CN102275052A

CN102275052A - 双向直缝自动焊接机

Info

Publication number: CN102275052A
Application number: CN2010101984226A
Authority: CN
Inventors: 张永春; 孙喜伟; 吴锦富
Original assignee: Yancheng Yisite Machinery Manufacturing Co ltd
Current assignee: Yancheng Yisite Machinery Manufacturing Co ltd
Priority date: 2010-06-12
Filing date: 2010-06-12
Publication date: 2011-12-14

Abstract

本发明涉及一种双向直缝自动焊接机，它包括机架、PLC可编程控制器、触摸屏和焊枪横向行走装置、焊枪升降装置、焊枪横向微调装置、焊枪上下微调装置、待焊工件拼缝压紧装置、辅助支撑装置。它采用中文显视触摸屏作为参数调整对话界面，采用PLC可编程控制器主控变频电机的转速和正反向旋转、升降气缸的上升和下降、气袋的充气和泄气、推拉气缸的推和拉、焊枪的自动打火和熄灭，实现待焊工件的压紧和焊枪在直线上的匀速焊接自动化。它利用设置中的焊枪横向行走装置、焊枪升降装置、焊枪横向微调装置、焊枪上下微调装置，待焊工件拼缝压紧装置、辅助支撑装置，实现焊枪相对于待焊工件直缝的具体位置为最佳。本发明具有焊接工件不变形、无晶间腐蚀、焊缝质量优异、自动化程度高、操作方便等优点。

Description

双向直缝自动焊接机

技术领域

本发明涉及一种焊接机械，尤其涉及一种用于焊接不锈钢、碳钢、铜、钛、铝等金属材料直缝的自动对接焊接机械，属于数控焊接机械制造领域。

背景技术

目前针对不锈钢、碳钢、铜、钛、铝等金属材料直缝的对接焊接机械比较落后。具体表现为；缺乏自动化控制、直缝拼合的对接压紧方式不合理、焊接速度均匀、凸显焊接麻烦不易操作。因而常产生焊接工件的焊不透、烧穿及焊成品的严重变形。尤其对于要求单面焊接双面成形的不锈钢制品、电热水器、太阳能热水器的内外胆、洗衣机的内桶等制品，传统的焊接机械就很难达到焊接的质量要求；对于要求焊接能够承压的加厚型、大桶径焊制品，传统的焊接机械更是很难做到。因此，人们渴望有一种自动化程度高、焊接质量好、能够满足多种焊接要求的直缝自动焊接机械问世。

发明内容

针对目前传统直缝对接焊接机械所显现出来的落后现状，本发明提出一种双向直缝自动焊接机。其目的在于在提高直缝对接焊接的质量基础上实现焊接的自动化。

技术领域

本发明采取以下技术方案实施：它包括机架、PLC可编程控制器、触摸屏、焊枪横向行走装置、焊枪升降装置、焊枪横向微调装置、焊枪上下微调装置、待焊工件拼缝压紧装置、辅助支撑装置和焊枪固定装置。其特征在于焊枪横向行走装置中设有横向固定导轨架、横向活动导轨架、变频电机、齿轮、齿条；焊枪升降装置中设有升降气缸、竖向固定导轨架、竖向活动导轨架；焊枪横向微调装置中设有水平公导轨、水平母导轨、水平丝杆、手轮；焊枪上下微调装置中设有垂直公导轨、垂直母导轨、垂直丝杆、小手轮；待焊工件拼缝压紧装置中设有悬臂柱、悬臂梁、气袋、琴键簧；辅助支撑装置中设有支撑块、推拉气缸、旋转臂、销轴、旋转轴、支座；焊枪固定装置中设有压板、压紧螺栓、焊枪。其特征在于机架内设有PLC可编程控制器；PLC可编程控制器内输有变频电机、升降气缸、气袋、焊接电流、焊接电压、焊枪电子打火和熄火的控制程序。机架上设有触摸屏；触摸屏上设有变频电机、升降气缸、气袋、焊接电流、焊接电压、焊枪电子打火和熄火的控制和调节按钮。在焊枪横向行走装置中的横向固定导轨架上设有两条导轨键；横向活动导轨架中制有两道与导轨键相啮合的导轨槽；导轨键与导轨槽之间为滑动配合；齿条水平固定在横向固定导轨架上；变频电机垂直固定设置在活动导轨架中且输出轴上配有齿轮；转动齿轮可使横向活动导轨架在横向固定导轨架上行走。焊枪升降装置中的竖向固定导轨架连接在焊枪横向行走装置中的横向活动导轨架上且其上制有导轨键；竖向活动导轨架上制有导轨槽；导轨键与导轨槽之间为滑动配合；升降气缸垂直设置在竖向固定导轨架的上方；升降气缸中的单出杆与竖向活动导轨架相连接，单出杆的推拉可使竖向活动导轨架作升降运动。焊枪横向微调装置中的水平公导轨连接在焊枪升降装置中的竖向活动导轨架上；水平母导轨咬合在水平公导轨外形成滑动配合。焊枪上下微调装置中的垂直公导轨连接在焊枪横向微调装置中的水平母导轨上；垂直母导轨咬合在垂直公导轨外形成滑动配合。待焊工件拼缝压紧装置中的悬臂柱和两悬臂梁一端分别固定悬掛在机架上，且两悬臂梁对称分布在悬臂柱的上方呈倒品形；在两悬臂梁的底面上设有若干只依次排列的琴键簧；悬臂梁与琴键簧之间设有气袋，且当气袋充满气体后所形成的直径大于气袋与悬臂梁、琴键簧接触处的距离。辅助支撑装置中的支座固定设置在悬臂梁上；推拉气缸固定设置在机架上；旋转轴简隙配合在支座中；旋转轴上固定连接着支撑块和旋转柄且两者之间呈90°角的轴向错开；旋转柄与推拉气缸中的单出杆通过销轴作活动连接。焊枪固定装置中的焊枪通过压板和紧固螺栓紧固在垂直母导轨上。

本发明具有焊接工件不变形、无晶间腐蚀、焊缝质量优异、自动化程度高、操作方便等优点。

附图说明

附图1为本发明的主视结构示意图；

附图2为附图1中A-A截面剖视结构示意图；

附图3为附图1中I放大部分结构示意图；

附图4为附图2中II放大部分结构示意图；

附图5为附图1中B向结构示意图

在附图1、2、3、4、5中：1机架、2PLC可编程控制器、3悬臂柱、4齿条、5齿轮、6横向活动导轨架、7变频电机、8升降气缸、9触摸屏、10导轨键、11支撑块、12横向固定导轨架、13推拉气缸、14旋转柄、15销轴、16旋转轴、17支座、18悬臂梁、18′悬臂梁、19琴键簧、19′琴键簧、20气袋、20′气袋、21焊枪、22压紧螺栓、23压板、24垂直母导轨、25垂直丝杆、26小手轮、27垂直公导轨、28吊紧螺母、29竖向活动导轨架、30、水平丝杆、31水平母导轨、32水平公导轨、33竖向固定导轨架、34手轮、35待焊工件。

具体实施方式

参照附图1、2、3、4和5，将变频电机7的转速和正反向旋转、升降气缸8的升降和升降速、推拉气缸13的推和拉、气袋20与20′的充气和泄气等控制数据，通过编码器输入在PLC可编程控制器中并在触摸屏9上设置相关按钮。

如附图1、2和4所示，将待焊工件35的直缝边插入悬臂柱3与琴键簧19之间的缝隙中，并使待焊工件35的直缝边处于悬臂柱3的垂直中心平面与外径相交的素线上，然后在触摸屏9上点开气袋20的充气按钮；卷曲待焊工件35将另一直缝边插入悬臂柱3与琴键簧19′之间的缝隙中，并与已插入的直缝边紧靠，再在触摸屏9上点开气袋20′的充气按钮。由于气袋20和20′分别置于固定在机架1上的悬臂梁18和18′与固定排列在悬臂梁18和18′下方的琴键簧19和19′之间，且气袋20和20′与悬臂梁18和18′的接触点、气袋20和20′与琴键簧19和19′的接触点之间的距离，小于气袋20和20′充满气体后所形成的直径。因此当气袋20和20′充气后，其鼓起所形成的膨胀力压迫琴键簧19和19′，从而使若干个依次排列的琴键簧19和19′在直缝边的附近将待焊工件35牢牢压紧。

如附图1所示，在触摸屏9上点开变频电机7正或反向的启动按钮，齿轮5在变频电机7输出的转矩带动下沿齿条4作啮合滚动，从而带动横向活动导轨架6在横向固定导轨架12中的两导轨键10上滑动至焊枪21横向到位。在触摸屏9上点开升降气缸8的下降按钮，升降气缸8中的单出杆通过吊紧螺母28带动竖向活动导轨架29，沿连接在横向活动导轨架6上的竖向固定导轨架33上的导轨向下滑动至焊枪21的下枪到位。

如附图3、4所示，旋转手轮34、水平丝杆30，使水平母导轨31在水平公导轨32上滑动，实现焊枪21相对于待焊工件35直缝的起始位置微量调整。旋转小手轮26，使垂直母导轨24在垂直公导轨27上滑动，实现焊枪21相对于待焊工件35的上、下位置微量调整。

如附图1、3和4所示，在触摸屏9上点开本发明的工作按钮，焊枪21电子打火、变频电机7工作、齿轮5在齿条4上作啮合滚动，从而使横向活动导轨架6在横向固定导轨架12中的导轨键10上滑动，并带动竖向固定导轨架33、竖向活动导轨架29、水平公导轨32、水平母导轨31、垂直公导轨27、垂直母导轨24和通过压紧螺栓22、压板23紧固在垂直母导轨24上的焊枪21，作沿待焊工件35直缝方向上的匀速焊接。

如附图5所示，为防止气袋20、20′在充气压紧待焊工件35后对悬臂柱3造成的弯曲变形，本发明还设置了辅助支撑装置。在辅助支撑装置中，支座17固定设置在悬臂梁18和18′上，推拉气缸13固定设置在机架1上，旋转轴16简隙配合在支座17中，旋转轴16上固定连接着支撑块11和旋转柄14且两者之间呈90°角的轴向错开；旋转柄14与推拉气缸13中的单出杆通过销轴15作活动连接。常态下该装置中的支撑块11始终处于图示位置。当需要取出已焊好的工件时，在触摸屏9上点开推拉气缸13中单出杆的拉位按钮，推拉气缸13中的单出杆通过销轴15、拉动旋转柄14绕旋转轴16的轴心线作顺时针旋转，从而带动紧固在旋转轴16上的支撑块11作90°旋转并脱开悬臂柱3。至此，悬臂梁18和18′与悬臂柱3之间为端面开口状态，焊成品可从开口中取出。

Claims

1.一种双向直缝自动焊接机，它包括机架、PLC可编程控制器、触摸屏、焊枪横向行走装置、焊枪升降装置、焊枪横向微调装置、焊枪上下微调装置、待焊工件拼缝压紧装置、辅助支撑装置和焊枪固定装置。其特征在于焊枪横向行走装置中设有横向固定导轨架、横向活动导轨架、变频电机、齿轮、齿条；焊枪升降装置中设有升降气缸、竖向固定导轨架、竖向活动导轨架；焊枪横向微调装置中设有水平公导轨、水平母导轨、水平丝杆、手轮；焊枪上下微调装置中设有垂直公导轨、垂直母导轨、垂直丝杆、小手轮；待焊工件拼缝压紧装置中设有悬臂柱、悬臂梁、气袋、琴键簧；辅助支撑装置中设有支撑块、推拉气缸、旋转臂、销轴、旋转轴、支座；焊枪固定装置中设有压板、压紧螺栓、焊枪

2.根据权利要求1所述的一种双向直缝自动焊接机，其特征在于机架内设有PLC可编程控制器；PLC可编程控制器内输有变频电机、升降气缸、气袋、焊接电流、焊接电压、焊枪电子打火和熄火的控制程序；机架上设有触摸屏；触摸屏上设有变频电机、升降气缸、气袋、焊接电流、焊接电压、焊枪电子打火和熄火的控制和调节按钮。所述触摸屏上设有变频电机、升降气缸、气袋、焊接电流、焊接电压、焊枪电子打火和熄火的控制和调节按钮。

3.根据权利要求1所述的一种双向直缝自动焊接机，其特征还在于所述待焊工件拼缝压紧装置中的悬臂柱和两悬臂梁一端分别固定悬掛在机架上，且两悬臂梁对称分布在悬臂柱的上方呈倒品形；在两悬臂梁的底面上设有若干只依次排列的琴键簧；悬臂梁与琴键簧之间设有气袋，且当气袋充满气体后所形成的直径大于气袋与悬臂梁、琴键簧接触处的距离。