立柱横臂焊接操作机

发布时间：2026-09-23 04:53

(1/7) 立柱横臂焊接操作机整体轴测图
(2/7) 立柱横臂焊接操作机正视图
(3/7) 立柱横臂焊接操作机侧视图
(4/7) 立柱横臂焊接操作机
(5/7) 立柱横臂焊接操作机轴测细节图
(6/7) 立柱横臂焊接操作机爆炸分解图
(7/7) 立柱横臂焊接操作机细节特写

立柱横臂焊接操作机（welding_manipulator 一、用途与适用工况本机是焊接工位上的立柱横臂式焊接操作机（column and boom），用于把焊枪按焊缝走向送到任意空间位置并稳定保持：立柱带着横臂绕机器中心立轴回转定位（左右各 90 度），横臂沿立柱升降到焊缝标高（行程 640），十字滑架再沿横臂向前伸出（行程 280）做微调与跟踪。适合筒体纵缝、环缝、法兰角焊缝以及箱形梁长直焊缝的埋弧/气保焊，配合滚轮架或焊接变位机可组成自动焊接工作站，替代人工高空手持焊枪。整机落地安装，本体高 1560，占地含走台与电控柜约 2400×1700，额定承载（横臂端部工装+焊枪）3000 kg。适用工况：车间常温、无强粉尘与腐蚀介质，三相 380V/50Hz 供电，0.5～0.7MPa 压缩空气，混凝土硬化地面，经调平垫铁找平后用 4 只 M30 地脚螺栓固定；操作者站在 -r 侧走台上通过手控盒与脚踏开关操作，电控柜同台布置。二、结构组成（10 个子系统，共 60 个零件条目，含 15 个成套件，全部拆散后 108 个实体） 1）底座与地脚（5 件）：底板 1120×1120×44 大方板，板上钻 4×4 共 16 个地脚孔、8 个回转支承锁紧螺栓过孔与中心走线孔；4 只 M30 地脚螺栓（螺杆+平垫圈+六角螺母）穿过底板与调平垫铁；4 块调平垫铁垫在底板四角用于找平；6 片径向三角加强筋（内缘贴回转支承外圈外皮，外伸 170、高 100、厚 18）焊在底板顶面，绕中心每 60 度一片；铭牌贴在底板顶面。 2）回转支承（5 件）：阶梯内孔外圈（下段内孔 175 让内圈齿顶、上段内孔 162 让滚珠环带）+ 带外齿的下段内圈（32 个简化梯形齿，齿顶 165） + 滚珠示意环（管心 153.5、管半径 7，卡在内圈与外圈上段内孔之间） + 密封带（封住上段环缝）+ 8 只带六角头的锁紧螺栓（穿过外圈沉孔拧入底板，头面凹在沉孔内）。 3）立柱（7 件，另含成套件 3 项）：回转盘 r340×30 坐落在转动内圈顶面上，底面车出 r158～282 的让空环槽避开固定外圈；立柱底板 420×420×40；方管立柱 320×320×1312（壁厚 24，上下封板）；立柱顶盖 380×380×24； +y 面立柱齿条（条体 80×60、58 个节距 18.33 的简化梯形齿，齿朝 +y）； +x 面立柱导轨 2 条（12×26，落在升降滑座让位腔内）作升降滚行面； -x 面爬梯（梯梁 2 根 + 横档 8 档）。 4）横臂（5 件，另含成套件 2 项）：外臂方管 810×240×220（-x 端面坐在升降滑座 +x 壁上，尾部焊加宽法兰 20×320 与滑座贴合；内腔沿 +x 开口让内臂）；内臂方管 1330×186×166（插入外臂内腔四周留 2，顶面开 4 处滚轮让位槽）；臂端法兰 40×260×210 封住内臂端头；内臂底面偏 +y 装横臂齿条（条体 500×70、27 个节距 18.33 的梯形齿，齿朝 +y）；4 只导向滚轮 r16×40 骑在内臂顶面让位槽里，轮顶高于内臂顶面 16。 5）横臂升降驱动（5 件）：升降滑座（抱立柱的 380×380×260 框件，开立柱让位腔、齿条让位口，-x 壁整面开放让爬梯通过）；升降减速机箱体 220×280×260（内腔挖 r79 齿轮坑，箱底开齿条让位口）；升降小齿轮（含输出轴一体，24 齿、分度圆 r70、齿根 65、齿顶 76、宽 50，齿顶圆与立柱齿条齿顶留 3）；立式驱动电机（机壳 r90×280、8 片散热筋、端子盒）；手轮（备用，r110，装在减速机外伸面）。 6）十字滑架（10 件）：水平滑座（跨骑内臂的框件，开内臂让位腔与精调螺杆轴承座，镗 r17 螺杆孔）；精调螺杆 r16 与手轮 r70（手动微进给，装在滑座 -y 侧）；伸缩驱动箱 180×270×110（箱底开齿条让位口，内腔挖 r79 齿轮坑）；伸缩小齿轮（含轴一体，24 齿、分度圆 r70，轴线竖直，齿顶圆与横臂齿条齿顶留 3）与手轮 r90；滑架连接板（把水平滑座与垂直滑座连成十字滑架）；垂直滑座 120×140×227（含空腔）；垂直滑块；垂直滑座手轮 r80。 7）焊枪调节机构（4 件）：十字微调架（X/Y 微调螺杆各 1 根，做焊缝对中微调）；角度盘（r55×14，盘面刻 12 道刻度槽，定焊枪倾角）；焊枪夹持器（夹块镗 r21 枪管孔 + 夹紧螺钉）；焊枪（枪管 r19、锥形喷嘴 r11→r19、导电嘴 r6，枪最低点标高 85）。 8）配重与平衡（3 件，另含成套件 1 项）：配重托架（L 形，立板挂在升降滑座 -y 面、托板外伸 225）；配重块 2 块（铸铁，130×190×230 各一件）；钢丝绳示意短段（从两配重块之间的缝隙拉向托架）。 9）操作与走台（6 件，另含成套件 3 项）：格栅走台板 800×900×60（铣 5 道纵向格栅槽）；走台支腿 4 根（120×120，落地）；护栏立柱 4 根 50×50；护栏顶杆 4 根；脚踏开关；手控盒。走台整体落在 -x 侧，台面标高 900～ 960，内边缘距机器中心 850，落在回转扫掠扇区之外。 10）电控与防护（9 件，另含成套件 4 项）：电控柜柜体 300×560×1000（等壁厚 12 箱体，+x 面开门凹台）；柜门；铰链 2 只；门锁（锁芯+手柄）；操作面板；急停按钮（红色蘑菇头）与按钮 3 只；线缆拖链 6 节链节（贴立柱 +y 面下部，整段在滑座最低位以下）；焊接电缆短段（贴立柱 +x 面下部）。三、工作原理（立柱回转 + 横臂升降 + 滑架伸缩把焊枪送到位）坐标约定：z 为竖直（立柱轴线即机器中心立轴），x 为横臂伸出方向，y 为立柱齿条侧；三轴互相垂直，焊枪吊在十字滑架前端的垂直滑块下方，工作空间在立柱 +x 侧、z 85 以上的任意点。 · 立柱回转（第 1 轴）：回转支承的固定外圈用 8 只螺栓锁在底板上，转动内圈带外齿、顶面承载回转盘。回转盘与立柱整体绕机器中心立轴在 -90 度～+90 度范围内回转（双向 180 度），把横臂转到焊缝所在的方位。回转盘底面的环槽让开固定外圈，因此转动时只有内圈承压、外圈不刮擦。 · 横臂升降（第 2 轴）：升降滑座抱在立柱外侧，+x 面立柱导轨为滑座的滚行面。滑座上的升降减速机输出轴上装 24 齿小齿轮，与立柱 +y 面的立柱齿条啮合；齿轮转动时，滑座连同横臂、十字滑架、焊枪与配重整体沿立柱导轨升降，行程 640。横臂最高位顶面 1480、滑座顶面 1520，都在立柱顶面 1560 之下，不会撞顶盖。横臂尾端挂 2 块铸铁配重并经钢丝绳拉紧，平衡前端悬伸力矩，减小立柱与回转支承的倾覆载荷。 · 滑架伸缩（第 3 轴）：横臂由外臂与插入其内腔的内臂组成；内臂底面偏 +y 的横臂齿条与水平滑座伸缩驱动箱里的 24 齿伸缩小齿轮啮合。小齿轮转动时，跨骑在内臂上的十字滑架沿横臂导轨向前伸出，行程 280，必要时用手轮经精调螺杆做微量进给。焊枪挂在十字滑架最前端的垂直滑块下：竖向悬挂的十字微调架做 X/Y 两个方向的微调，角度盘定焊枪倾角，夹持器夹紧枪管，导电嘴出丝引弧。三轴叠加后，焊枪可在立柱回转包络内的任意点就位；操作者站在走台上用手控盒点动各轴、用脚踏开关启停焊接，电控柜内的变频器与接触器分别驱动升降电机与伸缩电机，线缆经立柱下部的拖链与立柱内的走线孔引到回转体。四、技术参数回转角（立柱系绕中心立轴） -90 度～ +90 度（双向 180 度）横臂伸缩行程（十字滑架沿 x） 0 ～ 280 横臂升降行程（滑座沿 z） 0 ～ 640 横臂端部额定承载（含工装） 3000 kg 回转支承形式内圈带齿（32 齿）单排滚珠式升降/伸缩驱动齿轮齿条副，模数 5.83、齿条节距 18.33、小齿轮 24 齿、分度圆 r70 立柱截面 / 总高 320×320（壁厚 24）/ 1560（含顶盖 1584）横臂截面 / 最大伸出 240×220（内臂 186×166）/ 中心至法兰端 1660 焊枪最低点标高 / 喷嘴口径 85 / 导电嘴 r6 走台台面标高 / 内边缘半径 900～960 / 850 电控柜外形 / 总高 300×560×1000（落走台板上，顶 1960）驱动电机立式，r90×280，升降驱动一台零件数 60 个零件条目 / 10 个子系统 / 108 个实体五、文件清单 welding_manipulator_freecad.py 建模脚本（FreeCAD 1.1.3，freecadcmd 直接运行） render_params/welding_manipulator.json 渲染参数（零件-材质映射、爆炸位移、特写坐标；EXPLODE 与脚本内常量同源同值） descs/welding_manipulator.txt 本说明文件六、原创声明本套三维数据由作者依“立柱横臂式焊接操作机”的公有结构原理形制独立完成参数化建模，全部零件几何、尺寸链、配合间隙与行程参数均按本机自有体系推导（见脚本内 CALC 计算表），未复制任何厂商图纸、说明书或三维数据。本作品仅用于展示、教学与技术交流，其三维数据与图片均为原创成果，作者保留相应权利。【渲染图导览】 render_01_iso.png：整体轴测图，展示立柱横臂焊接操作机的完整外观与结构布局。 render_02_front.png：正视图，展示立柱横臂焊接操作机的主要工作面与操作面。 render_03_side.png：侧视图，展示立柱横臂焊接操作机的进深方向结构层次。 render_04_axo.png：轴测细节图，从另一角度展示立柱横臂焊接操作机的内部结构与传动细节。 render_05_exploded.png：爆炸分解图，全部零件沿装配轴逐件分离展示，可查看每个零件的形状与装配顺序。 render_06_closeup.png：细节特写，聚焦立柱横臂焊接操作机的核心功能区域与配合精度。

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