移動(dòng)式焊煙凈化機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)移動(dòng)式焊煙凈化機(jī)系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱凈化機(jī))由吸塵罩、風(fēng)管和支承臂、凈化系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)四部分組成，其凈化過程和原理類似于家用吸塵器。由操作人員用手工將吸塵罩定位在需要焊接凈化的位置，風(fēng)管由支承臂支承，一端連接著吸塵罩，另一端連接著凈化系統(tǒng)。當(dāng)風(fēng)機(jī)工作時(shí)，風(fēng)機(jī)前部的凈化系統(tǒng)和風(fēng)管、吸塵罩內(nèi)形成負(fù)壓，這個(gè)負(fù)壓將焊接產(chǎn)生的煙塵隨周圍空氣一起吸入凈化系統(tǒng)，經(jīng)凈化系統(tǒng)的過濾器過濾后，通過風(fēng)機(jī)出口排出。

2.1焊煙凈化機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
(1)風(fēng)管和支承臂可以帶動(dòng)吸塵罩懸停在其活動(dòng)半徑范圍內(nèi)的任意空間位置，且手工拉動(dòng)吸塵罩時(shí)靈活性好。
(2)凈化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，就是一個(gè)過濾筒，濾材可方便地濾除直徑大于　0．5　μ　m　的塵粒，且阻力很小。并且當(dāng)濾材沾滿灰塵時(shí)，可以通過壓縮空氣反吹后繼續(xù)使用。
(3)能耗少，與整體通風(fēng)凈化相比可以節(jié)能　90％以上。
2．2凈化機(jī)的缺點(diǎn)
(1)對(duì)某一固定工況來(lái)說(shuō)，吸塵罩有效吸塵空間太小，即吸塵效率太低。例如以目前市場(chǎng)上最常用的支承臂半徑　3　m、吸塵口徑　φ　160　mm、吸氣量2　000　m?/h、負(fù)壓　1　500　Pa　為例，采用有限元法分析吸塵口附近空氣速度場(chǎng)和流線分布2)應(yīng)用受到極大制約。當(dāng)焊縫較長(zhǎng)時(shí)，為達(dá)到吸塵效果，需不斷地手工移動(dòng)吸塵罩，操作極為不便，容易影響焊接質(zhì)量。吸塵效率隨焊接點(diǎn)與吸塵口中心距離的變化趨勢(shì)如圖　3　所示。由圖　1～圖　3　可知，焊接點(diǎn)距吸塵口中心越近，吸塵效率越高。當(dāng)距離　d＝0．15　m　時(shí)，即以吸塵罩中心為圓心的　φ　300　mm　的圓周上，吸塵效率為　84％，在此之外吸塵效果迅速下降。這一理論數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況非常吻合。

3　凈化機(jī)的發(fā)展方向

凈化機(jī)因其結(jié)構(gòu)緊湊，空間尺寸小，凈化系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用、節(jié)能，使用成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)而被世界各國(guó)廣泛采用。這些優(yōu)點(diǎn)在凈化機(jī)的發(fā)展中應(yīng)被保留和發(fā)展，關(guān)鍵是克服上述缺點(diǎn)。因此，凈化機(jī)的發(fā)展方向是在減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)進(jìn)一步擴(kuò)大吸塵罩的有效吸塵空間。實(shí)際上，只要能將由操作者手工移動(dòng)吸塵罩這一動(dòng)作改由智能型機(jī)器來(lái)完成，就能從根本上解決這個(gè)問題，即焊煙凈化中需要有一款焊煙跟蹤機(jī)器人。自主研制的具備感知、決策和行動(dòng)三大機(jī)器人本質(zhì)特征的煙塵自動(dòng)跟蹤臂(以下簡(jiǎn)稱跟蹤臂)由焊煙識(shí)別傳感器、電腦和軟件以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等幾部分組成。當(dāng)焊接開始時(shí)，焊煙識(shí)別傳感器立即將焊煙產(chǎn)生點(diǎn)的三維空間位置傳送給電腦和軟件系統(tǒng)，經(jīng)軟件系統(tǒng)分析后，命令執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶著吸塵罩緊跟焊接點(diǎn)，每隔　3　mm　自動(dòng)移動(dòng)一次(宏觀上可看作連續(xù)移動(dòng))，真正做到了吸塵罩與焊接點(diǎn)同步運(yùn)動(dòng)。在焊接有害物質(zhì)還未擴(kuò)散就被吸收凈化，使有害物質(zhì)的產(chǎn)生與吸收、凈化同步，從而保證了工作環(huán)境的空氣質(zhì)量和操作者的健康。4　跟蹤臂與凈化機(jī)的凈化性價(jià)比為了解跟蹤臂與凈化機(jī)的凈化性價(jià)比，對(duì)焊縫直線長(zhǎng)為　5　000　mm　的焊接凈化過程分兩種情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(1)使用跟蹤臂。操作者焊完　5000mm　長(zhǎng)的焊縫，用時(shí)　14．6　min；由于跟蹤臂帶著吸塵罩緊跟焊接點(diǎn)，每隔　3　mm　自動(dòng)移動(dòng)一次，使焊接點(diǎn)始終處在以吸塵罩中心為圓心的　φ　6　mm的圓面積上，由圖　3　可知，φ　6　mm　圓面積上的吸塵效率均在　99％以上。(2)使用凈化機(jī)。如圖　3　所示，為達(dá)到　84％以上的吸塵效果，操作者需每隔　300　mm　手工移動(dòng)一次吸塵罩，焊完5　000　mm長(zhǎng)的焊縫用時(shí)　21．2　min，在此時(shí)間內(nèi)移動(dòng)吸塵罩達(dá)　17　次之多。上述兩種情況相比：(1)減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。勞動(dòng)生產(chǎn)提高率＝(A－B)／A×100％＝(21．2min－14．6min)／21．2　min×100％＝31％式中　A　為第二種情況所用時(shí)間；B　為第一種情況所用時(shí)間。(2)提高了吸塵效率。前者吸塵效率大于　99％，后者大于　84％，前者比后者效率更高。(3)提高了自動(dòng)吸塵面積。兩種情況的有效工作范圍示意如圖　4　所示。跟蹤臂能用于焊縫長(zhǎng)度不超過5．66　m的工件焊接，兩者吸塵面積之比為S＝S2／S1＝12．56　m2／0．07　m2＝180式中　S1為前者凈化面積；S2為后者凈化面積。即前者的吸塵面積為后者的　180　倍。圖　4　凈化機(jī)與跟蹤臂的有效工作范圍(4)由于保證了局部?jī)艋Ч?，從而降低了整體通風(fēng)凈化的能耗。5　結(jié)論跟蹤臂在凈化機(jī)的基礎(chǔ)上，通過自動(dòng)跟蹤焊接點(diǎn)位置達(dá)到焊煙產(chǎn)生與凈化同步，提高了工作效率和凈化效果，使吸塵效率始終保持在　99％以上，降低了整體通風(fēng)凈化的能耗，是焊煙凈化領(lǐng)域發(fā)展的一大突破。

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