一種環(huán)形焊縫半自動焊接裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種環(huán)形焊縫半自動焊接裝置，包括電機控制器、電磁調(diào)速電機、定位機構(gòu)、夾緊機構(gòu)、一號氣缸、一號電磁控制閥、氣泵、行程開關(guān)、控制機構(gòu)、二號氣缸、二號電磁控制閥等；控制機構(gòu)通過一號電磁控制閥控制對一號氣缸的泵氣量，一號氣缸通過轉(zhuǎn)盤機構(gòu)推動夾緊機構(gòu)向定位機構(gòu)方向移動，當(dāng)檢測到觸發(fā)行程開關(guān)產(chǎn)生的信號后，夾緊機構(gòu)停止向定位機構(gòu)移動；電機控制器控制電磁調(diào)速電機的轉(zhuǎn)速，定位機構(gòu)與夾緊機構(gòu)同步旋轉(zhuǎn)；控制機構(gòu)通過二號電磁控制閥控制氣泵對二號氣缸的泵氣量，二號氣缸推動焊槍運動，當(dāng)焊槍移動至限位塊時觸發(fā)行程開關(guān)，焊槍停止移動，本發(fā)明提供一種焊接質(zhì)量易保證、焊接效率較高、成本較低，結(jié)構(gòu)簡單的半自動焊接裝置。
【專利說明】一種環(huán)形焊縫半自動焊接裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種焊接裝置，尤其是一種兼有氣壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和機械系統(tǒng)的環(huán)形焊縫半自動焊接裝置。本發(fā)明不僅適合氣壓系統(tǒng)，對液壓系統(tǒng)同樣適合。本發(fā)明如果增加一套自動裝卸工件機構(gòu)即可實現(xiàn)全自動焊接。
技術(shù)背景
[0002]目前，焊接裝置種類較多，按照操作方式分類，主要有手動焊接裝置、半自動焊接裝置和全自動焊接裝置三種。手動焊接裝置由于其焊接質(zhì)量不高且效率低，現(xiàn)在逐漸被半自動焊接裝置和全自動焊接裝置所代替。但是由于全自動焊接裝置主要以成套設(shè)備為主，較適用于大批量生產(chǎn)，且成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決全自動焊接裝置和手動焊接裝置的不足，提供一種焊接質(zhì)量易保證、焊接效率較高、成本較低，結(jié)構(gòu)簡單的焊接裝置，本發(fā)明提供一種適用于多品種、薄壁件的環(huán)形焊縫半自動焊接的裝置。
[0004]本發(fā)明能根據(jù)工件壁厚及環(huán)形焊縫直徑進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同大小、不用壁厚工件焊接的需求，實現(xiàn)自動夾緊、自動焊接。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種環(huán)形焊縫半自動焊接裝置設(shè)置了電機控制器2、電磁調(diào)速電機3、傳動裝置4、主軸5、轉(zhuǎn)盤機構(gòu)6、定位機構(gòu)7、夾緊機構(gòu)8、一號氣缸9、一號電磁控制閥10、氣泵11、行程開關(guān)12、控制機構(gòu)13、夾緊套14、焊槍15、限位塊16、送絲機構(gòu)17、時間繼電器18、二號氣 缸19、二號電磁控制閥20、以及機架21 ;其特征在于:電機控制器2、電磁調(diào)速電機3、主軸5、轉(zhuǎn)盤機構(gòu)6、定位機構(gòu)7、夾緊機構(gòu)8、一號氣缸9、二號氣缸19、行程開關(guān)12、控制機構(gòu)13、夾緊套14、限位塊16均固定在機架21上；主軸5、轉(zhuǎn)盤機構(gòu)
6、定位機構(gòu)7、夾緊機構(gòu)8共軸；
[0006]控制機構(gòu)13通過一號電磁控制閥10控制氣泵11對一號氣缸9的泵氣量,一號氣缸9通過轉(zhuǎn)盤機構(gòu)6推動夾緊機構(gòu)8向定位機構(gòu)7方向水平移動，當(dāng)控制機構(gòu)13檢測到夾緊機構(gòu)8觸發(fā)行程開關(guān)12產(chǎn)生的觸發(fā)信號后，控制機構(gòu)13通過一號電磁控制閥10保持氣泵11對一號氣缸9的壓力,夾緊機構(gòu)8停止向定位機構(gòu)7方向移動；
[0007]電機控制器2控制電磁調(diào)速電機3的轉(zhuǎn)速，電磁調(diào)速電機3通過傳動裝置4依次帶動主軸5、轉(zhuǎn)盤機構(gòu)6、以及定位機構(gòu)7旋轉(zhuǎn)，定位機構(gòu)7通過與夾緊機構(gòu)8之間夾緊的待加工工件帶動夾緊機構(gòu)8同步旋轉(zhuǎn)；控制機構(gòu)13通過二號電磁控制閥20控制氣泵11對二號氣缸19的泵氣量，二號氣缸19通過夾緊套14推動焊槍15運動，當(dāng)焊槍15移動至限位塊16時觸發(fā)行程開關(guān)12，控制機構(gòu)13根據(jù)行程開關(guān)12產(chǎn)生的觸發(fā)信號控制二號電磁控制閥20使氣泵11保持對二號氣缸19的壓力，焊槍15停止移動，控制送絲機構(gòu)17開始對焊槍15供絲，控制時間繼電器18開始計時，同時控制焊槍15開始焊接；當(dāng)時間繼電器18計時結(jié)束時，時間繼電器18產(chǎn)生觸發(fā)信號，控制機構(gòu)13根據(jù)該觸發(fā)信號控制二號電磁控制閥20降低氣泵11對二號氣缸19的壓力，通過夾緊套14帶動焊槍15離開待加工工件，控制送絲機構(gòu)17停止對焊槍15供絲，同時斷開焊槍15的供電電流；當(dāng)焊槍15斷開行程開關(guān)12時，控制機構(gòu)13根據(jù)行程開關(guān)12產(chǎn)生的觸發(fā)信號控制二號電磁控制閥20使氣泵11保持對二號氣缸19的壓力，焊槍15停止移動；時間繼電器18設(shè)置的時間與待加工工件旋轉(zhuǎn)一圈的時間相等；
[0008]所述的一號氣缸9和二號氣缸19還可以換成油缸，同時氣泵11換成油泵。
[0009]所述的傳動裝置4由兩個皮帶輪、皮帶、主軸、轉(zhuǎn)盤組成，兩皮帶輪之間通過皮帶聯(lián)接，皮帶輪與轉(zhuǎn)盤通過主軸聯(lián)接。
[0010]所述的控制機構(gòu)13采用PLC。
[0011]所述的轉(zhuǎn)盤機構(gòu)6由內(nèi)套、外套、軸承組成，內(nèi)套與一號氣缸9的活塞桿聯(lián)接并固定，或者內(nèi)套與主軸5聯(lián)接并固定，外套與夾緊機構(gòu)8聯(lián)接并固定，或者外套與定位機構(gòu)7聯(lián)接并固定，內(nèi)套與外套通過軸承聯(lián)接并能實現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動。
[0012]定位機構(gòu)7內(nèi)部是圓錐形結(jié)構(gòu)，圓錐形結(jié)構(gòu)易于定位待加工工件，受力均勻，工件不易變形，且適合不同直徑的工件。
[0013]針對待加工工件壁厚及環(huán)形焊縫直徑不同，通過電機控制器調(diào)節(jié)電磁調(diào)速電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動，同時，根據(jù)電機控制器控制的電機轉(zhuǎn)速，設(shè)置時間繼電器時間。
[0014]有益效果
[0015]1.本發(fā)明能夠在加工之前對待加工工件進(jìn)行夾緊，在加工之后自動松開加工完成的工件，從而將其移走。
[0016]2.本發(fā)明能夠在工件的夾緊過程中通過控制氣泵對氣缸的氣壓，在待加工工件夾緊之后保證了恒定的壓力，避免了在夾緊過程中的壓力過大導(dǎo)致的工件變形、損壞甚至報廢，尤其體現(xiàn)在對薄壁工件的夾緊。
[0017]3.本發(fā)明能夠在焊接的過程中根據(jù)電機控制器調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速設(shè)置時間繼電器，保證焊槍焊接的時間和工件旋轉(zhuǎn)一圈的時間相等，通過送絲機構(gòu)和時間繼電器共同作用保證焊絲的進(jìn)給量均勻，從而保證了焊接的質(zhì)量，實現(xiàn)了焊接環(huán)形焊縫的均勻性，并且在焊接完成之后能自動的退尚焊接完成的工件。
[0018]4.本發(fā)明能夠在焊接小批量工件的過程中，只需松開已經(jīng)焊接完成的工件，更換下一個待加工工件，對焊接裝置無需改動，且無需頻繁啟動和關(guān)閉電機，從而延遲了電機的使用壽命，保證了電壓的穩(wěn)定，提高了生產(chǎn)效率。
[0019]5.在加工工件過程中，待加工件夾緊和固定之后，不用通過控制裝置開啟焊接裝置，直接手動對待加工工件進(jìn)行焊接，焊接結(jié)束，可移去焊槍，退離加工完成的工件，從而實現(xiàn)了手動方式焊接。
[0020]6.本發(fā)明如果增加一套自動裝卸工件機構(gòu)，即可實現(xiàn)工件的自動裝卸、自動夾緊、自動焊接，從而實現(xiàn)全自方式動焊接。
[0021]因此，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)合理，生產(chǎn)效率高，對不同圓形工件的環(huán)形焊縫實現(xiàn)轉(zhuǎn)速均勻可調(diào)，且能夠?qū)崿F(xiàn)工件的自動夾緊和對環(huán)形焊縫的自動焊接功能，在工件的夾緊過程中能防止夾緊力過大導(dǎo)致的工件變形、損壞或者報廢；焊槍焊接環(huán)形焊縫的時間與工件旋轉(zhuǎn)一圈的時間相等，保證焊接均勻，避免了漏焊或重復(fù)焊接。小批量生產(chǎn)時，更換工件無需頻繁關(guān)閉和開啟電機，提高了生產(chǎn)效率。焊接完成之后可實現(xiàn)焊槍的自動退離和工件的自動移去。本發(fā)明中液壓裝置和氣壓裝置均可使用；亦可實現(xiàn)手動焊接，如果增加一套自動裝卸工件機構(gòu)即可實現(xiàn)全自動焊接等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1、本發(fā)明示意圖；
[0023]圖中:1.電機控制器開關(guān)、2.電機控制器、3.電磁調(diào)速電機、4.傳動裝置、5.主軸、6.轉(zhuǎn)盤機構(gòu)、7.定位機構(gòu)、8.夾緊機構(gòu)、9.一號氣缸、10.—號電磁控制閥、11.氣泵、12.行程開關(guān)、13.控制器、14.夾緊套、15.焊槍、16.限位塊、17.送絲機構(gòu)、18.時間繼電器19.二號氣缸、20.二號電磁控制器、21.機架、22.待加工工件、23.控制器開關(guān)、24焊絲圖
2、三位四通閥示意圖。
【具體實施方式】
[0024]如圖1所示，本發(fā)明由電機控制器2、電磁調(diào)速電機3、傳動裝置4、主軸5、轉(zhuǎn)盤機構(gòu)6、定位機構(gòu)7、夾緊機構(gòu)8、一號氣缸9、一號電磁控制閥10、氣泵11、行程開關(guān)12、控制機構(gòu)13、夾緊套14、焊槍15、限位塊16、送絲機構(gòu)17、時間繼電器18、二號氣缸19、二號電磁控制閥20、以及機架21組成。
[0025]本系統(tǒng)工作過程如下:
[0026](I)將球形待加工工件22定位在定位機構(gòu)7上，根據(jù)待加工工件的規(guī)格調(diào)整限位塊16的位置，扳動控制裝置開關(guān)23的扳手I向左轉(zhuǎn)動，控制裝置13通過一號電磁控制閥10控制氣泵11對一號氣缸9泵氣,實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤機構(gòu)6、夾緊機構(gòu)8向左移動,推動固定于夾緊機構(gòu)8上的待加工工件24向左移動，直到分別固定于兩個待加工工件相互夾緊，當(dāng)待加工工件加緊時，夾緊機構(gòu)8觸發(fā)行程開關(guān)12產(chǎn)生觸發(fā)信號，當(dāng)控制機構(gòu)13檢測到該信號后，控制機構(gòu)13通過一號電磁控制閥10保持氣泵11對一號氣缸9的壓力,夾緊機構(gòu)8停止向定位機構(gòu)7方向移動，從而實現(xiàn)待加工工件的自動夾緊和固定，且防止了壓力過大導(dǎo)致的工件變形、損壞甚至報廢。
[0027](2)通過電機控制器開關(guān)I啟動電機控制器2，電機控制器2控制電磁調(diào)速電機3的轉(zhuǎn)速，電磁調(diào)速電機3通過傳動裝置4依次帶動主軸5、轉(zhuǎn)盤機構(gòu)6、以及定位機構(gòu)7旋轉(zhuǎn)，定位機構(gòu)7通過與夾緊機構(gòu)8之間夾緊的待加工工件帶動夾緊機構(gòu)8同步旋轉(zhuǎn)；
[0028](3)根據(jù)待加工工件的規(guī)格調(diào)整限位塊16的位置，然后扳動控制裝置開關(guān)23的扳手II向左轉(zhuǎn)動，通過控制裝置13控制二號電磁控制閥20從而控制氣泵11對二號氣缸19的泵氣量，實現(xiàn)夾緊套14夾緊的焊槍15逐漸靠近環(huán)形焊縫，焊槍15移動至限位塊16時，接通行程開關(guān)12，控制機構(gòu)13根據(jù)行程開關(guān)12產(chǎn)生的觸發(fā)信號控制二號電磁控制閥20使氣泵11保持對二號氣缸19的壓力，焊槍15停止移動，控制送絲機構(gòu)17開始對焊槍15供絲，控制時間繼電器18開始計時，同時控制焊槍15開始焊接；當(dāng)時間繼電器18計時結(jié)束時，時間繼電器18產(chǎn)生觸發(fā)信號,控制機構(gòu)13根據(jù)該觸發(fā)信號控制二號電磁控制閥20降低氣泵11對二號氣缸19的壓力，通過夾緊套14帶動焊槍15離開待加工工件，控制送絲機構(gòu)17停止對焊槍15供絲，同時斷開焊槍15的供電電流；當(dāng)焊槍15斷開行程開關(guān)12時，控制機構(gòu)13根據(jù)行程開關(guān)12產(chǎn)生的觸發(fā)信號控制二號電磁控制閥20使氣泵11保持對二號氣缸19的壓力，焊槍15停止移動；根據(jù)電磁調(diào)速電機3的轉(zhuǎn)速設(shè)置時間繼電器18的參數(shù)，時間繼電器18設(shè)置的時間與待加工工件旋轉(zhuǎn)一圈的時間相等，保證了焊槍15焊接環(huán)形焊縫的時間與待加工工件旋轉(zhuǎn)一圈的時間相等，實現(xiàn)了焊接的均勻性，保證了焊接的質(zhì)量。
[0029](4)焊接結(jié)束之后，電機控制器2控制電磁調(diào)速電機3的停止轉(zhuǎn)動，扳動控制裝置開關(guān)23的扳手I向右轉(zhuǎn)動，通過控制裝置13控制一號電磁控制閥10來調(diào)節(jié)一號氣缸9的氣壓，使轉(zhuǎn)盤機構(gòu)6和夾緊機構(gòu)8向右移動，從而松開待加工工件工件，即可將已經(jīng)焊接完成的工件移走。
[0030]此時，如果還需要繼續(xù)進(jìn)行焊接，那么重復(fù)上述步驟(I)至(4)直到加工完成所有待加工工件。當(dāng)待加工工件規(guī)格相同時，更換待加工工件的過程中無需再定位焊槍的位置和設(shè)置時間繼電器，提高了焊接的效率。
[0031]當(dāng)批量焊接結(jié)束后或者單個焊接結(jié)束后，扳動控制裝置開關(guān)19的扳手II向右轉(zhuǎn)動，通過控制裝置13控制二號電磁控制閥20從而控制氣泵11對二號氣缸19的泵氣量，實現(xiàn)焊槍15遠(yuǎn)離焊件。
[0032]在加工工件過程中，待加工工件夾緊和固定之后，也可以不通過控制機構(gòu)13控制焊槍，而直接手動對待加工工件進(jìn)行焊接，焊接結(jié)束，手動移去焊槍，從而實現(xiàn)了手動方式焊接。
[0033]本裝置中還可以增加一套自動裝卸工件機構(gòu)，即可實現(xiàn)工件的自動裝卸、自動夾緊、自動焊接，從而實現(xiàn)全自方式動焊接。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)形焊縫半自動焊接裝置設(shè)置了電機控制器2、電磁調(diào)速電機3、傳動裝置4、主軸5、轉(zhuǎn)盤機構(gòu)6、定位機構(gòu)7、夾緊機構(gòu)8、一號氣缸9、一號電磁控制閥10、氣泵11、行程開關(guān)12、控制機構(gòu)13、夾緊套14、焊槍15、限位塊16、送絲機構(gòu)17、時間繼電器18、二號氣缸19、二號電磁控制閥20、以及機架21 ;其特征在于:電機控制器2、電磁調(diào)速電機3、主軸5、轉(zhuǎn)盤機構(gòu)6、定位機構(gòu)7、夾緊機構(gòu)8、一號氣缸9、二號氣缸19、行程開關(guān)12、控制機構(gòu)13、夾緊套14、限位塊16均固定在機架21上；主軸5、轉(zhuǎn)盤機構(gòu)6、定位機構(gòu)7、夾緊機構(gòu)8共軸； 控制機構(gòu)13通過一號電磁控制閥10控制氣泵11對一號氣缸9的泵氣量,一號氣缸9通過轉(zhuǎn)盤機構(gòu)6推動夾緊機構(gòu)8向定位機構(gòu)7方向水平移動，當(dāng)控制機構(gòu)13檢測到夾緊機構(gòu)8觸發(fā)行程開關(guān)12產(chǎn)生的觸發(fā)信號后，控制機構(gòu)13通過一號電磁控制閥10保持氣泵11對一號氣缸9的壓力,夾緊機構(gòu)8停止向定位機構(gòu)7方向移動； 電機控制器2控制電磁調(diào)速電機3的轉(zhuǎn)速，電磁調(diào)速電機3通過傳動裝置4依次帶動主軸5、轉(zhuǎn)盤機構(gòu)6、以及定位機構(gòu)7旋轉(zhuǎn)，定位機構(gòu)7通過與夾緊機構(gòu)8之間夾緊的待加工工件帶動夾緊機構(gòu)8同步旋轉(zhuǎn)；控制機構(gòu)13通過二號電磁控制閥20控制氣泵11對二號氣缸19的泵氣量，二號氣缸19通過夾緊套14推動焊槍15運動，當(dāng)焊槍15移動至限位塊16時觸發(fā)行程開關(guān)12，控制機構(gòu)13根據(jù)行程開關(guān)12產(chǎn)生的觸發(fā)信號控制二號電磁控制閥20使氣泵11保持對二號氣缸19的壓力，焊槍15停止移動，控制送絲機構(gòu)17開始對焊槍15供絲，控制時間繼電器18開始計時，同時控制焊槍15開始焊接；當(dāng)時間繼電器18計時結(jié)束時，時間繼電器18產(chǎn)生觸發(fā)信號,控制機構(gòu)13根據(jù)該觸發(fā)信號控制二號電磁控制閥20降低氣泵11對二號氣缸19的壓力，通過夾緊套14帶動焊槍15離開待加工工件，控制送絲機構(gòu)17停止對焊槍15供絲，同時斷開焊槍15的供電電流；當(dāng)焊槍15斷開行程開關(guān)12時，控制機構(gòu)13根據(jù)行程開關(guān)12產(chǎn)生的觸發(fā)信號控制二號電磁控制閥20使氣泵11保持對二號氣缸19的壓力，焊槍15停止移動；時間繼電器18設(shè)置的時間與待加工工件旋轉(zhuǎn)一圈的時間相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)形焊縫半自動焊接裝置，所述的一號氣缸9和二號氣缸19還可以換成油缸，同時氣泵11換成油泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)形焊縫半自動焊接裝置，其特征在于:所述的傳動裝置4由兩個皮帶輪、皮帶、主軸、轉(zhuǎn)盤組成，兩皮帶輪之間通過皮帶聯(lián)接，皮帶輪與轉(zhuǎn)盤通過主軸聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)形焊縫半自動焊接裝置，其特征在于:所述的控制機構(gòu)13采用PLC0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)形焊縫半自動焊接裝置，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)盤機構(gòu)6由內(nèi)套、外套、軸承組成，內(nèi)套與一號氣缸9的活塞桿聯(lián)接并固定，或者內(nèi)套與主軸5聯(lián)接并固定，外套與夾緊機構(gòu)8聯(lián)接并固定，或者外套與定位機構(gòu)7聯(lián)接并固定，內(nèi)套與外套通過軸承聯(lián)接并能實現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動。
【文檔編號】B23K37/02GK103521979SQ201310485944
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】馮能蓮, 康常濤, 郭陳棟 申請人:徐州百事利電動車業(yè)有限公司, 北京工業(yè)大學(xué)