CN103447661B - 一种多功能自动化焊机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能自动化焊机，包括机架和焊枪，所述机架的水平面上设有C轴回转体，C轴回转体上方设有Y轴滑台，Y轴滑台上方设有X轴滑台，X轴滑台上方设有用于固定焊接工件的工作台；所述机架的竖直面上设有R轴滑台，R轴滑台上设有Z轴滑台，Z轴滑台上设有B轴回转体，焊枪设在B轴回转体上；所述Z轴滑台上设有用于给焊枪送焊丝的送丝机。该焊机能替代高成本的焊接机器人，更擅长于复杂精密的焊接需要，焊接适用范围广，设备成本低。

Description

一种多功能自动化焊机
技术领域
本发明涉及焊接设备技术领域，尤其是涉及一种多功能自动化焊机。
背景技术
目前，焊接加工相比较其它类别的金属成型加工自动化程度不高，更多的依赖于人工的操作，在焊接质量、工作效率、人员安全、节能环保等方面存在不足，虽然近年来焊接机器人产业发展迅速，焊接机器人功能强大，但其价格昂贵，非一般中小企业所能承受，还有机器人厂家间没有通用和公开的技术，所以不同品牌机器人操作也不尽相同，通常需要受过厂家培训的专业人员才能操作，这就使得机器人一时难以进入到技术力量稍弱的中小企业中。
为了实现焊接自动化，业界更多的是使用焊接专机，即专业针对于某一领域或某一产品而设计的专用焊接设备，这类设备通用性差，焊接品种单一应用范围小。
发明内容
针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种多功能自动化焊机，以达到应用范围广和设备成本低的目的。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种多功能自动化焊机，包括机架和焊枪，所述机架的水平面上设有C轴回转体，C轴回转体上方设有Y轴滑台，Y轴滑台上方设有X轴滑台，X轴滑台上方设有用于固定焊接工件的工作台；所述机架的竖直面上设有R轴滑台，R轴滑台上设有Z轴滑台，Z轴滑台上设有B轴回转体，焊枪设在B轴回转体上；所述Z轴滑台上设有用于给焊枪送焊丝的送丝机。
进一步的，所述机架上设有控制系统和电器柜以及控制面板。
所述C轴回转体中心设有通孔，通孔内安装有集电环。
所述焊枪通过“L”型连杆设在B轴回转体的旋转轴上。
所述Y轴滑台与X轴滑台十字相交设置，R轴滑台与Z轴滑台十字相交设置。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、焊接适用范围广，能替代高成本的焊接机器人，更擅长于复杂精密的焊接需要；
2、焊接加工的编程简单，操作简单，更改加工程序方便；
3、采用标准化设计，可成为通用的生产设备，设备成本低。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明焊机构造示意图。
图2为本发明焊接件构造示意图。
图3为本发明焊接轨迹示意图。
图4为本发明工作台三轴运动模式示意图。
图5为本发明焊枪三轴运动模式示意图。
图中：1.C轴回转体、2.Y轴滑台、3.X轴滑台、4.工作台、5.控制面板、6.R轴滑台、7.送丝机、8.Z轴滑台、9.“L”型连杆、10.焊枪、11.B轴回转体、12.电器柜、13.铜盘、14.碳刷、15.机架、16.焊接工件Ⅰ、17.焊接工件Ⅱ、18.焊缝。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示，该多功能自动化焊机，包括焊机的机架和焊枪，以及用于调整焊接工件的运动和姿态的C轴回转体1、Y轴滑台2、X轴滑台3，C轴回转体1设置在机架15的横架水平面上，Y轴滑台2设置在C轴回转体1上方，X轴滑台3设置在Y轴滑台2上方，在X轴滑台3上方设有用于固定焊接工件的工作台4，其Y轴滑台2与X轴滑台3十字相交设置，C轴回转体1的圆心点为O点。
自动化焊接还包括用于控制调整焊枪运动和焊枪姿态的R轴滑台6、Z轴滑台8、B轴回转体11，R轴滑台6设在机架15的竖架竖直面上，Z轴滑台8设在R轴滑台6上，B轴回转体11设在Z轴滑台8上，其R轴滑台6与Z轴滑台8十字相交设置。焊枪10通过“L”型连杆9设在B轴回转体11的旋转轴上，在Z轴滑台上设有用于给焊枪10送焊丝的送丝机7。
其中，C轴回转体1为精密回转盘，用于焊接工件圆弧运动，其主要作用是调整焊接工件角度和实现圆弧运动，在C轴回转体中心设有通孔，通孔内安装有集电环，通过该集电环与C轴回转体上方两滑台的两电机及其其它电气部件相连，实现线路电缆无缠绕。并在C轴回转体上设有铜盘13和碳刷14，铜盘导电用，与C轴回转体上方的两滑台可一起旋转，碳刷导电用，设置在C轴回转体的壳体上，相对机架固定不动，与铜盘摩擦运动组成大电流集电环，使焊接工件的地线在运动中能连接焊机，可实现地线旋转无缠绕。
在机架15上设有控制系统和电器柜12以及控制面板5。如图4和图5所示，该焊机通过四个直线轴Y轴、X轴、R轴、Z轴和两个旋转轴C轴、B轴，并将六个运动轴分为两部分，利用数控系统或PLC控制器控制各个轴的运动，实现焊接工件和焊枪的运动轨迹调整。每一运动轴都是针对O点的相对运动，所以焊机不需要复杂的运动补偿，针对不同的线段控制相应的运动轴就可以完成运动，在本发明中X轴滑台和Y轴滑台控制工件O点的改变，C轴回转体做旋转运动，旋转半径由R轴滑台控制，Z轴滑台控制焊枪高度，B轴回转体调整焊枪角度。
安装在“L”型连杆的焊枪焊丝顶点与B轴回转体的转轴处于同一轴线，不论B轴回转体处于什么角度，焊丝顶点都能始终保持在同一位置点，以此实现B轴旋转时不需运动补偿。
如图2和图3所示，利用本发明自动化焊机对焊接工件Ⅰ16和焊接工件Ⅱ17之间的焊缝18进行自动焊接，焊缝的焊接轨迹可以分解成四段，其中，ab、cd为直线段，bc、da为圆弧段，直线段运动过程是：首先C轴回转体调整ab段与Y轴滑台平行，焊枪由B轴回转体调整至合适夹角位置，Z轴滑台运动调整焊枪到合适高度，由a点位置起点，Y轴滑台运动到b点完成本段焊接，cd段焊接方法与ab段焊接相同；圆弧段运动过程是：先以X轴滑台和Y轴滑台运动使bc圆弧段的圆心A点与O点重合，使A点与C轴回转体的圆心重合，R轴滑台运动至圆弧半径尺寸距离，C轴回转体先调整焊缝轨迹与焊枪相切，B轴回转体调整焊枪至合适夹角位置，以b点为起点，C轴回转体旋转180度完成bc段焊接，da段焊接方法与bc段焊接相同，以B点为圆心进行自动焊接。将这四段合理连接起来即可实现整个过程的自动焊接。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种多功能自动化焊机，包括机架(15)和焊枪(10)，其特征在于：所述机架(15)的水平面上设有C轴回转体(1)，C轴回转体上方设有Y轴滑台(2)，Y轴滑台上方设有X轴滑台(3)，X轴滑台上方设有用于固定焊接工件的工作台(4)；所述机架(15)的竖直面上设有R轴滑台(6)，R轴滑台上设有Z轴滑台(8)，Z轴滑台上设有B轴回转体(11)，焊枪(10)设在B轴回转体(11)上；所述Z轴滑台(8)上设有用于给焊枪送焊丝的送丝机(7)；所述C轴回转体(1)中心设有通孔，通孔内安装有集电环；所述焊枪(10)通过“L”型连杆(9)设在B轴回转体(11)的旋转轴上；所述Y轴滑台(2)与X轴滑台(3)十字相交设置，R轴滑台(6)与Z轴滑台(8)十字相交设置；C轴回转体的C轴与Z轴相平行，R轴滑台的R轴与X轴相平行，B轴回转体的B轴与Y轴相平行。
2.如权利要求1所述多功能自动化焊机，其特征在于：所述机架(15)上设有控制系统和电器柜(12)以及控制面板(5)。
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