一種大面積鋅電解陽極板攪拌摩擦焊接機組的製作方法
2023-05-06 13:15:21 6
一種大面積鋅電解陽極板攪拌摩擦焊接機組的製作方法
【專利摘要】一種大面積鋅電解陽極板攪拌摩擦焊接機組，本實用新型包括焊接工作檯（6）和位於工作檯上的焊接主機（7），以及焊接工作檯（6）前的鉛板上料輥道（15）；焊接工作檯一側設置陽極梁自動上料機構（1），焊接工作檯另一側設置陽極板自動下料機構（10）。本實用新型具備較高的自動化水平，可實現自動取料、自動定位、自動夾持、自動送料、自動焊接、自動下料等序列動作，生產效率達4min/塊。焊接過程清潔、環保、高效。焊接陽極板具有焊透性好、焊接強度高、導電率好、抗腐蝕性能好、表面光滑平整等特點。
【專利說明】一種大面積鋅電解陽極板攪拌摩擦焊接機組
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於大面積陽極板攪拌摩擦焊接機組成套設備結構【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，鋅電解陽極板焊接普遍採用人工氧氣-乙炔焊接。該工藝存在以下缺陷:
(I)焊接效率低下:鉛板單面焊接深度約為2mm-4mm,7mm或9_的鉛板需要進行正反面兩 次焊接，才能滿足使用。焊接過程中陽極板需要人工翻面，因此導致勞動強度較大、效率低 下；(2)質量不穩定:鉛的熔點較低(327.5°C)，採用氧氣-乙炔焊接，必須控制好焊區的火 焰溫度，並且需要將焊縫處鉛板充分受熱，否則鉛液容易受熱熔化流淌，焊接停留在表面， 焊縫不飽滿，常出現凹痕，經正反面兩次焊接也無法焊透，嚴重影響陽極板強度及導電性；
[3]存在環保隱患及職業危害:焊接過程中，鉛蒸汽不可避免地大量揮發，給操作人員和作 業環境均帶來危害。
[0003]本實用新型選用攪拌摩擦焊接工藝，該工藝具有無弧光、無飛濺、無夾渣、無煙氣、 無填絲、無需開坡口等特點，焊接過程清潔、環保、高效，可一次性焊透7.0mm-9.0mm的鉛 板，實現一次焊接雙面成型。同時，焊縫具有焊透性好、焊接強度高、導電率好、抗腐蝕性能 好、表面光滑平整等特點。
【發明內容】
[0004]本實用新型以攪拌摩擦焊作為陽極板焊接工藝，設計出成套設備機組實現陽極板 的批量化、規模化、自動化焊接。該機組可以自動上料(陽極梁和鉛板)、自動定位、自動夾 持、自動焊接、自動下料，完成全套焊接工藝。
[0005]一種大面積鋅電解陽極板攪拌摩擦焊接機組，其特徵在於:包括焊接工作檯和位 於工作檯上的焊接主機，以及焊接工作檯前的鉛板上料輥道；焊接工作檯一側設置陽極梁 自動上料機構，焊接工作檯另一側設置陽極板自動下料機構；其中:
[0006](a)焊接工作檯設置鉛板X向輸送輥、鉛板Y向輸送輥、陽極梁X向輸送輥、鉛板 X向定位氣缸、鉛板Y向定位氣缸、陽極梁X向定位氣缸以及陽極梁X限位塊、鉛板X向限 位塊，以及安裝在焊接工作檯上的Z向夾具；陽極梁、鉛板X向、Y向輸送輥組成自動輸送機 構；定位氣缸與限位塊成對使用，組成定位機構；夾具、液壓活塞構成夾具機構；在焊接工 作臺上安裝有感應開關作為自動控制信號檢測元件；
[0007](b )陽極梁自動上料機構包括陽極梁輸送架、陽極梁翻轉裝置、陽極梁自動抓取裝 置、陽極梁X向輸送輥；在陽極梁自動上料機構上安裝有感應開關作為自動控制信號檢測 元件；
[0008](c)陽極板自動下料機構包括陽極板翻轉機構、陽極板抓取裝置和位於陽極板抓 取裝置下方的陽極板下料架、陽極板下料輸送輥；在陽極板自動下料機構上安裝有感應開 關作為自動控制信號檢測元件。
[0009]本實用新型的優點及積極效果[0010](I)高效
[0011]本新型為成套設備，具備較高的自動化水平，當人工將物料(陽極梁、鉛板)放到指 定上料工位後,機組可實現自動上料、自動定位、自動夾持、自動焊接、自動送料、自動下料 等功能，生產效率達4min/塊，可實現大面積陽極板焊接工藝的流水線、批量化、規模化生產。
[0012](2)環保
[0013]本新型焊接工藝具有無弧光、無飛濺、無夾渣、無煙氣、無填絲、無需開坡口、無需 焊接保護氣等特點，整個過程環保清潔，對於提高職業衛生水平具有顯著優勢。
[0014](3)高質量
[0015]該工藝焊透性好、焊縫強度高、導電率好，焊縫表面光滑平整，可提高焊縫耐受鋅 電解液的抗腐蝕能力，應用於鋅電解冶煉工業，可顯著提高大面積陽極板的使用壽命，顯著 提高電解節能降耗水平，降低生產成本。
[0016]本實用新型選用攪拌摩擦焊接工藝，該工藝具有無弧光、無飛濺、無夾渣、無煙氣、 無填絲、無需開坡口等特點，焊接過程清潔、環保。同時，焊縫具有焊透性好、焊接強度高、導 電率好、抗腐蝕性能好、表面光滑平整等特點。同時，本新型工藝可以一次性焊透陽極鉛板 (目前鉛板厚度為7.0mm-9.0mm),實現一次焊接雙面成型。
[0017]因此本實用新型採用攪拌摩擦焊作為焊接工藝，並專門設計成套設備機組完成上 述工作。
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步解釋。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1 一種大面積陽極板攪拌摩擦焊接機組結構圖；
[0020]圖2 —種大面積陽極板攪拌摩擦焊接機組焊接工作檯結構圖。
[0021]圖中標號為:1_陽極梁自動上料機構；2_陽極梁輸送架；3_陽極梁翻轉裝置； 4-陽極梁自動抓取裝置；5_陽極梁X向輸送輥；6_焊接工作檯；7_焊接主機；8_液壓泵站； 9-氣控櫃；10_陽極板自動下料機構；11_陽極板翻轉機構；12_陽極板抓取裝置；12_陽極 板抓取裝置；13_陽極板下料架；14_陽極板下料輸送輥；15-鉛板上料輥道；16-操作臺； 17-陽極梁；18_陽極板；19_鉛板；20_操作人員；61_鉛板X向定位氣缸；62-Z向夾具； 63-陽極梁X向定位氣缸；64_陽極梁X限位塊；65_陽極梁X向輸送輥；66_鉛板X向輸送 輥；67_鉛板X向限位塊；68_鉛板Y向定位氣缸；69_鉛板Y向輸送輥；F1_陽極梁上料方 向；F2-鉛板上料方向；D-成品下料方向。
【具體實施方式】
[0022]見圖1，圖2，一種大面積鋅電解陽極板攪拌摩擦焊接機組，本實用新型特徵是，包 括焊接工作檯6和位於工作檯上的焊接主機7，焊接工作檯一側設置陽極梁自動上料機構 1，焊接工作檯另一側設置陽極板自動下料機構10 ;其中:
[0023](a)焊接工作檯6設置鉛板X向輸送輥66、鉛板Y向輸送輥69、陽極梁X向輸送輥 65、鉛板X向定位氣缸61、鉛板Y向定位氣缸68、陽極梁X向定位氣缸63以及陽極梁X限 位塊64、鉛板X向限位塊67，以及安裝在焊接工作檯上的Z向夾具62 ;陽極梁、鉛板X向、Y向輸送輥組成自動輸送機構；定位氣缸與限位塊成對使用，組成定位機構；夾具、液壓活塞 構成夾具機構。該機構安裝有感應開關作為自動控制信號檢測元件；
[0024](b)陽極梁自動上料機構I包括陽極梁輸送架2、陽極梁翻轉裝置3、陽極梁自動抓 取裝置4、陽極梁X向輸送輥5;
[0025]該機構安裝有感應開關作為自動控制信號檢測元件；
[0026](c)陽極板自動下料機構10包括陽極板翻轉機構11、陽極板抓取裝置12和位於 陽極板抓取裝置12下方的陽極板下料架13、陽極板下料輸送輥14 ;該機構安裝有感應開關 作為自動控制信號檢測元件。
[0027]本實用新型各機構的動作原理及控制邏輯如下:陽極梁輸送架2實現焊接陽極梁 的臨時存放及移動，當陽極梁移動至設定的感應位置後，由自動抓取裝置4抓取陽極梁並 傾斜放置到翻轉裝置3上，翻轉裝置翻3感應信號後翻轉至水平位置，該裝置上的陽極梁X 向輸送輥5轉動，連同安裝在焊接工作檯的陽極梁X向輸送輥65將陽極梁送到到焊接工作 臺6上。
[0028]當焊接工作檯6上的感應開關感應到陽極梁後，鉛板Y向輸送輥69自動上升並轉 動，利用摩擦力將鉛板沿Y向輸送到接近陽極梁焊接端的既定位置，此時陽極梁X向氣缸63 將陽極梁推至陽極梁X向限位塊64。鉛板Y向定位氣缸68將鉛板推向陽極梁，保證陽極 梁焊接端面與鉛板焊接端面貼合。鉛板X向定位氣缸61動作將鉛板推向鉛板X向限位塊 67。完成陽極梁及鉛板的定位後，Z向夾具62沿陽極梁、鉛板對接焊縫兩側下壓夾緊焊接 件。此時焊接主機7開始自動焊接。
[0029]焊接完成後，Z向夾具62上抬、陽極梁、鉛板所有X向、Y向定位氣缸鬆開，此時陽 極梁X向輸送輥65、鉛板X向輸送輥66上升將陽極板抬起至既定高度，自動旋轉將陽極板 輸送到陽極板翻轉機構11直至限位開關感應位置。之後，陽極板翻轉機構11開始由水平 位置翻轉垂直狀態。陽極板抓取裝置12感應後將陽極板提取並前移，將陽極板放置到陽極 板下料架13後自動返回，陽極板下料架13伺服電機啟動，該機構接料位置前移一個工步， 等待下一次成品放置。
[0030]因此，根據功能模塊劃分，本實用新型可分為自動上料機構、自動定位機構、自動 夾持機構、自動焊接機構、自動下料機構、自動控制系統。
[0031]本實用新型各機構具體動作構成及特徵如下:
[0032](I)自動上料機構:本實用新型為實現自動控制，根據焊接材料的尺寸和工藝特 點，共設置兩套上料機構，分別是陽極梁上料機構1、鉛板上料機構即鉛板Y向輸送輥69、鉛 板上料輥道15。
[0033]陽極梁上料機構1:預先將陽極梁放置到間距為75.4mm的兩條鏈條卡齒間，伺服 電機驅動鏈輪旋轉，鏈條水平進料。當陽極梁輸送架2末端光電開關感應到陽極梁後，伺服 電機停止。陽極梁自動抓取裝置4將抓取陽極梁並後移，將陽極梁放置到傾斜的陽極梁翻 轉機構3上，此時陽極梁X向輸送輥5託起陽極梁，並隨翻轉機構3翻轉至水平位置，之後 陽極梁X向輸送輥5轉動與安裝在焊接工作檯上的陽極梁X向輸送輥65同步轉動，將陽極 梁輸送至陽極梁X向限位塊64。兩套輥輪:陽極梁X向輸送輥5、陽極梁X向輸送輥65停 止轉動。
[0034]鉛板上料機構:當陽極梁輸送到位後，焊接工作檯6上的鉛板Y向輸送輥69開始上升並轉動，此時鉛板上料輸送輥道15同步轉動。兩機構接力，利用摩擦力將鉛板輸送至 焊接工作檯6的焊接工位，鉛板Y向輸送輥69、鉛板上料輥道15下降至最低位，停止轉動。 此時鉛板完全放置到焊接工作檯平面上。
[0035](2)自動定位機構:本實用新型設計的焊接工作平臺6，其臺面尺寸大於陽極板尺 寸，臺面在X、Y方向安置有輸送輥、定位氣缸、限位塊。見附圖2所示。定位氣缸和限位塊 在X、Y方向形成活動模具，用來在X、Y方向定位陽極梁和鉛板。
[0036](3)自動夾持機構:自動定位機構完成定位後，表明陽極梁、鉛板焊縫結合面的位 置以焊接主機7設定的位置一致，Z向夾具62開始從陽極梁、鉛板焊縫兩側壓下，完成夾持 動作。
[0037](4)自動焊接機構:焊接由後臺程序驅動焊接主機7完成。
[0038]焊接長度為940-950mm,焊透深度7.0mm-9.0mm。焊接過程類似立式統床的工作過 程，焊接控制程序採用G代碼編程。焊接可實現一次焊接雙面成型。
[0039](5)自動下料機構10:該機構可實現陽極板的陽極板下料輸送輥14、翻轉機構11、 陽極板抓取裝置12、陽極板下料架13。
[0040](6)自動控制系統
[0041]a、本實用新型為避免誤操作可能造成設備損壞，已根據設備運行時送料小車、主 焊接機頭、夾持機構等之間的空間幹涉關係和動作邏輯，設置自鎖、聯鎖等保護措施，能有 效避免等碰撞事故；
[0042]b、本實用新型控制系統設置了聯動工作模式和單動工作模式。聯動工作模式為自 動化工作模式，設備可自動實現自動化生產。單動模式為檢修調試模式和物料異常故障處 理模式，方便檢修調試和物料異常故障處理；
[0043]C、本實用新型採用G代碼編程控制焊接主機7動作，可根據需要變更程序，實現柔 性生產，提高焊接產品的合格率。
【權利要求】
1.一種大面積鋅電解陽極板攪拌摩擦焊接機組，其特徵在於:包括焊接工作檯(6)和 位於工作檯上的焊接主機(7)，以及焊接工作檯(6)前的鉛板上料輥道(15);焊接工作檯一 側設置陽極梁自動上料機構(1)，焊接工作檯另一側設置陽極板自動下料機構(10);其中: (a)焊接工作檯(6)設置鉛板X向輸送輥(66)、鉛板Y向輸送輥(69)、陽極梁X向輸送 輥(65)、鉛板X向定位氣缸(61)、鉛板Y向定位氣缸(68)、陽極梁X向定位氣缸(63)以及陽 極梁X限位塊(64)、鉛板X向限位塊(67)，以及安裝在焊接工作檯上的Z向夾具(62);陽極 梁、鉛板X向、Y向輸送輥組成自動輸送機構；定位氣缸與限位塊成對使用，組成定位機構； 夾具、液壓活塞構成夾具機構；在焊接工作檯(6)上安裝有感應開關作為自動控制信號檢 測元件；(b )陽極梁自動上料機構(I)包括陽極梁輸送架(2 )、陽極梁翻轉裝置(3 )、陽極梁自動 抓取裝置(4)、陽極梁X向輸送輥(5);在陽極梁自動上料機構(I)上安裝有感應開關作為自 動控制信號檢測元件；(c )陽極板自動下料機構(10 )包括陽極板翻轉機構(11)、陽極板抓取裝置(12 )和位於 陽極板抓取裝置(12)下方的陽極板下料架(13)、陽極板下料輸送輥(14);在陽極板自動下 料機構(10)上安裝有感應開關作為自動控制信號檢測元件。
【文檔編號】B23K20/26GK203426589SQ201320338650
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年6月14日 優先權日:2013年6月14日
【發明者】張良紅, 晏祥樹, 欒國紅, 朱貞平, 韓朝雲, 黃雲東, 胡如忠, 李啟龍, 陳鵬, 王衛兵, 黃成彥, 李明亮, 張志江 申請人:雲南馳宏鋅鍺股份有限公司