CN104029022A - 金属板带剪切焊接一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属板带剪切焊接一体机包括：剪切机构、对缝压紧机构、自动焊接机构以及电控箱，其中，剪切机构呈长方体型的操作柜式设备，顶面与对缝压紧机构相连接，其侧面与电控箱相连接；对缝压紧机形成上下两个板层，下板层与剪切机构的顶面固定连接，上板层与自动焊接机构连接，同时对缝压紧机构与所述电控箱连接，并接收该电控箱的压紧调整控制；自动焊接机构固定安装在对缝压紧机构的顶面上，其与对缝压紧机构的接触面上设置有长条形焊接开口，焊枪通过该长条形焊接开口对金属物料进行焊接处理；电控箱为长方体型的操作柜式控制设备。本发明解决了现有的焊管生产线缺乏配套剪切及自动焊接接头设备的问题。

Description

金属板带剪切焊接一体机

技术领域

本发明涉及焊接剪切领域，具体地说，是涉及一种金属板带剪切焊接一体机。

背景技术

对于目前自动化金属带材的轧制、板带镀锌、板带表面处理、焊管等生产线中，每卷金属带材加工完后，需要和后续的带材焊接后才能保证自动生产线的连续运行，也就是金属带的接头设备。目前金属带接头一般采用手动裁剪设备将金属带的带头切齐，然后利用手工电焊、氩弧焊、气焊等手段将两盘金属带焊接起来，接带焊口手工焊接质量、效率都有限，造成后续加工的产品焊口位置附近的降级为二级产品或报废。如果焊接牢固度不足，出现断带整个生产线就需要重新穿带，造成生产停歇。所以市场需要能够和目前自动化生产线配套的金属板带剪切焊接接头设备。

现有技术中焊管生产线仅采用手工接头焊接而缺乏自动焊接接头设备，将导致焊口不平整，直接对后续焊接设备、工装磨具造成损坏，增加维护维修成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种金属板带剪切焊接一体机，以解决现有的焊管生产线缺乏配套剪切及自动焊接接头设备的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种金属板带剪切焊接一体机，包括：剪切机构、对缝压紧机构、自动焊接机构以及电控箱，其中，

所述剪切机构呈长方体型的操作柜式设备，该剪切机构的顶面与对缝压紧机构相连接，其侧面与所述电控箱相连接并接收该电控箱的调整控制，该剪切机构在其一侧的底端设置有操作踏板；

所述对缝压紧机构呈长方体结构，该对缝压紧机构的尺寸与所述剪切机构的顶面尺寸相匹配，并形成上下两个板层，两个板层之间形成用以放置物料的间隔，该对缝压紧机构的下板层与所述剪切机构的顶面固定连接，上板层与所述自动焊接机构，同时该对缝压紧机构与所述电控箱连接，并接收该电控箱的压紧调整控制；

所述自动焊接机构固定安装在所述对缝压紧机构的顶面上，该自动焊接机构与所述对缝压紧机构的接触面上设置有长条形焊接开口，该自动焊接机构中的焊枪通过该长条形焊接开口对所述对缝压紧机构中对缝固定的金属物料进行焊接处理；

所述电控箱呈长方体型的操作柜式控制设备，并与所述剪切机构、对缝压紧机构以及自动焊接机构连接。

其中，优选地，所述剪切机构内部的上部内壁上设置有两个上刀座，该上刀座通过卡位肩及螺栓与所述剪切机构的上部内壁相连接，该剪切机构内部的下部内壁上设置有一个移动式下刀台。

其中，优选地，所述上刀座和下刀台中均固定安装有用于剪切所述物料的刀刃，且固定于所述上刀座中的所述刀刃竖直，固定于所述下刀台中的所述刀刃面倾斜。

其中，优选地，所述移动式下刀台与由所述操作踏板控制的气缸相连接，并由所述气缸推动进行上下剪切动作。

其中，优选地，所述对缝压紧机构的上板层上设置有长条形通孔，该长条形通孔与所述自动焊接机构中的所述长条形焊接开口相匹配。

其中，优选地，所述自动焊接机构中的焊枪固定在焊枪滑移块上，该焊枪滑移块在电动机的驱动下在滚珠丝杠旋转沿着直线滑轨轨道上做往复运动。

其中，优选地，还包括：滑轨，设置于所述剪切机构和电控箱的底端，该滑轨通过膨胀螺钉固定于地面上，所述剪切机构和电控箱在该滑轨上滑动调整作业位置。

其中，优选地，电源接头与外部电源线连接后，在该连接处设置有绝缘胶带以进行保护。

与现有技术相比，本发明所述的一种金属板带剪切焊接一体机，达到了如下效果：

1)本发明的一体化设备操作简单，耗能少，加工效率高，焊接质量好，能够实现金属板带带头剪切、带头对接焊接自动化，并且实现金属板带加工自动线的自动化的齐头剪切和对接焊接，有效解决了现有的焊管生产线缺乏配套剪切及自动焊接接头设备的问题。

2)其中的套剪切设备采用三片刀结构进行三刃剪切，使切口平整无毛刺，并以压缩空气(或液压)为动力，动力来源方便，稳定，定位准确、操作方便；板料夹紧、剪切定位对正由脚踏开关控制气缸(液压缸)动作，方便、省力。

3)焊接采用气缸(或液压缸)对板带压紧，两侧板材压紧装置分开脚踏开关控制操作，带材压紧的同时，也实现了焊缝对齐的作用，并且焊接行走采用滚珠丝杠和线型滑轨组成直线滑台，光电控制，可自动运行，可根据工件焊接要求的差异变频调速。

4)焊接类型可以是氩弧焊接(也可根据需要更换为二氧化碳保护焊)，焊枪固定在直线滑台上，焊枪在滑台方向运行的同时也可在垂直方向上做微调，保证焊枪与焊缝的跟踪。焊接到位后自动停止焊接，焊枪自动退回，同时焊接压紧装置解除压紧。

附图说明

图1为本发明实施例所述的一种金属板带剪切焊接一体机的结构图。

图2为本发明实施例中对缝压紧机构20的结构图。

图3为本发明实施例中自动焊接机构30的结构图。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。

如图1所示，为本发明实施例所述一种金属板带剪切焊接一体机，包括：剪切机构10、对缝压紧机构20、自动焊接机构30以及电控箱40，其中，

剪切机构10呈长方体型的操作柜式设备，该剪切机构10的顶面与对缝压紧机构20相连接，其侧面与电控箱40相连接并接收该电控箱40的调整控制，该剪切机构10在其一侧的底端设置有操作踏板，通过踩踏该操作踏板，可以控制该剪切机构10对金属料进行剪切。

所述剪切机构10的内部设置有两个上刀以及一个下刀，两个上刀固定在上刀座上，上刀座通过卡位肩及螺栓与机架相联，下刀安装在可移动的下刀台上，刀刃面倾斜，形成三刃剪切的方式，在本实施例中，下刀台由气缸推动而完成上下运动。

自动化金属板带加工生产线每卷的头、尾部需要通过剪切实现齐头，需要剪切口整齐无毛刺，便于后续焊接质量。考虑到前带去尾，后带去头，套剪切设备，左右两侧剪切口都要平齐无毛刺，现场安装操作方便，采用三片刀结构，上面两片直刀，下面一片斜刀，三刃剪切，剪口平整无毛刺；以压缩空气(或液压)为动力，动力来源方便，稳定；定位准确、操作方便；板料夹紧、剪切定位对正由脚踏开关控制气缸(液压缸)动作，方便；省力。

对缝压紧机构20呈长方体结构，并形成上下两个板层201，两个板层201之间形成用以放置金属物料的间隔，在本实施例中，所述对缝压紧机构20的两个板层201可以是铜电板，作为电性焊接的一极。所述对缝压紧机构20与所述剪切机构10的顶面固定连接，也与所述电控箱40连接，接收该电控箱40的压紧调整控制，该对缝压紧机构20的尺寸与所述剪切机构10的顶面尺寸相匹配，该对缝压紧机构20将所述剪切机构10剪切后所形成的金属物料进行对缝固定。该对缝压紧机构20的顶面上设置有长条形焊接开口。

自动焊接机构30固定安装在所述对缝压紧机构20的顶面上，该自动焊接机构30与所述对缝压紧机构20的接触面上也设置有长条形焊接开口，该自动焊接机构30中的焊枪通过该长条形焊接开口对所述对缝压紧机构20中对缝固定的金属物料进行焊接处理。

电控箱40呈长方体型的操作柜式控制设备，并与所述剪切机构10、对缝压紧机构20以及自动焊接机构30连接，在本实施例中，该电控箱40上设置有控制屏幕、以表和/指示灯，从而进一步对所述剪切机构10、对缝压紧机构20以及自动焊接机构30分别进行剪切控制、对缝调整控制以及焊接控制。

具体地，如图3所示，所述自动焊接机构30，通过焊枪301焊接由所述对缝压紧机构20的铜电板之间所夹持的左右两块金属物料，其中，所述焊枪301固定在焊枪滑移块303上，该焊枪滑移块303在电动机304的驱动下在滚珠丝杠旋转沿着直线滑轨轨道302上做往复运动。在本实施例中，所述电动机304由所述电控箱40控制变频器，通过调节变频器输出频率，即调整焊接速度。

优选地，如图1所示，还包括废料斗50，该废料斗50与所述剪切机构10的出料一侧固定连接，用于收集所述剪切机构10对物料进行裁剪时生成的废料。

在本实施例中的金属板带剪切焊接一体机，还包括：滑轨，设置于所述剪切机构和电控箱的底端，该滑轨通过膨胀螺钉固定于地面上，在接带作业时移动到自动线(预定的工作区域，即生产线)的位置，作业完成时移出生产线位置。

对于本实施例中的上述金属板带剪切焊接一体机，其具体应用如下：

安装：

将该金属板带剪切焊接一体机安装在滑轨上(实际应用中可以不使用滑轨)，滑轨可以通过膨胀螺钉固定在水泥地面上；该金属板带剪切焊接一体机的电源接头与电源线连接后，在该连接处设置绝缘胶带以进行保护，焊机接地以保证设备PE(protecting earthing，保护接地系统)的完整性。另外，该金属板带剪切焊接一体机的压缩空气软管靠管接头与压缩空气进口嘴相接。

剪切及焊接：

在剪切过程开始之前先将物料压靠在所述剪切机构10的上刀座及剪切定位块上，在剪切完成之后再将物料松开定位，剪切机构10采用三片刀结构，能够保证生产线上物料前带末端剪切和后带前段的剪切在同一剪切机构中实现剪切齐头，而且能够保证剪切口平齐无毛刺、无变形。

所述对缝压紧机构20中设置有用户定位物料的夹紧结构，该夹紧结构安装在所述对缝压紧机构20的上部，通过夹紧结构可以使两个对焊的板料对正并夹紧。

上述剪切机构10中的定位结构和对缝压紧机构20中的夹紧结构均分为左、右两部分，分别由一个脚踏开关控制一侧气缸来动作。

在本实施例中，物料的定位对正分为：侧向对正和端向对正两种，其中，侧向对正靠突出的定位耳完成；端向对正则可靠上下移动的左下电极板、右下电极板完成。

该金属板带剪切焊接一体机中的控制系统由接近开关(图中未示出)、焊枪移动电机304、氩弧焊机、电控箱40组成。在电控箱40的控制下，自动完成焊枪的运行启动、点弧、焊接电流缓升、稳弧、电流缓降、熄弧及焊枪自动返回原位待命的整个过程。具体地：

电源指示灯亮表示电源接通；

左(右)夹紧指示灯亮即为夹紧，反之为放松，左(右)夹紧脚踏开关：每踏一次使左(右)夹紧装置的状态变动一次，即夹紧变放松，放松变夹紧；

剪切脚踏开关：在脚踏开关站中间，踏下时上刀向上剪切，松开时下刀退出；

焊接程序起动按钮：按下启动按钮，自动完成起弧，焊接返回的工作程序；

接近开关是用来控制焊枪引弧，熄弧，返回位置，调整其端部与焊枪移动块上的感应铁距离1～2mm以便产生稳定的感应信号；

焊枪的引弧、熄弧时间(由焊机控制)已预置，一般不须另行调整，在焊接过程中，其位置调整原则为：使焊枪在带钢边缘外1～20mm起弧，在带钢边缘内0.5～3mm熄弧；电动按钮正行反行及指示灯：有焊枪向前，向后两个按钮，可手动调整焊枪位置，指示灯表示移动状态；

急停按钮：在任何时候按下该开关，焊枪熄弧并停止运动；

焊接速度：焊枪移动速度由变频器上的调速按钮控制，一般焊枪移动速度控制在75～350mm/min。

在实际应用中，上述设备可以采用PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)进行控制和变频调速，为所述剪切机构10提供动力的剪切大气缸和为所述对缝压紧机构20提供板带压紧的小气缸的动作都由控制程序通过电磁控制，从而使设备实现半自动化的作业。

操作过程为：

(1)将机器拖入工作位置；

(2)将带料的尾部推入剪切狭缝，并与定位块靠上，踏动剪切脚踏开关进行剪切；

(3)踏动与带料尾端反向的压板脚踏开关，将该压板升起；

(4)将经过剪切的带料尾端反向的电极板靠上，踏动带料尾端侧的脚踏开关，将带料尾端压紧；

(5)将另一带料的头端推入剪切狭缝切头；

(6)踏动与该带料端部相应的压板脚踏开关使其落下；

(7)将经过剪切的带料头推入压板间并定位，再次踏动压板开关将其压紧；

(8)按下自动焊接启动按钮，进行对焊；(按材料状况提前设定焊接电流及速度)；

(9)焊接完毕后压板自动松开后将带料从头部取出；

(10)将机器推回原位待命。

本实施例中，所述金属板带剪切焊接一体机可用于焊管生产线、连续冲压生产线以及其他的金属带材为原料的连续生产线，能完成带材的切头及对焊工作；而且可以剪切对焊的带材包括：普碳钢、合金钢、不锈钢、铜、铝、钛等金属。

另外，氩弧焊时，由于火焰高度集中及液态金属的表面收缩特性，易于在焊缝左右端产生焊接缺口，而本机带有消除缺口的功能，即可以使两端基本无缺口，其消除缺口的方法是在电弧的起端实行电流缓升，在末端实行电流缓降，并调整引弧接近开关和熄弧接近开关的位置。

与现有技术相比，本发明所述的一种金属板带剪切焊接一体机，达到了如下效果：

1)本发明的一体化设备操作简单，耗能少，加工效率高，焊接质量好，能够实现金属板带带头剪切、带头对接焊接自动化，并且实现金属板带加工自动线的自动化的齐头剪切和对接焊接，有效解决了现有的焊管生产线缺乏配套剪切及自动焊接接头设备的问题。

2)其中的套剪切设备采用三片刀结构进行三刃剪切，使切口平整无毛刺，并以压缩空气(或液压)为动力，动力来源方便，稳定，定位准确、操作方便；板料夹紧、剪切定位对正由脚踏开关控制气缸(液压缸)动作，方便、省力。

3)焊接采用气缸(或液压缸)对板带压紧，两侧板材压紧装置分开脚踏开关控制操作，带材压紧的同时，也实现了焊缝对齐的作用，并且焊接行走采用滚珠丝杠和线型滑轨组成直线滑台，光电控制，可自动运行，可根据工件焊接要求的差异变频调速。

4)焊接类型可以是氩弧焊接(也可根据需要更换为二氧化碳保护焊)，焊枪固定在直线滑台上，焊枪在滑台方向运行的同时也可在垂直方向上做微调，保证焊枪与焊缝的跟踪。焊接到位后自动停止焊接，焊枪自动退回，同时焊接压紧装置解除压紧。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种金属板带剪切焊接一体机，其特征在于，包括：剪切机构、对缝压紧机构、自动焊接机构以及电控箱，其中，

所述剪切机构呈长方体型的操作柜式设备，该剪切机构的顶面与所述对缝压紧机构相连接，其侧面与所述电控箱相连接并接收该电控箱的调整控制，该剪切机构在其一侧的底端设置有操作踏板；

所述对缝压紧机构呈长方体结构，该对缝压紧机构的尺寸与所述剪切机构的顶面尺寸相匹配，并形成上下两个板层，两个板层之间形成用以放置物料的间隔，该对缝压紧机构的下板层与所述剪切机构的顶面固定连接，上板层与所述自动焊接机构连接，同时该对缝压紧机构与所述电控箱连接，并接收该电控箱的压紧调整控制；

所述自动焊接机构固定安装在所述对缝压紧机构的顶面上，该自动焊接机构与所述对缝压紧机构的接触面上设置有长条形焊接开口，该自动焊接机构中的焊枪通过该长条形焊接开口对所述对缝压紧机构中对缝固定的金属物料进行焊接处理；

所述电控箱呈长方体型的操作柜式控制设备，并与所述剪切机构、对缝压紧机构以及自动焊接机构连接。

2.如权利要求1所述的一种金属板带剪切焊接一体机，其特征在于，所述剪切机构内部的上部内壁上设置有两个上刀座，该上刀座通过卡位肩及螺栓与所述剪切机构的上部内壁相连接，该剪切机构内部的下部内壁上设置有一个移动式下刀台。

3.如权利要求2所述的一种金属板带剪切焊接一体机，其特征在于，所述上刀座和下刀台中均固定安装有用于剪切所述物料的刀刃，且固定于所述上刀座中的所述刀刃竖直，固定于所述下刀台中的所述刀刃面倾斜。

4.如权利要求3所述的一种金属板带剪切焊接一体机，其特征在于，所述移动式下刀台与由所述操作踏板控制的气缸相连接，并由所述气缸推动进行上下剪切动作。

5.如权利要求1中所述的一种金属板带剪切焊接一体机，其特征在于，所述对缝压紧机构的上板层上设置有长条形通孔，该长条形通孔与所述自动焊接机构中的所述长条形焊接开口相匹配。

6.如权利要求1中所述的一种金属板带剪切焊接一体机，其特征在于，所述自动焊接机构中的焊枪固定在焊枪滑移块上，该焊枪滑移块在电动机的驱动下在滚珠丝杠旋转沿着直线滑轨轨道上做往复运动。

7.如权利要求1所述的一种金属板带剪切焊接一体机，其特征在于，还包括：滑轨，设置于所述剪切机构和电控箱的底端，该滑轨通过膨胀螺钉固定于地面上，所述剪切机构和电控箱在该滑轨上滑动调整作业位置。

8.如权利要求1所述的一种金属板带剪切焊接一体机，其特征在于，电源接头与外部电源线连接后，在该连接处设置有绝缘胶带以进行保护。