焊接滾輪架的制造結構
焊接滾輪架借助焊件與主動(dòng)滾輪間的摩擦力來(lái)帶動(dòng)圓筒形（或圓錐形）焊件旋轉的裝置。主要用于重工業(yè)的一些列大型機器上使用。
焊接滾輪架是一種常用的焊接輔助裝置，在焊接生產(chǎn)過(guò)程中被廣泛應用。主要借助焊件與主動(dòng)滾輪間的摩擦力帶動(dòng)圓筒類(lèi)焊件旋轉，與焊接操作機、焊接變位機等組合可實(shí)現對焊件的內外環(huán)縫、角焊縫和內外縱縫的自動(dòng)焊接。
焊接滾輪架特點(diǎn)是在焊接過(guò)程中施加壓力而不加填充材料。多數壓焊方法如擴散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒(méi)有熔化過(guò)程，因而沒(méi)有象熔焊那樣的有益合金元素燒損，和有害元素侵入焊縫的問(wèn)題，焊接滾輪架從而簡(jiǎn)化了焊接過(guò)程，也改善了焊接安全衛生條件。同時(shí)由于加熱溫度比熔焊低、加熱時(shí)間短，因而熱影響區小。許多難以用熔化焊焊接的材料，往往可以用壓焊焊成與母材同等強度的優(yōu)質(zhì)接頭。
1、防竄機械執行機構
焊件在滾輪架上的軸向竄動(dòng)，其焊件本身是在作螺旋運動(dòng)，如能采取措施，把焊接滾輪架焊件的左旋及時(shí)地改為右旋或將右旋改為左旋，直至焊件不再作螺旋運動(dòng)為止。
已有三種執行機構可完成此任務(wù)：
(1)頂升式執行機構
從動(dòng)滾輪架地一側滾輪可以做升降運動(dòng)，使焊件軸線(xiàn)發(fā)生偏移，同時(shí)也使焊件自重產(chǎn)生地軸向分量發(fā)生變化。這種調節方式其優(yōu)點(diǎn)是調節靈敏度較高，缺點(diǎn)是制造成本高，體積大。
(2)偏移式執行機構
從動(dòng)滾輪架的兩側滾輪沿其垂直中心線(xiàn)可做同向偏移，以此改變滾輪與焊件的軸向摩擦分力。這種調節方式其優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，缺點(diǎn)是對滾輪的磨損太大。
(3)平移式執行機構
從動(dòng)滾輪架的兩側滾輪可以同時(shí)垂直于焊件軸心線(xiàn)做水平移動(dòng)，從而達到調節焊件軸心線(xiàn)以及調節滾輪軸線(xiàn)夾角的目的。這種調節方式其優(yōu)點(diǎn)是穩定性好，制造成本低，結構簡(jiǎn)單，不占用額外的安裝空間。
2、主動(dòng)輪轉速控制
要做到使焊件無(wú)級調速的平穩旋轉，一般采用兩種驅動(dòng)方式：直流調速和交流變頻調速。由于直流調速存在著(zhù)故障率高且成本也高的缺陷，因而選擇了交流變頻調速。隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展，交流變頻調速已經(jīng)完全能夠滿(mǎn)足各種噸位焊接滾輪架的需求。
為使焊接滾輪架的滾輪間距調節方便可靠，組合便利，建議采用主動(dòng)輪單獨驅動(dòng)的設計方案，即每個(gè)主動(dòng)輪單獨利用一臺電動(dòng)機和減速機構驅動(dòng)。但是，這里要注意解決好各主動(dòng)輪的同步問(wèn)題，在選用電動(dòng)機和減速機結構上要盡量選用特性一致且經(jīng)過(guò)實(shí)測的使用。在驅動(dòng)方式上建議使用一套驅動(dòng)源，各個(gè)主動(dòng)輪電動(dòng)機并聯(lián)的方式。
3、焊件軸向竄動(dòng)的檢測
焊件軸向竄動(dòng)的檢測目的是要檢測出焊件在軸線(xiàn)方向上的竄動(dòng)位移，從原理上說(shuō)，可以采取在焊件筒壁側面檢測方式和在焊件端面檢測方式。筒壁側面檢測方式可以不受焊件端面誤差的影響，但這種檢測方式由于要去除筒壁的垂直旋轉分量，再加上打滑、筒體表面粗糙、污物的影響，因此要制造出可靠的傳感器來(lái)是不容易的。在焊件端面檢測方式是貫用的檢測方式，這種檢測凡是不可避免地受到焊接焊件端面與其軸心線(xiàn)垂直方向上凹凸不平的影響，因此要求對焊件的受測端面進(jìn)行加工。但對大型焊件來(lái)講，這種加工要求的精度越高，其困難和費用也越大。能否降低對端面加工的要求，顯得重要起來(lái)。比如，工藝要求焊件的軸向竄動(dòng)量不大于±2mm，可是焊件的受測端面不平度卻大于±2mm，在這種條件下能否做到防止焊件的軸向竄動(dòng)是衡量防竄滾輪架是否實(shí)用的重要指標之一。
4、模糊控制
對于一個(gè)焊件，尤其對于一個(gè)大型焊件來(lái)說(shuō)，要想確切地知道其檢測端面相對于其軸心線(xiàn)地垂直度和不平度是比較困難地。硬性規定其端面加工誤差不超過(guò)某值有時(shí)是不太現實(shí)地。在這種條件下，如何做到對不同的焊件都能達到防竄目的，甚至是零竄動(dòng)，是關(guān)鍵之所在。
對于像防竄滾輪架這類(lèi)控制系統來(lái)講，在影響焊件軸向竄動(dòng)的不確定因素很多的情況下，可以借助于模糊控制這種手段來(lái)達到控制目的。模糊控制是利用計算機模擬人的思維方式，按照人的操作規則進(jìn)行控制，也是利用計算機來(lái)實(shí)現人的控制經(jīng)驗。模糊數學(xué)可以用來(lái)描述過(guò)程變量和控制作用量這類(lèi)模糊概念及它們之間的關(guān)系，再根據這些模糊關(guān)系及每一時(shí)刻過(guò)程變量的檢測值用模糊邏輯推理的方法得出該時(shí)刻的控制量。模糊化和準確控制是辨證的關(guān)系，計算機仿照人的思維進(jìn)行模糊控制，而人的大腦重的控制經(jīng)驗是由模糊條件語(yǔ)句構成的模糊控制規則。因此，需要把輸入信號由準確量轉化為模糊量。模糊化首先把輸入信號的采樣值轉化到相應論域上的一個(gè)點(diǎn)(量程變換)，然后再把它轉化為該論域上的一個(gè)模糊子集。與模糊化相反，解模糊化過(guò)程是將推理過(guò)程中得到的模糊控制作用轉化為準確的控制量。
不過(guò)，對于受控焊件的檢測端面誤差大于防竄精度的控制系統來(lái)說(shuō)，要實(shí)現焊件的防竄目的，僅用模糊控制論的方法來(lái)解決問(wèn)題顯然是不夠的。因為焊件的端面誤差已經(jīng)大于防竄精度的要求，由傳感器送來(lái)的偏移量究竟是由于焊件端面的誤差造成的，還是由于焊件的軸向竄動(dòng)引起的，計算機僅從送來(lái)的信號上是無(wú)法區別的，況且不同焊件的誤差尺寸和形狀都是不一樣的。
5、自適應控制
自適應控制具有修正本身特性參數以適應被控對象和擾動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性變化的能力。在自適應系統中，我們采用的算法是“參數追蹤算法”。即計算機對送來(lái)的信號進(jìn)行自動(dòng)追蹤和預設動(dòng)做閥值，這些參數在控制過(guò)程中都不是固定不變的。通俗一點(diǎn)說(shuō)，是先讓計算機記住焊件的端面形狀，然后再分辨出真正的竄動(dòng)量。這樣以來(lái)問(wèn)題簡(jiǎn)單了，只要做到對竄動(dòng)量進(jìn)行控制而對端面誤差不予理睬即可。順著(zhù)這一思路，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的調節，可以做到焊件在其軸向上的“零竄動(dòng)”。自適應過(guò)程的時(shí)間長(cháng)短視焊件端面誤差而定，對于端面誤差在5mm的焊件，大約15min后即可把竄動(dòng)量限制在±2mm以?xún)龋蠹s經(jīng)過(guò)0.5h后即可做到使焊件保持“零竄動(dòng)”。
