力图，图中当重量为偏心距的筒体焊件置于主从动滚轮座上时，主从动滚轮上的支反力相等，即西南交通大学本科毕业设计论文第页焊接滚轮架的受力图滚轮受力分析式中中心角焊件直径滚轮直径主，从动滚轮之间的横向距离当偏心距时滚轮切向摩擦力式中中心角与滚轮几何尺寸和材料有关的系数其中式中滚轮直径西南交通大学本科毕业设计论文第页滚轮直径滚轮与滚轮轴摩擦因数滚动轴承滚轮与焊件表面之间的摩擦因数钢轮为，橡胶轮为因为橡胶轮摩擦力大，传动平稳，因此选用橡胶轮滚轮支反力的计算架在滚轮座上的简体转动时，驱动圆周力和反力将使支反力发生变化。实际上，焊件只有按图所示位置逆时针转动时，因力的方向向下，才使数值增大，且增大的份额往往超过因角增加或者摩擦因数,增加而增大的份额。如果焊件顺时针转动，则方向向上，的数值减小。所以,计算滚轮最大支反力时，应以图所示的焊件重心位置和转向为准进行计算。经公式推导得经计算由公式由公式由公式对驱动的主动滚轮，每轮轴的扭矩西南交通大学本科毕业设计论文第页式中轮轴的扭矩滚轮切向摩擦力滚轮直径滚轮与滚轮轴摩擦因数主动滚轮上的支反力荷载作用不均匀系数，当是，同列上滚轮座数量经计算焊接滚轮架的电动机驱动功率总式中每个主动滚轮电动机驱动功率主动滚轮轴的传递转矩主动滚轮的转速，即许用最高转速传动机构总效率其中由于我国在年颁布了焊接滚轮架的行业标准中规定主动滚轮的圆周速度应在范围内无级可调。主动滚轮按最大线速度进行计算主动滚轮转速式中主动滚轮的转速滚轮直径经计算西南交通大学本科毕业设计论文第页滚轮架总传动效率的计算总联凸联滑块联蜗磨滚式中总滚轮架系统总的传动效率。联型挠性爪型联轴器传动效率，用于电动机与蜗杆减速器之间，联凸联凸缘联轴器传动效率，用于滚轮与减速器之间，凸联滑块联十字滑块联轴器传动效率，滑块联滚滚动轴承效率传动效率，滚蜗蜗杆减速器传动效率，蜗磨工件与滚轮之间的传动效率，磨以上效率数据来自于机械设计课程设计表经计算总再根据公式计算出电动机的选定上面计算的电动机功率为，但根据目前厂家生产的滚轮架的实际产品。电动机功率应进行放大。这是因为滚轮或工件不能做到绝对的平滑，尤其是许多筒状工件都有横向焊缝，当横向焊缝通过滚轮是会产生很大的附加力矩。考虑上诉因素功率应留足够余量才能使滚轮架稳定工作。另外年颁布了焊接滚轮架的行业标准中规定了不同吨位的焊接滚轮架的电动机最小功率表电动机功率西南交通大学本科毕业设计论文第页根据上诉情况电动机功率应放大数倍，电动机功率选定为功率，转数转，型号根据公式电滚轮式中传动比电