相貫線雙環縫自動焊接機的製作方法

2023-06-15 15:42:21

專利名稱：相貫線雙環縫自動焊接機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種圓管環縫焊接裝置，具體說是相貫線雙環縫自動焊接機。
背景技術：
目前，對於圓管的自動焊接，採用焊前點定的方式，先將工件點焊到一起， 然後進行焊接，這樣焊接時裝卸工件容易，但工序複雜。對於管道相貫線的焊 接，通常使用機器人或數控系統完成焊接過程中焊槍姿態和位置的調節，焊接 質量好但造價昂貴。而在自動焊技術中，焊槍調整機構必不可少，通常我們需 要在空間一定範圍內對焊槍進行全方位手動調整，其中的直線調整機構目前有 齒輪齒條型、燕尾滑座型、及雙導柱滑座型等，這些調整結構堅固耐用但對於 一般並不很重的焯槍而言有失小巧。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種直接將定位與自動焊接放到同一 工位操作的相貫線雙環縫自動焊接機。本發明解決技術問題採用的技術方案是一種相貫線雙環縫自動焊接機包括床身組件，安裝在床身組件上的動力裝置；活動安裝在床身組件上並通過所述動力裝置驅動做往復水平運動的的工件平臺；安裝在工件平臺上隨工件平臺水平運動的第一工件、第二工件舉託機構； 安裝在床身組件上的夾具箱；安裝在夾具箱上，由所述動力裝置驅動，用以夾持所述第一工件進而夾持 第二工件並攜帶第一工件、第二工件進行迴轉運動的迴轉夾具； 安裝在床身組件上的焊槍枝架總成； 安裝在焊槍枝架總成上的偏心滑塊機構；安裝在偏心滑塊機構的滑塊上，由所述滑塊帶動實現水平往復運動的焊槍 組件，所述焊槍組件上具有一實現第一工件、第二工件之間相貫線焊接的焊槍。第一工件、第二工件舉託機構包括安裝在工件平臺上的舉升汽缸和安裝舉 升汽缸的活塞軸上的託件。所述迴轉夾具包括一固定安裝在所述夾具箱上的氣缸、通過軸承安裝在所 述所述夾具箱中的空心主軸、固定在空心主軸上的夾爪盤、對稱鉸鏈於所述夾 爪盤上的一對夾爪、置於所述空心主軸中的滑套構件、連杆以及置於一對夾爪 之間的夾爪張合構件；所述滑套構件包括外置滑套和內置芯軸，所述外置滑套 與內置芯軸之間設置有軸承；所述內置芯軸通過一萬向節與所述氣缸的活塞軸 連接，所述外置滑套與所述連杆的一端連接，所述連杆的另一端與所述夾爪張 合構件連接，所述夾爪張合構件的兩連臂分別與兩夾爪鉸鏈，在所述空心主軸 上鍵設有一皮帶輪，所述動力裝置通過皮帶傳動機構帶動空心主軸轉動。本發明的焊槍枝架總成包括兩立柱和連接在兩立柱之間的偏心滑塊機構安裝板。本發明的偏心滑塊機構包括一步進電機、 一偏心連杆、偏心輪、 一滑塊、一直線導軌，所述步進電機和所述直線導軌安裝在所述偏心滑塊機構安裝板上， 所述偏心連杆的一端與所述偏心輪偏心鉸連，另一端與所述滑塊鉸鏈，所述偏 心輪鍵設在步進電機的輸出軸上，所述滑塊滑動地安裝在直線導軌上，所述焊 槍組件安裝在所述滑塊上。所述焊槍組件包哮Y軸方向滑座構件、X軸方向滑座構件以及Y軸方向滑座 構件夾頭、X軸方向滑座構件夾頭以及焊槍夾頭，所述Y軸方向滑座構件和X軸 方向滑座構件的結構相同，均包括一滑杆、滑套、導向鍵、調節螺杆、擋蓋、 手輪，所述滑杆和調節螺杆螺紋連接並置於所述滑套內，再從所述滑套的兩端 伸出，所述導向鍵安裝所述滑杆上，在所述滑套的內壁上開設有一容所述導向 鍵滑動的滑槽，所述擋蓋安裝在所述滑套的一端，所述調節螺杆從所述擋蓋伸 出，所述手輪固定在所述調節螺杆的伸出端；所述Y軸方向滑座構件中的滑杆 的一端固定在所述滑塊上，所述Y軸方向滑座構件夾頭夾在所述Y軸方向滑座 構件中的滑套上和所述X軸方向滑座構件的滑套上，所述X軸方向滑座構件夾 頭夾在所述X軸方向滑座構件的滑杆上，所述焊槍安裝在所述X軸方向滑座構 件夾頭上。所述的動力裝置採用步進電機驅動，傳動準確。所述的偏心滑塊機構採用微型步進電機驅動，直線導軌導向，將迴轉運動 轉換為往復的直線運動。整臺機器採用PLC進行控制，通過旋轉工件的方式進 行焊接。本發明產生的有益效果是針對相貫線雙環縫焊接，省去點定工序，直接將 定位與自動焊接放到同一工位去做，簡化了焊接工藝、提高了效率並省去了點 焊夾具。採用的Y軸方向滑座構件、X軸方向滑座構件對工件兩側進行精確定位， 迴轉夾具中的夾爪張合構件與連杆之間以及夾爪張合構件的各關節處裝有軸承，保證了機構的精度和壽命。採用的工件平臺將焊接工位與上下料工位分開，可以保護操作者的安全，提高操作的舒適度。整機採用PLC進行控制，通過旋 轉工件的方式進行焊接。工件旋轉採用步進電機驅動，傳動準確。


圖1是本發明相貫線雙環縫自動焊接機的結構立體示意圖。 圖2是本發明所述迴轉夾具的示意圖。圖3是本發明所述Y軸方向滑座構件和X軸方向滑座構件的示意圖。 圖4是圖1中局部放大圖。
具體實施例方式以下結合附圖及具體實施例對本發明做進一步介紹如圖1所示， 一種相貫線雙環縫自動焊接機包括床身組件1，床身組件1為 馬鞍形，在床身組件1中安裝有動力裝置，另外在床身組件1的兩側各安裝有 一個夾具箱3，每一個夾具箱3上各安裝有一套迴轉夾具4，迴轉夾具4由動力 裝置驅動。在床身組件1的後側安裝有兩根立柱21，兩立柱21之間安裝有偏心 滑塊機構安裝板22。在偏心滑塊機構安裝板22安裝有兩套偏心滑塊機構5，每 套偏心滑塊機構5上各安裝有一套焊槍組件6。在床身組件1上安裝有一導柱支架11，在導柱支架11上安裝有兩根導柱 12，在兩根導柱12上滑動安裝有工作平臺2，工作平臺2通過驅動裝置帶動， 沿導柱12在床身組件1上作往復水平移動，帶動安裝在其上的第一工件、第二 工件舉託機構7、 8從焊接工位到上、下料工位，通過工件平臺2將焊接工位與護操作者的安全，提高操作的舒適度。當工作平臺2 將第一工件、第二工件舉託機構7、 8送到上料工位時，操作者就可以將第一工 件9、第二工件10放在第一工件、第二工件舉託機構7、 8的託架71、 81上， 工件放置後以後，工件平臺2水平移動，將第一工件、第二工件舉託機構7、 8 連同第一工件9、第二工件10送至焊接工位，工件平臺2抵達焊接工位後，第 一工件、第二工件舉託機構7、 8的舉升氣缸72、 82的活塞軸上行，將第一工 件9、第二工件10送到位。參看圖2，迴轉夾具4中的氣缸41固定在夾具箱3的外側，空心主軸42通 過一對軸承43安裝夾具箱3的軸孔中，在空心主軸42上鍵設有一皮帶輪44， 動力裝置通過皮帶傳動機構帶動空心主軸42轉動。在空心主軸42的一端固定有夾爪盤45，夾爪盤45隨空心主軸42轉動，在 夾爪盤45上對稱鉸鏈有一對夾爪46，每一個夾爪46上有一V形夾塊461。夾 爪張合構件47為一 Y形構件，其兩連臂471的一端分別與兩夾爪46鉸鏈，兩 連臂471的另一端與另一連臂472鉸鏈。在夾爪46與夾爪盤45鉸鏈處、兩連 臂471與夾爪46和另一連臂472的鉸鏈處均設置有軸承，以使各鉸鏈處轉動靈 活。滑套構件48、連杆49置於空心主軸42中，滑套構件48包括外置滑套481 和內置芯軸482，外置滑套481與內置芯軸482之間設置有軸承483;內置芯軸 482的另一端通過一萬向節50與氣缸41的活塞軸連接，外置滑套481與連杆 49的一端連接，連杆49的另一端與夾爪張合構件47的另一連臂472連接。當第一工件、第二工件舉託機構7、 8的舉升氣缸72、 82的活塞軸將第一 工件9、第二工件10送到位後，氣缸41動作，氣缸41的活塞軸向內回縮，通 過萬向節49、內置芯軸482、外置滑套481、連杆49帶動夾爪張合構件47的另一連臂472向後運動，另一連臂472通過兩連臂471帶動一對夾爪46收攏，將 第一工件9夾住，通過第一工件9再將第二工件10夾持住。夾持後第一工件9、 第二工件10後，空心轉軸42在皮帶傳動機構的帶動下轉動，空心轉軸42的轉 動又帶動兩夾爪46、夾爪張合構件47、連杆49轉動，實現第一工件9、第二工 件10的迴轉。由於與連杆49連接的外置滑套481與內置芯軸482的運動是分 離的，因此內置芯軸482不轉動，保證了氣缸41的活塞軸不轉動。參看圖4，安裝在偏心滑塊機構安裝板22上的偏心滑塊機構5中的步進電 機51固定在偏心滑塊機構安裝板22上，直線導軌52安裝在偏心滑塊機構安裝 板22上。為了便於調節直線導軌52的位置，在偏心滑塊機構安裝板22上設置 有兩條調節槽221,安裝直線導軌52的螺栓穿過調節槽221與直線導軌52，這 樣就可以很方便地調節直線導軌52在偏心滑塊機構安裝板22上的位置。偏心連杆(圖中未示出) 一端與偏心輪(圖中未示出)偏心鉸連，另一端 與滑塊53鉸鏈，偏心輪鍵設在步進電機51的輸出軸上。滑塊53滑動地安裝在直線導軌52上，偏心滑塊機構5的步進電機51為微 型調速電機，其通過偏心輪、偏心連杆及滑塊53、直線導軌52將迴轉運動轉換 為往復的直線運動，由於第一工件9、第二工件10連接的相貫線的一周有兩個 高點和低點，所以當第一工件9、第二工件10旋轉一周時，偏心輪應相應旋轉 兩周。另外可以在偏心輪上裝有限位指針，用以確定偏心輪迴轉的起點以及避 免累計誤差。參看圖1和圖3，焊槍組件6包括Y軸方向滑座構件、X軸方向滑座構件以 及Y軸方向滑座構件夾頭61、 X軸方向滑座構件夾頭62以及焊槍夾頭63。參看 圖3, Y軸方向滑座構件和X軸方向滑座構件的結構相同，均包括一滑杆64、 滑套65、導向鍵66、調節螺杆67、擋蓋68、手輪69，滑杆64和調節螺杆67螺紋連接並置於滑套65內，再從滑套65的兩端伸出，導向鍵66安裝滑杆64 上，在滑套65的內壁上開設有一容導向鍵66滑動的滑槽651，擋蓋68安裝在 滑套65的一端，調節螺杆67從擋蓋68伸出，手輪69固定在調節螺杆67的伸 出端；在滑套65的另一端固定有一限位銷652，限位銷652和擋蓋68限制導向 鍵66隻能在滑套65內滑動，擋蓋68又限制調節螺杆67的軸向移動。Y軸方向滑座構件中的滑杆64的一端固定在滑塊53上，Y軸方向滑座構件 夾頭61夾在Y軸方向滑座構件中的滑套65上和X軸方向滑座構件的滑套65上， X軸方向滑座構件夾頭62夾在X軸方向滑座構件的滑杆64上，焯槍101安裝在 X軸方向滑座構件夾頭62上。當轉動Y軸方向滑座構件中的手輪69，由於Y軸方向滑座構件中的滑杆64 是固定在滑塊53上，因此Y軸方向滑座構件中的滑杆64不動，而Y軸方向滑 座構件中的滑套65相對動作，帶動夾在Y軸方向滑座構件中的滑套65上的Y 軸方向滑座構件夾頭61、 X軸方向滑座構件、X軸方向滑座構件夾頭62、焊槍 101實現Y軸方向的微調。轉動X軸方向滑座構件上的手輪69，調節螺杆67轉 動，X軸方向滑座構件上滑杆64在導向鍵66的導引下直線運動，帶動夾在X軸 方向滑座構件的滑杆64上的X軸方向滑座構件夾頭62及焊槍101實現X軸方 向的微調。通過微調，焊槍101就可以對焊接位置進行近似補償，在一定程度 上可以提高焊接質量和效率。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業 的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中 描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明 還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本 發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1、一種相貫線雙環縫自動焊接機，其特徵在於包括床身組件(1)；安裝在床身組件(1)上的動力裝置；活動安裝在床身組件(1)上並通過所述動力裝置驅動做往復水平運動的的工件平臺(2)；安裝在工件平臺(2)上隨工件平臺(2)水平運動的第一工件、第二工件舉託機構(7)、(8)；安裝在床身組件(1)上的夾具箱(3)；安裝在夾具箱(3)上，由所述動力裝置驅動，用以夾持所述第一工件進而夾持第二工件並攜帶第一工件、第二工件進行迴轉運動的迴轉夾具(4)；安裝在床身組件(1)上的焊槍枝架總成；安裝在焊槍枝架總成上的偏心滑塊機構(5)；安裝在偏心滑塊機構(5)的滑塊(53)上，由所述滑塊(53)帶動實現水平往復運動的焊槍組件(6)，所述焊槍組件(6)上具有一實現第一工件、第二工件之間相貫線焊接的焊槍(101)；第一工件、第二工件舉託機構(7)、(8)包括安裝在工件平臺上的舉升汽缸(72)、(82)和安裝舉升汽缸的活塞軸上的託件(71)、(81)。
2、 根據權利要求l所述的相貫線雙環縫自動焊接機，其特徵在於所述回 轉夾具(4)包括一固定安裝在所述夾具箱(3)上的氣缸(41)、通過軸承安裝在所 述所述夾具箱(3)中的空心主軸(42)、固定在空心主軸(42)上的夾爪盤(45)、對 稱鉸鏈於所述夾爪盤(45)上的一對夾爪(46)、置於所述空心主軸(42)中的滑套 構件(4S)、連杆(49)以及置於一對夾爪(46)之間的夾爪張合構件(47);所述滑套構件(48)包括外置滑套(481)和內置芯軸(482)，所述外置滑套(481)與內置芯 軸(482)之間設置有軸承(483);所述內置芯軸(482)通過一萬向節(40)與所述氣 缸(41)的活塞軸連接，所述外置滑套(481)與所述連杆(49)的一端連接，所述連 杆(49)的另一端與所述夾爪張合構件(47)連接，所述夾爪張合構件(47)的兩連 臂(471)分別與兩夾爪(46)鉸鏈，在所述空心主軸(42)上鍵設有一皮帶輪(44)， 所述動力裝置通過皮帶傳動機構帶動空心主軸(42)轉動。
3、 根據權利要求l所述的相貫線雙環縫自動焊接機，其特徵在於所述焊 槍枝架總成包括兩立柱(21)和連接在兩立柱(21)之間的偏心滑塊機構安裝板 (22)。
4、 根據權利要求3所述的相貫線雙環縫自動焊接機，其特徵在於所述偏 心滑塊機構(5)包括一步進電機(51)、 一偏心連杆、偏心輪、 一滑塊(53)、 一直 線導軌(52)，所述步進電機(51)和所述直線導軌(52)安裝在所述偏心滑塊機構 安裝板(22)上，所述偏心連杆的一端與所述偏心輪偏心鉸鏈，另一端與所述滑 塊(53)鉸鏈，所述偏心輪鍵設在步進電機(51)的輸出軸上，所述滑塊(53)滑動 地安裝在直線導軌(52)上，所述焊槍組件(6安裝在所述滑塊(53)上。
5、 根據權利要求3所述的相貫線雙環縫自動焊接機，其特徵在於所述焊 槍組件(6)包括Y軸方向滑座構件、X軸方向滑座構件以及Y軸方向滑座構件夾 頭(61)、 X軸方向滑座構件夾頭(62)以及焊槍夾頭(63)，所述Y軸方向滑座構件 和X軸方向滑座構件的結構相同，均包括一滑杆(64)、滑套(65)、導向鍵(66)、 調節螺杆(67)、擋蓋(6S)、手輪(69)，所述滑杆(64)和調節螺杆(67)螺紋連接 並置於所述滑套(65)內，再從所述滑套(65)的兩端伸出，所述導向鍵(66)安裝 所述滑杆(64)上，在所述滑套(65)的內壁上開設有一容所述導向鍵滑動的滑槽 (651)，所述擋蓋(68)安裝在所述滑套(65)的一端，所述調節螺杆(67)從所述擋蓋(68)伸出，所述手輪(69)固定在所述調節螺杆(68)的伸出端；所述Y軸方向 滑座構件中的滑杆(64)的一端固定在所述滑塊(53)上，所述Y軸方向滑座構件 夾頭(61)夾在所述Y軸方向滑座構件中的滑套(65)上和所述X軸方向滑座構件 的滑套(65)上，所述X軸方向滑座構件夾頭(62)夾在所述X軸方向滑座構件的 滑杆(64)上，所述焊槍(101)安裝在所述X軸方向滑座構件夾頭(62)上。
全文摘要
一種相貫線雙環縫自動焊接機涉及一種圓管環縫焊接裝置，包括床身組件，安裝在床身組件上的動力裝置；活動安裝在床身組件上並通過所述動力裝置驅動做往復水平運動的工件平臺；安裝在工件平臺上隨工件平臺水平運動的第一工件、第二工件舉託機構；安裝在床身組件上的夾具箱；安裝在夾具箱上，由所述動力裝置驅動，用以夾持所述第一工件進而夾持第二工件並攜帶第一工件、第二工件進行迴轉運動的迴轉夾具；安裝在床身組件上的焊槍枝架總成；安裝在焊槍枝架總成上的偏心滑塊機構；安裝在偏心滑塊機構的滑塊上，由所述滑塊帶動實現水平往復運動的焊槍組件，所述焊槍組件上具有一實現第一工件、第二工件之間相貫線焊接的焊槍。有益效果是整機採用PLC進行控制，通過旋轉工件的方式進行焊接，工件旋轉採用步進電機驅動，傳動準確。
文檔編號B23K9/12GK101234462SQ200710171948
公開日2008年8月6日 申請日期2007年12月7日 優先權日2007年12月7日
發明者濤 賈, 陶一會 申請人:上海氣焊機廠有限公司