專利名稱：一種塑料水嘴接頭焊接機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料焊接行業(yè)，更具體地講，涉及一種塑料水嘴接頭焊接機(jī)械手，用于直流換流閥及柔性交流輸電系統(tǒng)裝置內(nèi)部配水管路水嘴接頭的焊接。
背景技術(shù)：
塑料焊接是熱塑性塑料二次加工的主要方法之一，利用熱塑性塑料受熱熔融的特點(diǎn)，憑著熱的作用，使兩個塑料部件的表面同時熔融，在外力的作用下，使兩各部件結(jié)合為一體，稱為焊接，由于加熱的方式不同，塑料焊接可分為加熱工具焊接、感應(yīng)焊接、摩擦焊接、超聲波焊接、高頻焊接和熱風(fēng)焊接等。對于感應(yīng)焊接、摩擦焊接、超聲波焊接和高頻焊接方式，其焊接工具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、焊接成本高，操作復(fù)雜，且對應(yīng)焊材及焊件大小、形狀都具有一定的局限性；對于現(xiàn)有的加熱·工具焊接和熱風(fēng)焊接方式，其焊接工具簡單，應(yīng)用廣泛，焊接成本低且易于操作。中國專利文獻(xiàn)CN101947858公開了一種空調(diào)毛細(xì)管塑料焊接機(jī)，包括工作平臺及順序安裝其上的毛細(xì)管定位裝置、熱焊裝置和主管裝夾驅(qū)動裝置。毛細(xì)管定位裝置用于并排裝夾定位若干毛細(xì)管的上、下壓膜以及用于夾緊上、下壓膜的壓膜夾緊機(jī)構(gòu)，主管裝夾驅(qū)動裝置用于夾持定位主管的上、下固定模、用于夾持上、下固定模的固定模夾緊機(jī)構(gòu)以及用于驅(qū)動上、下固定模和固定模夾緊機(jī)構(gòu)一同平移的水平驅(qū)動機(jī)構(gòu)，熱焊裝置包括加熱箱體和鼓風(fēng)機(jī)，通過接通電加熱管使加熱箱體發(fā)熱，以此同時打開鼓風(fēng)機(jī)借助風(fēng)管向加熱箱體內(nèi)進(jìn)行鼓風(fēng)，通過熱風(fēng)融化毛細(xì)管與主管側(cè)壁接觸的焊接部分，然后通過氣缸移動將二者結(jié)合在一起。上述文獻(xiàn)中可以對多個毛細(xì)塑料管進(jìn)行一次性焊接，具有較高的焊接效率，適合小直徑管路間的焊接，對于水嘴接頭，其直徑大于40mm，且其結(jié)合面為較大的凹形面，安裝時不利于水嘴接頭的準(zhǔn)確定位，易出現(xiàn)水嘴接頭的安裝偏差?，F(xiàn)有的加熱工具焊接方式通過加熱兩焊件焊合面，然后手動將二者結(jié)合在一起，在焊接時，焊接時間和所施加的焊接壓力因人而異，即使同一人進(jìn)行焊接處理，其焊接時間及焊接壓力很難保證每次相同，且存在人為的焊接偏差，從而造成焊接強(qiáng)度不統(tǒng)一、焊接質(zhì)量差，長時間在較高液體壓力下使用易產(chǎn)生焊縫泄露。對于塑料水嘴接頭的焊接，尤其直流換流閥及柔性交流輸電系統(tǒng)裝置內(nèi)部配水管路中的水嘴接頭的焊接，如何在較低的焊接成本下使普通的焊接人員在對水嘴接頭進(jìn)行焊接時，可以保證水嘴接頭的焊接強(qiáng)度和焊接質(zhì)量，使水嘴接頭在長期較高液體壓力下使用不產(chǎn)生泄露，是目前塑料水嘴接頭焊接急需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了保證加熱工具焊接方式的焊接質(zhì)量，減少焊接偏差，使普通焊接人員即可完成對水嘴接頭的焊接，本發(fā)明提供了一種塑料水嘴接頭焊接機(jī)械手。所述技術(shù)方案如下一種塑料水嘴接頭焊接機(jī)械手，包括支架、氣缸組、導(dǎo)軌、滑塊和加熱裝置，所述滑塊與所述導(dǎo)軌水平滑動配合，所述氣缸組包括第一氣缸、第二氣缸和第三氣缸；所述第一氣缸的缸體水平固定于所述支架上，且所述第一氣缸的活塞桿與所述滑塊固定連接；所述第二氣缸的缸體豎直與所述滑塊固定連接，且所述第二氣缸的活塞桿端部與所述加熱裝置固定連接，所述加熱裝置的兩平行端面上分別設(shè)有外凸加熱模塊和內(nèi)凹加熱模塊(75)，所述外凸加熱模塊與水嘴接頭的內(nèi)凹面相貼合，所述內(nèi)凹加熱模塊與塑料管的外圓面相貼合；所述第三氣缸的缸體豎直與所述支架固定連接，且所述第三氣缸的活塞桿端部與水嘴接頭可拆卸連接，塑料管的中心線與所述水嘴接頭的中心線位于同一豎直面內(nèi)；控制所述第二氣缸移動可依次實(shí)現(xiàn)所述內(nèi)凹加熱模塊與塑料管的外圓面相貼合，所述外凸加熱模塊與所述水嘴接頭的內(nèi)凹面相貼合。
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進(jìn)一步地，所述第二氣缸和第三氣缸的運(yùn)動軌跡位于同一平面內(nèi)，所述第一氣缸、第二氣缸和第三氣缸均為行程可調(diào)式氣缸。進(jìn)一步地，所述第一氣缸、第二氣缸和第三氣缸的運(yùn)動軌跡位于同一平面內(nèi)。進(jìn)一步地，所述外凸加熱模塊的中心線與所述內(nèi)凹加熱模塊的中心線處于同一豎直面內(nèi)。所述的加熱裝置包括加熱板和加熱棒，所述加熱板設(shè)置于所述第二氣缸的活塞桿下端，所述加熱棒設(shè)置于所述加熱板內(nèi)，所述的外凸加熱模塊和內(nèi)凹加熱模塊分別設(shè)置于所述加熱板的上端面和下端面。所述加熱板包括加熱板I和加熱板II，所述加熱板II與所述加熱板I通過螺栓緊固，且二者的連接位置處設(shè)有隔熱石棉墊。進(jìn)一步優(yōu)選，所述的加熱裝置還包括一隔熱板，所述隔熱板設(shè)置于所述加熱板與第二氣缸缸體之間，并與所述第二氣缸的活塞桿固定連接，所述加熱板I與所述隔熱板通過螺栓固定連接。所述加熱棒共設(shè)置兩根，其軸向與所述外凸加熱模塊的中心線平行，且置于所述外凸加熱模塊正下方。控制第三氣缸移動，使水嘴接頭內(nèi)凹面下壓至塑料管表面深度O. 4-0. 6mm。本發(fā)明所提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是A.本發(fā)明通過設(shè)置三個氣缸，使三個氣缸協(xié)同作業(yè)，通過控制第一氣缸水平運(yùn)動和第二氣缸豎直運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)對設(shè)置于第二氣缸上的兩個加熱模塊的位置控制，并依次完成對塑料管外圓面及水嘴接頭內(nèi)凹面的精準(zhǔn)加熱；通過控制第三氣缸的豎直運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)水嘴接頭在塑料管上的準(zhǔn)確焊接。在焊接過程中通過控制第三氣缸的壓力實(shí)現(xiàn)對焊接壓力的控制，通過PLC可編程控制器分別設(shè)定加熱裝置對塑料管、水嘴接頭的加熱時間，使塑料管和水嘴接頭達(dá)到充分熔融，然后通過設(shè)定各氣缸的復(fù)位時間，為下一步第三氣缸執(zhí)行塑料管和水嘴接頭之間的焊接提供焊接保證；最后通過設(shè)定第三氣缸的焊接時間，使各水嘴接頭的焊接質(zhì)量達(dá)到一致，此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是在4MPa壓力下維持一小時以上，或2MPa壓力下24小時，均無滲透泄露。B.焊接偏差小，不需要配備專業(yè)的焊接人員，普通的焊接人員即可實(shí)現(xiàn)快速焊接操作，本發(fā)明所采用的各個氣缸其運(yùn)動行程可以調(diào)節(jié)，可以根據(jù)塑料管固定支架的具體位置確定各氣缸的運(yùn)動行程和運(yùn)動時間，使水嘴接頭與塑料管之間的焊接偏差降至合理的范圍之內(nèi)。C.本發(fā)明的加熱裝置設(shè)置于第二氣缸上，通過控制第二氣缸的運(yùn)動軌跡實(shí)現(xiàn)對加熱裝置的控制，在對塑料管和水嘴接頭完成加熱后，控制第二氣缸復(fù)位，進(jìn)而使加熱裝置移出操作人員的范圍之外，可避免高溫加熱部分燙傷操作人員。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意·
圖2是圖I的側(cè)面視圖；圖3是初始狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明在對塑料管執(zhí)行水嘴接頭焊接時操作動作示意圖。圖中I-支架；2_第一氣缸；3_第二氣缸；4_第三氣缸；5_導(dǎo)軌；6_滑塊；7_加熱裝置；71-隔熱板；72_加熱板,721-加熱板I ;722—加熱板II ;73_加熱棒；74_外凸加熱模塊；75-內(nèi)凹加熱模塊；8_水嘴接頭；9_塑料管；10_支座；11_驅(qū)動電機(jī)。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。如圖I和圖2所示，本發(fā)明提供了一種塑料水嘴接頭焊接機(jī)械手，包括支架I、氣缸組、導(dǎo)軌5、滑塊6和加熱裝置7，滑塊6與導(dǎo)軌5水平滑動配合，氣缸組包括第一氣缸2、第二氣缸3和第三氣缸4 ;第一氣缸2的缸體水平固定于支架I上,且第一氣缸2的活塞桿與滑塊6固定連接；第二氣缸3的缸體豎直與滑塊6固定連接，且第二氣缸3的活塞桿的下端與加熱裝置7固定連接，加熱裝置7的上端面設(shè)有與水嘴接頭8的內(nèi)凹面相貼合的外凸加熱模塊74，其下端面設(shè)有與塑料管9外圓面相貼合的內(nèi)凹加熱模塊75 ;第三氣缸4的缸體豎直與支架I固定連接，且第三氣缸4的活塞桿的下端與水嘴接頭8可拆卸連接。塑料管9的中心線與所述水嘴接頭8的中心線位于同一豎直面內(nèi)，其通過支座10設(shè)置于第三氣缸4的正下方位置，控制第二氣缸3可依次控制內(nèi)凹加熱模塊75與塑料管9的外圓面相貼合，外凸加熱模塊74與水嘴接頭8的內(nèi)凹面相貼合。優(yōu)選,第二氣缸3和第三氣缸4位于同一平面內(nèi)或第一氣缸2、第二氣缸3和第三氣缸4位于同一平面內(nèi)。各個氣缸均采用可調(diào)行程式氣缸，可以根據(jù)塑料管9的位置調(diào)節(jié)各個氣缸的行程距離。其中的加熱裝置7包括加熱板72和加熱棒73，加熱板72設(shè)置于第二氣缸3的活塞桿下端，加熱棒73設(shè)置于加熱板72內(nèi)，夕卜凸加熱模塊74和內(nèi)凹加熱模塊75分別設(shè)置于加熱板72的上端面和下端面；加熱板72包括加熱板1721和加熱板11722，加熱板II722與加熱板1721通過螺栓緊固，且二者的連接位置處設(shè)有隔熱石棉墊。為了增加加熱板的隔熱效果，避免第二氣缸受到溫度的影響，加熱裝置7還包括一隔熱板71，隔熱板71設(shè)置于加熱板與第二氣缸3缸體之間，并與第二氣缸3的活塞桿固定連接，加熱板1721與隔熱板71通過螺栓固定連接，如圖2所示。其中加熱棒共設(shè)置兩根，其軸向與外凸加熱模塊74的中心線平行，且置于外凸加熱模塊74正下方和內(nèi)凹加熱模塊75的正上方?？刂频谌龤飧?移動，使水嘴接頭8內(nèi)凹面下壓至塑料管9表面深度O. 4-0. 6mm,優(yōu)選控制焊接深度為O. 5mm。以下對塑料管9進(jìn)行水嘴接頭焊接，其焊接步驟如下
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(I)在焊接水嘴接頭之前，首先啟動水嘴加熱裝置7上安裝的加熱棒及溫度感應(yīng)元件，通過溫度感應(yīng)元件使其溫度一直保持在330°C。(2)通過控制第一氣缸2帶動第二氣缸3運(yùn)動到如圖4的位置，控制運(yùn)動時間3秒，第二氣缸3連接到滑塊6上，滑塊6安裝在導(dǎo)軌5上，可以在水平方向上滑動。(3)維持第一氣缸狀態(tài)，控制第二氣缸3運(yùn)動，使其加熱裝置7的內(nèi)凹加熱模塊75與塑料管9外圓弧面結(jié)合，加熱18秒。第二氣缸3保持不動，控制第三氣缸4運(yùn)動，使其塑料水嘴接頭8的下凹圓弧面與加熱裝置7上的外凸加熱模塊74結(jié)合，保持加熱時間6秒。(4)控制第三氣缸4復(fù)位，I秒鐘后控制第二氣缸3復(fù)位，半秒鐘后控制第一氣缸2復(fù)位，半秒鐘后控制第三氣缸4運(yùn)動使其水嘴接頭8的下凹面與塑料管的外弧面結(jié)合，二者結(jié)合時間為2分鐘，此時第三氣缸始終保持一定壓力，第三氣缸連接水嘴接頭深入塑料管的深度為O. 5毫米。(5) 2分鐘后通過手動松開水嘴接頭8上的鎖緊螺絲，控制第三氣缸復(fù)位，完成水嘴接頭的焊接。(6)通過驅(qū)動驅(qū)動電機(jī)11帶動支架I前后移動，從而改變塑料管9的焊接位置，對下一個塑料管9的焊接位置進(jìn)行焊接。上述本發(fā)明實(shí)施例序號僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種塑料水嘴接頭焊接機(jī)械手，包括支架(I)、氣缸組、導(dǎo)軌(5)、滑塊(6)和加熱裝置(7)，所述滑塊(6)與所述導(dǎo)軌(5)水平滑動配合，其特征在于，所述氣缸組包括第一氣缸(2)、第二氣缸(3)和第三氣缸(4)； 所述第一氣缸(2)的缸體水平固定于所述支架(I)上，且所述第一氣缸(2)的活塞桿與所述滑塊(6)固定連接； 所述第二氣缸(3 )的缸體豎直與所述滑塊(6 )固定連接，且所述第二氣缸(3 )的活塞桿端部與所述加熱裝置(7)固定連接，所述加熱裝置(7)的兩平行端面上分別設(shè)有外凸加熱模塊(74)和內(nèi)凹加熱模塊(75)，所述外凸加熱模塊(74)與水嘴接頭(8)的內(nèi)凹面相貼合，所述內(nèi)凹加熱模塊(75)與塑料管(9)的外圓面相貼合； 所述第三氣缸(4 )的缸體豎直與所述支架(I)固定連接，且所述第三氣缸(4 )的活塞桿端部與水嘴接頭(8)可拆卸連接，塑料管(9)的中心線與所述水嘴接頭(8)的中心線位于同一豎直面內(nèi)； 控制所述第二氣缸(3)移動可依次實(shí)現(xiàn)所述內(nèi)凹加熱模塊(75)與塑料管(9)的外圓面相貼合，所述外凸加熱模塊(74)與所述水嘴接頭(8)的內(nèi)凹面相貼合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的塑料水嘴接頭焊接機(jī)械手，其特征在于， 所述第二氣缸(3)和第三氣缸(4)的運(yùn)動軌跡位于同一平面內(nèi)，所述第一氣缸(2)、第二氣缸(3)和第三氣缸(4)均為行程可調(diào)式氣缸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的塑料水嘴接頭焊接機(jī)械手，其特征在于， 所述第一氣缸(2)、第二氣缸(3)和第三氣缸(4)的運(yùn)動軌跡位于同一平面內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的塑料水嘴接頭焊接機(jī)械手，其特征在于， 所述外凸加熱模塊(74)的中心線與所述內(nèi)凹加熱模塊(75)的中心線處于同一豎直面內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的塑料水嘴接頭焊接機(jī)械手，其特征在于， 所述的加熱裝置(7 )包括加熱板(72 )和加熱棒(73 )，所述加熱板(72 )設(shè)置于所述第二氣缸(3)的活塞桿下端，所述加熱棒(73)設(shè)置于所述加熱板(72)內(nèi)，所述的外凸加熱模塊(74)和內(nèi)凹加熱模塊(75)分別設(shè)置于所述加熱板(72)的上端面和下端面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的塑料水嘴接頭焊接機(jī)械手，其特征在于， 所述加熱板(72)包括加熱板I (721)和加熱板II (722)，所述加熱板II (722)與所述加熱板I (721)通過螺栓緊固，且二者的連接位置處設(shè)有隔熱石棉墊。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的塑料水嘴接頭焊接機(jī)械手，其特征在于， 所述的加熱裝置(7)還包括一隔熱板(71 )，所述隔熱板(71)設(shè)置于所述加熱板與第二氣缸(3)缸體之間，并與所述第二氣缸(3)的活塞桿固定連接，所述加熱板I (721)與所述隔熱板(71)通過螺栓固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的塑料水嘴接頭焊接機(jī)械手，其特征在于， 所述加熱棒共設(shè)置兩根，其軸向與所述外凸加熱模塊(74)的中心線平行，且置于所述外凸加熱模塊(74)正下方。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的塑料水嘴接頭焊接機(jī)械手，其特征在于， 控制第三氣缸(4 )移動，使水嘴接頭(8 )內(nèi)凹面下壓至塑料管(9 )表面深度O. 4-0. 6mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種塑料水嘴接頭焊接機(jī)械手，包括支架、氣缸組、導(dǎo)軌、滑塊和加熱裝置，滑塊與導(dǎo)軌水平滑動配合，氣缸組包括第一氣缸、第二氣缸和第三氣缸；第一氣缸的缸體水平固定于支架上，且第一氣缸的活塞桿與滑塊固定連接；第二氣缸的缸體豎直與滑塊固定連接，且第二氣缸的活塞桿的下端與加熱裝置固定連接，加熱裝置的上端面設(shè)有與水嘴接頭的內(nèi)凹面相貼合的外凸加熱模塊，其下端面設(shè)有與塑料管外圓面相貼合的內(nèi)凹加熱模塊；第三氣缸的缸體豎直與支架固定連接，且第三氣缸的活塞桿的下端與水嘴接頭可拆卸連接。本發(fā)明通過控制氣缸組，實(shí)現(xiàn)水嘴接頭與塑料管的高效焊接，減少水嘴接頭與塑料管之間的焊接偏差，降低焊接強(qiáng)度。
文檔編號B29C65/18GK102785362SQ20121025874
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者孔德卿, 徐善軍, 楊緒逢 申請人:北京國電富通科技發(fā)展有限責(zé)任公司, 國家電網(wǎng)公司