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工程机械结构件焊接变位机浅析
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常用的人工焊接变位机基本型式有：伸臂式、倾翻回转式和双立柱单回转式等。由于受到回转自由度的限制，这几种变位机均不能实现被焊工件在空间内的任意旋转，不能使各类焊缝转动到所需要的最佳位置。以前我厂也从各地引进多种焊接变位机，但现场使用都不方便从而被淘汰，投资高浪费大。为开发适宜的变位机，我们经过多年的工作实践，调研分析，主要思路启发于从国外引进的结构件焊接机器人。焊接机器人上配备的焊接变位机的型式先进，适合国内工程机械行业结构件的焊接。根据现场使用经验，现分析介绍焊接变位机选型及常用几种变位机的形式等。仅供参考。
１、使用工程机械结构件焊接变位机的意义
挖掘机、压路机、装载机等工程机械的结构件大多数都很复杂，而且是整机主要关键部件，其焊接质量的好坏直接影响整机性能。选择合适的变位机能提高焊接质量及生产效率，降低工人的劳动强度及生产成本，加强安全文明生产，有利于现场管理。特别是入世的冲击，工程机械市场竞争将会越来越激烈，国内企业必须适应形势，通过焊接变位机等基础设备投入达到生产能力的革命。
２、结构件焊接变位机的选型
①根据焊接结构件的结构特点选择合适的焊接变位机。如：装载机后车架、压路机机架可用双立柱单回转模式，装载机的前车架可选Ｌ型双回转式，装载机铲斗焊接变位机可设计成Ｃ型双回转式，挖掘机车架、大臂等可用双座式头尾双回转型式，对于一些小总成焊接件可选取目前市场上已系列化生产的座式通用变位机。
②根据手工焊接作业的情况，所选的焊接变位机能把被焊工件的任意一条焊缝转到平焊或船焊位置，避免立焊和仰焊，保证焊接质量。
③选择开敞性好，容易操作，结构紧凑占地面积小的焊接变位机，工人操作高度尽量低，安全可靠。工装设计要考虑工件装卡简单方便。
④工程机械大型的焊接结构件变位机的焊接操作高度很高，工人可通过垫高的方式进行焊接。焊接登高梯的选取直接影响焊接变位机的使用，视高度情况可用小型固定式登高梯、三维或两维机械电控自动移动式焊接升降台。
３、几种常用变位机结构
①双立柱单回转式变位机：该种变位机适合装载机的后车架、压路机机架等工程机械长方形结构件的焊接，形式如图示１两种样式，其主要特点是立柱一端电机驱动工作装置沿一个回转方向运转，另一端随主动端从动。两侧立柱可设计成可升降式，以适应不同规格产品。这种型式变位机的缺点只能在一个圆周方向回转，选择时要注意焊缝形式是否适合。

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②Ｕ型双座式头尾双回转型式：与第一种变位机型式相比，即在图１第二种的基础上被焊结构件在另外一个空间又增加一个旋转自由度。如图２这种型式的变位机焊接空间大，工件可被旋转到需要的位置，设计先进，目前已在工程机械许多厂家成功使用。该变位机可根据各厂的工艺情况在装载机、挖掘机、压路机等结构件焊接时应用。

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③Ｌ型双回转焊接变位机：该种变位机如图３所示，其工作装置Ｌ型，有两个方面的回转自由度，且两个方向都可以±３６０°任意回转。此变位机与其它类型变位机相比，开敞性好，容易操作。Ｌ型变位机已在装载机前车架焊接中成功的使用，而且使用效果很好，深受现场操作工的欢迎.

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④Ｃ型双回转焊接变位机：如图示４，Ｃ型回转形式与Ｌ型机相同，只是为了方便夹具体的设计，根据结构件的外形，变位机的工作装置稍作变动。该种型式焊接变位机，适合装载机的铲斗、挖掘机的挖斗等焊接。

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⑤座式通用变位机：如图５座式焊接变位机工作台有一个整体翻转的自由度，可以将工作翻转至理想的焊接位置进行焊接。另外工作台还有一个旋转的自由度。该种变位机已被多个厂家系列化生产，其适合工程机械的小型焊接件及一些管类、轴类、盘类等中小型复杂结构的焊接。

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从几种变位机的示意图可以看出，变位机的总体型式可分两大类，一类双底座回转式（示意图１、示意图２），另一类是单机座工作装置悬伸式（示意图３、示意图４）。两结构形式的显著特点决定在设计这两种焊接变位机时侧重点不同，如Ｌ型、Ｃ型变位机要充分考虑平衡性。在选择变位机时要根据工件的形状、焊缝的形式及工艺现状选取，否则，有可能不好用或不能用。
４、结束语
国外大型结构件的焊接一般应用机械手，从国内目前的工艺现状及设备投入情况，完全用焊接机器人代替手工焊接作业条件还不成熟。但是如果没有焊接变位机，对于复杂结构件内的一些立焊缝、仰焊缝等单纯靠人工调整至容易焊接的平焊或船焊位置是不可能的。工人无法按焊接工艺执行，焊接质量也无法保证。
再者，工程机械大部分结构件很不规则，如装载机的前车架、挖掘机的大臂等类工件，焊缝复杂，外形大且重量较重，靠行车或其它吊装设备人工翻转，不仅频繁占用吊装设备，焊接效率低，而且现场操作极端野蛮，存在一定的安全隐患。因此，近年来人工焊接变位机得到国内工程机械行业的广泛共识，都在加大这方面的投入。 7/29/2009

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