CN104108178B - 一种pe燃气阀门放散管的热熔焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PE燃气阀门放散管的热熔焊接设备，包括机架，阀门夹具安装在第一X轴方向的运动系统上，将阀门夹紧在机架的一端，阀杆轴线方向为X轴方向；放散管夹具安装在第二X轴方向的运动系统上，包括两组夹紧放散管的夹头，两组夹头沿Y轴方向布置在X轴的两侧；两套阀门放散管承孔铣削装置和两套热熔加热装置沿Y轴方向对称布置在X轴的两侧；阀门放散管承孔铣削装置包括第一Y轴方向的运动系统和铣削头，铣削头安装在第一Y轴方向运动系统上；热熔加热装置包括第二Y轴方向的运动系统和加热头，加热头安装在第二Y轴方向的运动系统上。本发明的热熔焊接设备便于自动控制，工人操作简单，焊接参数规范，焊接效率高、焊接质量好。

Description

一种PE燃气阀门放散管的热熔焊接设备

[技术领域]

本发明涉及塑料阀门焊接设备，尤其涉及一种PE燃气阀门放散管的热熔焊接设备。

[背景技术]

与传统金属阀门相比，聚乙烯(PE)阀门具有质量轻、耐腐蚀、使用寿命长、扭矩小、成本低、使用方便等特点，PE阀门在输送自来水、燃气以及在喷灌系统等领域得到日趋广泛的应用。

在PE燃气阀门生产并推广使用过程中，其使用安全性是长期以来广大技术人员急需解决的难题。尤其在通燃气使用时，若质量控制不佳，则易造成漏气，一方面致使资源浪费，另一方面容易引起爆炸事故，危害人身安全。

燃气管道使用的PE阀，在中心套管焊接完成后，往往还需要焊接放散管和放散阀，但目前没有专门的自动焊接设备，采用手动焊接设备，若将手动焊接设备应用于PE燃气阀门与放散管和放散阀焊接，对焊接人员要求高，焊接参数受人为因素影响大，无法得到统一的参数，焊接效率低下、焊接质量难以得到保证。

《工程塑料应用》2013年8月第41卷第8期第1页至第6页刊登的论文《PE燃气阀门焊接工艺参数研究》公开了一种PE燃气阀门自动热熔焊接设备和焊接工艺，但是，论文仅公开了燃气阀门本身的焊接设备和焊接工艺，并没有提供PE阀与放散管、放散阀的焊接工艺与焊接方法。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种自动化程度高、焊接效率高、焊接质量好的PE燃气阀门与放散管的热熔焊接设备。

本发明进一步要解决的技术问题是提供一种自动化程度高、焊接效率高、焊接质量好的PE燃气阀门放散管与放散阀的热熔焊接设备。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种PE燃气阀门放散管的热熔焊接设备，包括机架、阀门夹具、放散管夹具、两套X轴方向的运动系统，两套阀门放散管承孔铣削装置和两套热熔加热装置；阀门夹具安装在第一X轴方向的运动系统上，将阀门夹紧在机架的一端，阀杆轴线方向为X轴方向；放散管夹具安装在第二X轴方向的运动系统上，包括两组夹紧放散管的夹头，两组夹头沿Y轴方向布置在X轴的两侧；两套阀门放散管承孔铣削装置和两套热熔加热装置沿Y轴方向对称布置在X轴的两侧；阀门放散管承孔铣削装置包括第一Y轴方向的运动系统和铣削头，铣削头安装在第一Y轴方向运动系统上；热熔加热装置包括第二Y轴方向的运动系统和加热头，加热头安装在第二Y轴方向的运动系统上。

以上所述的热熔焊接设备，对阀门放散管承孔铣削时，铣削头沿Y轴方向进入到阀门前方，阀门夹具带动阀门沿X轴方向进给，铣削头完成阀门放散管承孔加工后，阀门夹具带动阀门反向退出，铣削头沿Y轴反向退出；对阀门和放散管热熔时，加热头沿Y轴方向进入到阀门与放散管之间，阀门夹具带动阀门、放散管夹具带动放散管相向而行，阀门和放散管分别与加热头接触热熔；热熔完成后，阀门和放散管沿X轴反向退出，加热头沿Y轴反向退出；加热头退出后，阀门和/或放散管相向而行，放散管热熔的端部插入阀门热熔的承孔，两者熔合。

以上所述的热熔焊接设备，所述的运动系统包括电机、导轨总成、丝杆螺母总成和托板，导轨总成的导轨固定在机架上，滑块固定在托板上；丝杆螺母总成的丝杆支承座固定在机架上，螺母与托板连接，丝杆由电机驱动；X轴方向运动系统的导轨和丝杆沿X轴方向布置，Y轴方向运动系统的导轨和丝杆沿Y轴方向布置。

以上所述的热熔焊接设备，阀门夹具包括阀门定位板、固定板、压紧板、夹紧气缸、复数个水平导套和复数根水平导杆；固定板和U字形的定位板竖直地固定在第一X轴方向的运动系统的托板上，压紧板布置在定位板和固定板之间，夹紧气缸固定在固定板板上，夹紧气缸的活塞杆穿过固定板板上的通孔与压紧板连接；水平导套固定在固定板上，布置在所述的通孔四周，水平导杆穿过水平导套内孔，与水平导套滑动配合，水平导杆的端部与压紧板固接。

以上所述的热熔焊接设备，放散管夹具每组夹头包括两个沿X轴方向分开布置的扣合式夹头，扣合式夹头固定在第二X轴方向的运动系统的托板上；铣削头包括指形铣刀和动力头，指形铣刀安装在动力头上，动力头安装在第一Y轴方向运动系统的托板上；指形铣刀的轴线平行于X轴方向，指形铣刀的刀头朝向阀门。

以上所述的热熔焊接设备，热熔加热装置包括托架，加热头固定在托架上，托架安装在第二Y轴方向的运动系统的托板上；加热头的轴线平行于X轴方向，加热头的前端包括加热轴，后端包括加热孔；沿X轴方向，热熔加热装置布置在放散管夹具与阀门夹具之间，阀门放散管承孔铣削装置布置在热熔加热装置与阀门夹具之间。

以上所述的热熔焊接设备，包括两套放散阀夹具、第三X轴方向的运动系统和两套放散阀热熔加热装置，放散阀夹具安装在第三X轴方向的运动系统上，包括两组夹紧放散阀的夹头，两组夹头沿Y轴方向布置在X轴的两侧；两套放散阀热熔加热装置沿Y轴方向对称布置在X轴的两侧，放散阀热熔加热装置包括第三Y轴方向的运动系统和放散阀加热头，放散阀加热头安装在第三Y轴方向的运动系统上；沿X轴方向，放散管夹具布置在放散阀夹具与阀门夹具之间，放散阀热熔加热装置的放散阀加热头布置在放散管夹具与放散阀夹具之间。

以上所述的热熔焊接设备，放散阀夹具每组夹头包括两个沿X轴方向分开布置的扣合式夹头，扣合式夹头固定在第三X轴方向的运动系统的托板上；放散阀热熔加热装置包括第二托架，放散阀加热头固定在第二托架上，第二托架安装在第三Y轴方向的运动系统的托板上；放散阀加热头的轴线平行于X轴方向，加热头的后端包括加热轴，前端包括加热孔。

以上所述的热熔焊接设备，放散管与阀门的承孔熔焊后，放散阀加热头沿Y轴方向进入到放散阀与放散管之间，放散阀夹具带动放散阀、放散管夹具带动放散管相向而行，放散阀和放散管分别与加热头接触热熔；热熔完成后，放散阀和放散管沿X轴反向退出，放散阀加热头沿Y轴反向退出，放散阀和/或放散管相向而行，放散管热熔的端部插入放散阀热熔的内孔，两者熔合。

以上所述的热熔焊接设备，包括PLC控制器，所述的电机为步进电机，步进电机由PLC控制器控制。

本发明PE燃气阀门放散管的热熔焊接设备便于自动控制，工人操作简单，焊接参数规范，焊接效率高、焊接质量好。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例PE燃气阀门放散管热熔焊接设备的立体图。

图2是本发明实施例PE燃气阀门放散管热熔焊接设备另一视角的立体图。

图3是本发明实施例PE燃气阀门放散管热熔焊接设备又一视角的立体图。

图4是本发明实施例PE燃气阀门放散管热熔焊接设备的主视图。

图5是本发明实施例PE燃气阀门放散管热熔焊接设备的后视图。

图6是本发明实施例PE燃气阀门放散管热熔焊接设备的俯视图。

图7是本发明实施例PE燃气阀门放散管热熔焊接设备的右视图。

图8是本发明实施例PE燃气阀门放散管热熔焊接设备的左视图。

图9是图7中的A向剖视图。

图10是图4中的B向剖视图。

图11是图4中的C向剖视图。

图12是图4中的D向剖视图。

图13是图4中的E向剖视图。

[具体实施方式]

本发明实施例PE燃气阀门放散管热熔焊接设备的结构如图1至图13所示，包括机架100、PLC控制器、阀门夹具200、放散管夹具300、放散阀夹具400、三套X轴方向运动系统，两套阀门放散管承孔铣削装置500和两套阀门热熔加热装置600和两套放散阀热熔加热装置700。

沿X轴方向，阀门热熔加热装置600布置在放散管夹具300与阀门夹具200之间，阀门放散管承孔铣削装置500布置阀门热熔加热装置600与阀门夹具200之间。沿X轴方向，放散管夹具300布置在放散阀夹具400与阀门夹具200之间，放散阀热熔加热装置700的放散阀加热头18布置在放散管夹具300与放散阀夹具400之间。

阀门夹具200安装在第一X轴方向运动系统上，将阀门800夹紧在机架100的一端，阀门800阀杆轴线方向为本设备的X轴方向。

放散管夹具300安装在第二X轴方向运动系统上，包括两组夹紧放散管900的夹头，两组夹头沿Y轴方向布置在X轴的两侧。

两套阀门放散管承孔铣削装置500沿Y轴方向对称布置在X轴的两侧。阀门放散管承孔铣削装置500包括第一Y轴方向运动系统和铣削头，铣削头安装在第一Y轴方向运动系统上。

两套阀门热熔加热装置沿Y轴方向对称布置在X轴的两侧。阀门热熔加热装置包括第二Y轴方向运动系统和加热头，加热头安装在第二Y轴方向运动系统上。

X轴方向运动系统和Y轴方向运动系统各包括步进电机1、导轨总成、丝杆螺母总成和托板。

导轨总成包括直线导轨2和滑块3，直线导轨2固定在机架100上，滑块3的上端固定在托板的底面。

丝杆螺母总成的丝杆支承座5、丝杆螺母总成的丝杆支承座5固定在机架100上，螺母6与托板连接，丝杆4由步进电机1驱动。

X轴方向运动系统的直线导轨2和丝杆4沿X轴方向布置，Y轴方向运动系统的直线导轨2和丝杆4沿Y轴方向布置。

阀门夹具200包括阀门定位板7、固定板8、压紧板9、夹紧气缸11、4个水平导套12和4根水平导杆13。

固定板8和U字形的阀门定位板7竖直地固定在第一X轴方向运动系统的托板10上，压紧板9布置在定位板7和固定板8之间，夹紧气缸11固定在固定板8板上，夹紧气缸11的活塞杆1101穿过固定板8板上的通孔与压紧板9连接。水平导套12固定在固定板8上，布置在通孔四周，水平导杆13穿过水平导套12的内孔，与水平导套12滑动配合，水平导杆13的端部与压紧板9固接。

放散管夹具300的每组夹头包括两个沿X轴方向分开布置的扣合式夹头14，扣合式夹头14固定在第二X轴方向运动系统的托板20上。

铣削头包括指形铣刀15和动力头16，指形铣刀15安装在动力头16上，动力头16安装在第一Y轴方向运动系统的托板30上。指形铣刀15的轴线平行于X轴方向，指形铣刀15的刀头朝向阀门800。

阀门放散管承孔的热熔加热装置500包括托架17，加热头18固定在托架17上，托架17安装在第二Y轴方向运动系统的托板40上。加热头18的轴线平行于X轴方向，加热头18的前端有加热轴1801，后端有加热孔1802。

放散阀夹具400安装在第三X轴方向运动系统上，包括两组夹紧放散阀1000的夹头，两组夹头沿Y轴方向布置在X轴的两侧。

两套放散阀热熔加热装置700沿Y轴方向对称布置在X轴的两侧，放散阀热熔加热装置700包括第三Y轴方向运动系统和放散阀加热头19，放散阀加热头19安装在第三Y轴方向运动系统上。

放散阀热熔加热装置700包括托架22，放散阀加热头固定在托架22上，托架22安装在第三Y轴方向运动系统的托板60上。放散阀加热头的轴线平行于X轴方向，加热头的后端有加热轴1901，对放散阀1000的内孔热熔，前端有加热孔1902对放散管900的端部热熔。

放散阀夹具400每组夹头包括两个沿X轴方向分开布置的扣合式夹头21，扣合式夹头21固定在第三X轴方向运动系统的托板50上。

设备的步进电机、夹紧气缸、动力头、加热头由PLC控制器控制。

本发明热熔焊接设备的工作过程如下，在PLC控制器的控制下，按以下步骤工作：

1)对阀门放散管承孔铣削，铣削头在第一Y轴方向运动系统驱动下沿Y轴方向进入到阀门前方，在第一X轴方向运动系统的驱动下，阀门夹具200带动阀门沿X轴方向进给，对阀门放散管承孔进行铣削加工；

2)铣削头完成阀门放散管承孔加工后，阀门夹具200带动阀门反向退出，铣削头沿Y轴反向退出；

3)对阀门和放散管热熔时，加热头18在第二Y轴方向运动系统驱动下沿Y轴方向进入到阀门与放散管之间，阀门夹具200带动阀门、放散管夹具300在第二X轴方向运动系统驱动下带动放散管900相向而行，阀门800和放散管900分别与加热头18接触热熔。

4)热熔完成后，阀门和放散管沿X轴反向退出，加热头18沿Y轴反向退出。加热头18退出后，阀门和/或放散管相向而行，放散管热熔的端部插入阀门热熔的承孔，两者熔合，焊接成功；

5)放散管与阀门的承孔熔焊后，放散阀加热头在第三Y轴方向运动系统驱动下沿Y轴方向进入到放散阀与放散管之间，在第三X轴方向运动系统驱动下，放散阀夹具400带动放散阀1000、放散管夹具300带动放散管900相向而行，放散阀和放散管分别与加热头18接触热熔；

6)热熔完成后，放散阀1000和放散管900沿X轴反向退出，放散阀加热头沿Y轴反向退出，放散阀和/或放散管相向而行，放散管热熔的端部插入放散阀热熔的内孔，两者熔合，焊接成功。

本发明PE燃气阀门放散管的热熔焊接设备便于自动控制，工人操作简单，焊接参数规范，焊接效率高、焊接质量好。

Claims (10)

1.一种PE燃气阀门放散管的热熔焊接设备，包括机架，其特征在于，包括阀门夹具、放散管夹具、两套X轴方向的运动系统，两套阀门放散管承孔铣削装置和两套热熔加热装置；阀门夹具安装在第一X轴方向的运动系统上，将阀门夹紧在机架的一端，阀杆轴线方向为X轴方向；放散管夹具安装在第二X轴方向的运动系统上，包括两组夹紧放散管的夹头，两组夹头沿Y轴方向布置在X轴的两侧；两套阀门放散管承孔铣削装置和两套热熔加热装置沿Y轴方向对称布置在X轴的两侧；阀门放散管承孔铣削装置包括第一Y轴方向的运动系统和铣削头，铣削头安装在第一Y轴方向运动系统上；热熔加热装置包括第二Y轴方向的运动系统和加热头，加热头安装在第二Y轴方向的运动系统上。

2.根据权利要求1所述的热熔焊接设备，其特征在于，对阀门放散管承孔铣削时，铣削头沿Y轴方向进入到阀门前方，阀门夹具带动阀门沿X轴方向进给，铣削头完成阀门放散管承孔加工后，阀门夹具带动阀门反向退出，铣削头沿Y轴反向退出；对阀门和放散管热熔时，加热头沿Y轴方向进入到阀门与放散管之间，阀门夹具带动阀门、放散管夹具带动放散管相向而行，阀门和放散管分别与加热头接触热熔；热熔完成后，阀门和放散管沿X轴反向退出，加热头沿Y轴反向退出；加热头退出后，阀门和/或放散管相向而行，放散管热熔的端部插入阀门热熔的承孔，两者熔合。

3.根据权利要求1所述的热熔焊接设备，其特征在于，所述的运动系统包括电机、导轨总成、丝杆螺母总成和托板，导轨总成的导轨固定在机架上，滑块固定在托板上；丝杆螺母总成的丝杆支承座固定在机架上，螺母与托板连接，丝杆由电机驱动；X轴方向运动系统的导轨和丝杆沿X轴方向布置，Y轴方向运动系统的导轨和丝杆沿Y轴方向布置。

4.根据权利要求1所述的热熔焊接设备，其特征在于，阀门夹具包括阀门定位板、固定板、压紧板、夹紧气缸、复数个水平导套和复数根水平导杆；固定板和U字形的定位板竖直地固定在第一X轴方向的运动系统的托板上，压紧板布置在定位板和固定板之间，夹紧气缸固定在固定板板上，夹紧气缸的活塞杆穿过固定板板上的通孔与压紧板连接；水平导套固定在固定板上，布置在所述的通孔四周，水平导杆穿过水平导套内孔，与水平导套滑动配合，水平导杆的端部与压紧板固接。

5.根据权利要求1所述的热熔焊接设备，其特征在于，放散管夹具每组夹头包括两个沿X轴方向分开布置的扣合式夹头，扣合式夹头固定在第二X轴方向的运动系统的托板上；铣削头包括指形铣刀和动力头，指形铣刀安装在动力头上，动力头安装在第一Y轴方向运动系统的托板上；指形铣刀的轴线平行于X轴方向，指形铣刀的刀头朝向阀门。

6.根据权利要求1所述的热熔焊接设备，其特征在于，热熔加热装置包括托架，加热头固定在托架上，托架安装在第二Y轴方向的运动系统的托板上；加热头的轴线平行于X轴方向，加热头的前端包括加热轴，后端包括加热孔；沿X轴方向，热熔加热装置布置在放散管夹具与阀门夹具之间，阀门放散管承孔铣削装置布置在热熔加热装置与阀门夹具之间。

7.根据权利要求2所述的热熔焊接设备，其特征在于，包括两套放散阀夹具、第三X轴方向的运动系统和两套放散阀热熔加热装置，放散阀夹具安装在第三X轴方向的运动系统上，包括两组夹紧放散阀的夹头，两组夹头沿Y轴方向布置在X轴的两侧；两套放散阀热熔加热装置沿Y轴方向对称布置在X轴的两侧，放散阀热熔加热装置包括第三Y轴方向的运动系统和放散阀加热头，放散阀加热头安装在第三Y轴方向的运动系统上；沿X轴方向，放散管夹具布置在放散阀夹具与阀门夹具之间，放散阀热熔加热装置的放散阀加热头布置在放散管夹具与放散阀夹具之间。

8.根据权利要求7所述的热熔焊接设备，其特征在于，放散阀夹具每组夹头包括两个沿X轴方向分开布置的扣合式夹头，扣合式夹头固定在第三X轴方向的运动系统的托板上；放散阀热熔加热装置包括第二托架，放散阀加热头固定在第二托架上，第二托架安装在第三Y轴方向的运动系统的托板上；放散阀加热头的轴线平行于X轴方向，加热头的后端包括加热轴，前端包括加热孔。

9.根据权利要求7所述的热熔焊接设备，其特征在于，放散管与阀门的承孔熔焊后，放散阀加热头沿Y轴方向进入到放散阀与放散管之间，放散阀夹具带动放散阀、放散管夹具带动放散管相向而行，放散阀和放散管分别与加热头接触热熔；热熔完成后，放散阀和放散管沿X轴反向退出，放散阀加热头沿Y轴反向退出，放散阀和/或放散管相向而行，放散管热熔的端部插入放散阀热熔的内孔，两者熔合。

10.根据权利要求3所述的热熔焊接设备，其特征在于，包括PLC控制器，所述的电机为步进电机，步进电机由PLC控制器控制。