CN112475578A - 监测顶锻位移实现环链电阻对焊机凸轮机构预维修的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种监测顶锻位移实现环链电阻对焊机凸轮机构预维修的方法，待焊圆环链条在环链电阻对焊机焊接时，监测焊接接头形成过程的顶锻位移，用于评判焊接质量，以作为凸轮机构预维修依据，包括如下步骤：1)位移传感器安装在环链电阻对焊机的电极焊钳上；2)电阻对焊机旁分别装前置器和位移监测系统；3)前置器经信号线缆I与位移传感器连接，前置器通过信号线缆II连接位移监测系统；4)位移监测系统实时显示与比对顶锻机构运行过程相应的顶锻位移初始曲线与顶锻位移偏移曲线。按发明方法降低了维修保养计划上对人为经验的依赖和人为因素的制约，为环链电阻对焊机凸轮机构的预维修提供及时、恰当、精确的维保预警机制和维保执行机制。

Description

监测顶锻位移实现环链电阻对焊机凸轮机构预维修的方法

【技术领域】

本发明涉及一种通过监测顶锻位移实现环链电阻对焊机的凸轮机构进行预测性维修的方法，与圆环链条电阻对焊自动化设备的改进有关，属于起重、牵引用圆环链条电阻对焊技术领域。

【背景技术】

目前起重、紧线用圆环链条制造行业已广泛使用圆环链条电阻对焊机(简称环链电阻对焊机)进行链环的焊接，自动化程度高，该类环链电阻对焊机的传动系统为电机M’驱动凸轮机构6’的凸轮主轴带动各传动副的刚性传动系统。

请参见图5，环链电阻对焊机在链环焊接过程中，电机驱动凸轮主轴，凸轮主轴通过转子摇杆将运动传递给顶锻机构1’，自动送进机构将预编制好的圆环链条K’其待焊链环自动送进到焊接工位10’。当电极焊钳2’在凸轮主轴的传动下，电极焊钳2’其自带的焊接电极自上至下夹持待焊链环的两侧，与此同步地，在该凸轮主轴转角下，布置于焊接工位10’左、右二侧的顶锻机构1’中，相向移动的顶杆1L’、1R’往待焊开口链环的两外端施加顶锻力，待焊链环到适合位置时焊接电极通电，使焊口接合的同时电极焊钳2’、顶锻机构1’退出复位，完成该单链环焊接后，由自动送进机构拉出焊后链环，同时后续待焊链环送进并就位在焊接工位10’，而进入下一待焊链环循环前，凸轮主轴、自动送进机构回复至各自原点。

环链电阻对焊机工作时，每个链环焊接循环的连续动作，依靠凸轮主轴360°旋转一周传动完成，凸轮主轴周而复始的旋转，实现圆环链条自动化焊接加工。圆环链条的焊接加工节拍快，连续作业强度大，各时序动作为凸轮主轴传动该轴上刚性连接组合多种转动、滑动副传动实现。由于凸轮主轴为主的各传动部件承受周期性冲击力，综合受力载荷复杂，受交变载荷和周期性冲击力的积累，导致凸轮主轴轴承及各转动、滑动部件发生磨损和微形变，随着磨损、微形变加剧引起各传动副运动偏差增大，导致顶锻机构1’其顶杆的位移因累积的传动误差产生标准位移量偏移，从而使得顶锻力发生变化。然而在生产实践中，人肉眼很难观察到顶锻位置的变化，磨损严重时，因环链电阻对焊机运行节拍快会造成大量焊接废品，环链电阻对焊机无法正常生产，因此必须对凸轮机构进行系统性维保。

目前此类环链电阻对焊机自身无定量的传动故障维修的自检功能，各圆环链条设备制造商对凸轮机构的维修也没有定量的检测手段，一般采用操作人员的经验判断结合计划性维修保养方式进行。然而依靠人工经验进行维保，须建立在大量生产实践的基础上，受具体人员的经验和能力水平所限。在计划性维修保养中，某些关键部位的标准轴承、转动、滑动部件按保养手册规程是要更换的，但被替换的零部件有可能仍在使用寿命周期中，这会造成不必要的人力、物力的浪费，即，计划性维修保养存在提前或滞后的问题，如何制定合理的计划性维保也同样依赖制定者的生产实践经验，深受人为因素制约。

目前，环链电阻对焊机凸轮机构的预测性维修，并无科学有效的办法进行，生产制造中存在因此产生的大量人力、物力、财力的浪费。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是降低环链电阻对焊机的凸轮机构在维修保养计划上对人为经验的依赖和人为因素的制约，提供一种通过监测顶锻位移实现环链电阻对焊机的凸轮机构进行预测性维修的方法。

监测顶锻位移实现环链电阻对焊机凸轮机构预维修的方法，该方法是预编制待焊圆环链条在环链电阻对焊机上进行焊接时，监测焊接接头形成过程中的顶锻位移，顶锻位移偏移用于评判焊接质量，以作为凸轮机构预维修的依据，包括如下步骤：

1)位移传感器安装在环链电阻对焊机的电极焊钳上。

2)在环链电阻对焊机旁分别安装前置器和位移监测系统。

3)前置器经信号线缆I与位移传感器连接，以用于采集位移传感器的磁场信号，前置器通过信号线缆II连接位移监测系统，经前置器处理成连续的模似电压信号并传输至位移监测系统。

4)位移监测系统实时显示与比对顶锻机构运行过程相应的顶锻位移初始曲线与顶锻位移偏移曲线。

电极焊钳为现有结构。

为进一步可量化顶锻位移的动态偏移情况，以更为精准地满足凸轮机构的预维保方案，作为优先，本发明还包括如下步骤：

4.1)默认顶锻位移初始曲线为正常的基准曲线，处于该基准曲线时表明顶锻位移的偏移量极小，顶锻机构运行状态正常。

4.2)建立维保预警机制和维保执行机制，按顶锻位移的偏移程度划分为顶锻位移小偏移量曲线、顶锻位移大偏移量曲线，并以顶锻位移的偏移程度达到顶锻位移小偏移量曲线作为凸轮机构的维保预警，以及顶锻位移的偏移程度超过顶锻位移小偏移量曲线并且朝顶锻位移大偏移量曲线产生偏移作为凸轮机构的维保执行提醒。

上述位移传感器为电涡流传感器，其由发射部件、感应部件组成，发射部件装在出链侧电极焊钳上，感应部件装在入链侧电极焊钳上；发射部件通过信号线缆I与前置器连接。

上述发射部件与感应部件相隔2～12mm间隙。

顶锻机构施加到链环上的顶锻动力是由凸轮机构提供，而顶锻力是影响链环焊接质量的关键因素。充足的顶锻力使得链环的焊口结合面其金属晶体的金属键充分结合，保证焊接质量；顶锻力不足，则导致焊口结合面的金属键不能充分有效结合，造成焊接异常，不能达到工艺要求的焊接质量，对焊接产生不良影响。

本发明至少具备如下优点和积极效果：

按本发明方法，通过监测顶锻机构的顶锻位移偏差来表征顶锻力的变化情况，在环链电阻对焊机生产过程中能够持续不间断地准确监测顶锻位移的偏移变化，评判圆环链条的焊接质量，从而为凸轮机构的预维修提供及时、恰当、精确的维保预警机制和维保执行机制，克服了对人工粗犷经验的依赖和人为因素的制约，避免了圆环链条焊接制造过程产生大量人力、物力、财力的浪费，为圆环链条制造行业提供了科学的现场精准质量管理。

【附图说明】

图1是本发明监测顶锻位移实现环链电阻对焊机凸轮机构预维修方法的流程示意图；

图2是环链电阻对焊机安装有位移传感器、前置器和位移监测系统的示意图；

图3是焊接形成过程中在位移监测系统所显示周波数与位移的坐标反映出的二条顶锻位移曲线对照图；

图4是焊接形成过程中在位移监测系统所显示周波数与位移的坐标反映出的三条顶锻位移曲线对照图；

图5是现有环链电阻对焊机的焊接工作状态图。

【具体实施方式】

请参阅图1～4所示，监测顶锻位移实现环链电阻对焊机凸轮机构预维修的方法，该方法是预编制待焊圆环链条在环链电阻对焊机上进行焊接时，监测焊接接头形成过程中的顶锻位移特征，顶锻位移偏移用于焊接质量评判的特征量，以作为凸轮机构进行预维修的依据，包括如下步骤：

步骤1：位移传感器3安装在环链电阻对焊机的电极焊钳2上。

环链电阻对焊机的顶锻机构1布置于焊接工位10的两侧，待焊链环K1的对接接头处于焊接工位10。

步骤2：在环链电阻对焊机旁分别安装前置器4、位移监测系统5。

步骤3：前置器4经信号线缆I3-4与位移传感器3连接，前置器4用于采集位移传感器3的磁场信号，前置器4通过信号线缆II4-5连接位移监测系统5，前置器4将磁场信号处理成连续的模似电压信号并传输至位移监测系统5。

步骤4：位移监测系统5实时显示与比对顶锻机构1运行过程相应的顶锻位移初始曲线Q0与顶锻位移偏移曲线，以监测顶锻机构1的动态顶锻位移曲线变化规律。

凸轮机构6为现有结构，图2仅示意性地画出了作为关键部件的凸轮主轴来表示凸轮机构。

本发明还包括如下步骤：

步骤4.1：默认顶锻位移初始曲线Q0为正常的基准曲线，处于该基准曲线时表明顶锻位移的偏移量极小，顶锻机构1运行状态正常。此时对应的焊接异常率为10％，符合焊接质量生产控制要求。

步骤4.2：建立维保预警机制和维保执行机制，按顶锻位移的偏移程度划分为顶锻位移小偏移量曲线Q1、顶锻位移大偏移量曲线Q2，并以顶锻位移的偏移程度达到顶锻位移小偏移量曲线Q1时作为凸轮机构6的维保预警，以及顶锻位移的偏移程度超过顶锻位移小偏移量曲线Q1即朝顶锻位移大偏移量曲线Q2移动作为凸轮机构6的维保执行提醒。

处于顶锻位移小偏移量曲线Q1时，表明顶锻位移的偏移量扩大，虽然顶锻机构1的顶锻力减弱，但由于对应的焊接异常率仅为15％，此阶段仍符合焊接质量工艺控制要求，凸轮机构6暂免预维修作业；当处在顶锻位移小偏移量曲线Q1与顶锻位移大偏移量曲线Q2之间时，表明顶锻位移的偏移量进一步扩大，顶锻机构1趋于失常使得顶锻力不足导致焊接质量达不到工艺要求，此时需要及时停产并落实凸轮机构6的预维修作业(顶锻位移大偏移量曲线Q2对应的焊接异常率为20％)。

工作时，位移传感器3的磁场信号经由前置器4转换为连续的模拟电压信号进入到位移监测系统5，在该系统中显示出顶锻机构1工作过程的顶锻位移初始曲线Q0，如图3所示，该曲线对应环链链条焊接产生的焊接异常率评判为10％。

随着环链电阻对焊机进行大量链环焊接加工的持续进行，凸轮机构6发生磨损，凸轮机构各部分的配合误差增大，动作偏差也随之增大，相应顶锻机构1其位移的偏移曲线也随之变化，如图3显示前后位移的偏移曲线对比，图示中指示出顶锻位移小偏移量曲线Q1呈整体向上偏移，此时对应焊接异常率增大到15％。

随着环链电阻对焊机的折旧老化，凸轮机构6的磨损进一步上升，配合误差持续增大，图4中显示出顶锻位移大偏移量曲线Q2，该曲线Q2在曲线Q1的基础上进一步整体上升，此时对应的焊接异常率也继续扩大至20％。

结合生产实际，根据监测顶锻机构1的位移曲线偏移情况，设定出曲线的合理偏移区间，当焊接异常率位于15％及以下，环链电阻对焊机继续执行正常生产，当焊接异常率超过15％，此时应及时进行凸轮机构6的维修和保养。

通过以上的方法，本发明为环链电阻对焊机的预测性维保提供了科学的、有量化依据的合理的方法，提高环链电阻对焊机运行可靠性。按本发明方法认真执行凸轮机构的预维修措施，就能够提高环链电阻对焊机的设备完好率，提高焊品良率，并极大地延缓顶锻位移大偏移量曲线Q2的到来。

位移传感器3为电涡流传感器，其由发射部件3R、感应部件3L组成，发射部件3R装在出链侧电极焊钳2R上，感应部件3L装在入链侧电极焊钳2L上，发射部件3R通过信号线缆I3-4与前置器4连接。

电涡流传感器是一种非接触式线性化计量元器件，由于它不便于直接安装在顶锻机构上，故改而安装到电极焊钳2的位置后，并不影响焊接电极的更换与固定。

发射部件3R与感应部件3L相隔2～12mm间隙。

在图2中为圆环链条K其入链侧的待焊链环K1，及出链侧的焊后链环K2。

Claims (4)

1.一种监测顶锻位移实现环链电阻对焊机凸轮机构预维修的方法，其特征在于：该方法是预编制待焊圆环链条在环链电阻对焊机上进行焊接时，监测焊接接头形成过程中的顶锻位移，顶锻位移偏移用于评判焊接质量，以作为凸轮机构预维修的依据，包括如下步骤：

1)位移传感器安装在环链电阻对焊机的电极焊钳上；

2)在环链电阻对焊机旁分别安装前置器和位移监测系统；

3)前置器经信号线缆I与位移传感器连接，以用于采集位移传感器的磁场信号，前置器通过信号线缆II连接位移监测系统，经前置器处理成连续的模似电压信号并传输至位移监测系统；

4)位移监测系统实时显示与比对顶锻机构运行过程相应的顶锻位移初始曲线与顶锻位移偏移曲线。

2.根据权利要求1所述的监测顶锻位移实现环链电阻对焊机凸轮机构预维修的方法，其特征在于：还包括如下步骤：

4.1)默认顶锻位移初始曲线为正常的基准曲线，处于该基准曲线时表明顶锻位移的偏移量极小，顶锻机构运行状态正常；

4.2)建立维保预警机制和维保执行机制，按顶锻位移的偏移程度划分为顶锻位移小偏移量曲线、顶锻位移大偏移量曲线，并以顶锻位移的偏移程度达到顶锻位移小偏移量曲线作为凸轮机构的维保预警，以及顶锻位移的偏移程度超过顶锻位移小偏移量曲线并且朝顶锻位移大偏移量曲线产生偏移作为凸轮机构的维保执行提醒。

3.根据权利要求1或2所述的监测顶锻位移实现环链电阻对焊机凸轮机构预维修的方法，其特征在于：所述位移传感器为电涡流传感器，其由发射部件、感应部件组成，发射部件装在出链侧电极焊钳上，感应部件装在入链侧电极焊钳上，发射部件通过信号线缆I与前置器连接。

4.根据权利要求3所述的监测顶锻位移实现环链电阻对焊机凸轮机构预维修的方法，其特征在于：所述发射部件与感应部件相隔2～12mm间隙。

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