CN104722975A - 一种犁刀轴组合件自动化焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种犁刀轴组合件自动化焊接装置，装置中方管输送线具备刀柄方管的排列输送能力，在顶出气缸及方管导向槽的保证下，自动将方管定位至犁刀轴表面；利用焊枪支撑架，固定三把焊枪，焊枪支承架可以调节焊枪的空间位置，并利用其相对移动带动焊枪实现方管两条直焊缝的焊接；头尾式圆柱零件装夹系统可以方便装夹多种直径，多种长度的犁刀轴，利用头尾式圆柱零件装夹系统旋转犁刀轴，可以实现方管上两条弧焊缝的焊接；利用整体移动平台可带动输送线、焊枪支承架整体移动，实现犁刀轴长度方向上所有方管的焊接，再配合犁刀轴的旋转，实现多个方管间的精确交错排列状态。该发明装置具备全自动化、快速、高效的特点。

Description

一种犁刀轴组合件自动化焊接装置

技术领域

本发明涉及一种焊接装置，具体是一种犁刀轴组合件自动化焊接装置。

背景技术

犁刀轴组合件是农机配件，在农机上用于安装犁刀。请参阅图1，为本发明所适用的犁刀组合件的基本结构图，犁刀轴组合件由一根犁刀轴16以及与犁刀轴16焊接在一起的一系列交错排列的用做刀柄座的方管14组成；由于犁刀轴16的长度可以在较长范围内变化，且方管14数量较多，焊接量较大；另外，方管14之间的交错角度和间距要求严格，不然无法保证犁地力的均匀性，且犁刀轴组合件的使用寿命与犁地力的均匀性息息相关。但因为方管14是交错排列的，主要焊接位置是方管14与犁刀轴16接触面的四条接触线，即两条直焊缝，两条圆弧焊缝。因此难以采用夹具来实现多个方管的预定位，即使采用现有的普通焊接机器人，也并不能提高焊接效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焊接质量好且效率高的犁刀轴组合件自动化焊接装置。

为实现上述目的，本发明具体解决了以下问题：

1.设计头尾式夹紧机构，可以适应各种直径，各种长度不同犁刀轴组合件的焊接。

2.设计方型管自动输送机构，实现方型管的输送及单次定位与夹紧。

3.设计焊接机械手夹持滑动系统，夹持三根焊枪，通过在圆柱棒长度方向的移动实现方型管的两条直焊缝的焊接，通过旋转圆柱，实现方型管的两条弧焊缝的焊接；通过圆柱旋转的精确控制，保证多个方管间的相对角度。

4.设计可直线移动式平台，用于承载送料装置，焊接夹持系统等，可以相对于圆柱在直线方向上的移动，保证这种交错排列方管的焊接。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种犁刀轴组合件自动化焊接装置，包括四部分：整体式移动平台，方管输送线及方管顶出定位装置，焊接装置，头尾式圆柱零件装夹系统；所述整体式移动平台用于整体平移方管输送线及方管顶出定位装置和焊接装置；所述方管输送线及方管顶出定位装置包括输送系统架，用于输送方管的方管输送线，用于顶出方管的顶出气缸，以及用于为顶出的方管导向的方管导向槽；所述顶出气缸和方管导向槽垂直设置在方管输送线的两侧；所述焊接装置包括焊枪支撑架和焊枪，所述焊枪支撑架通过焊枪支撑架水平方向驱动电机在焊枪支撑架水平滑动导轨上水平滑动；所述焊枪支撑架水平滑动导轨安装在输送系统架上；所述焊枪安装在焊枪上下调节滑板座上，焊枪上下调节滑板座通过滑板座上下驱动电机在滑板座上下导轨上上下滑动，所述滑板座上下导轨安装在焊枪支撑架上；所述头尾式圆柱零件装夹系统包括用于加紧犁刀轴的头部座三爪卡盘和尾座顶尖，以及驱动头部座三爪卡盘转动的旋转电机。

作为本发明进一步的方案：所述整体式移动平台包括基板，以及安装在基板上的移动平台滑动导轨、限位块和齿条，且限位块位于齿条两端，齿条与移动平台滑动导轨平行布置；还包括安装移动平台滑动导轨上的移动拖板，以及驱动移动拖板在移动平台滑动导轨上移动的移动平台伺服电机，安装在移动平台伺服电机输出转轴上的齿轮与齿条啮合。

作为本发明进一步的方案：所述输送系统架安装在移动拖板上。

作为本发明进一步的方案：所述头部座三爪卡盘的卡爪，以及尾座顶尖均设计成滑动调节的安装形式。

作为本发明进一步的方案：所述焊枪包括三把，分别为第一焊枪、第二焊枪和第三焊枪。

本发明的工作原理是：该装置中方管输送线具备刀柄方管的排列输送能力，在顶出气缸及方管导向槽的保证下，自动将方管定位至犁刀轴表面；利用焊枪支撑架，固定三把焊枪，焊枪支承架可以调节焊枪的空间位置，并利用其相对移动带动焊枪实现方管两条直焊缝的焊接；头尾式圆柱零件装夹系统可以方便装夹多种直径，多种长度的犁刀轴，利用头尾式圆柱零件装夹系统旋转犁刀轴，可以实现方管上两条弧焊缝的焊接；利用整体移动平台可带动输送线、焊枪支承架整体移动，实现犁刀轴长度方向上所有方管的焊接，再配合犁刀轴的旋转，实现多个方管间的精确交错排列状态。

整体式移动平台可带动输送线、焊枪支承架整体移动，实现犁刀轴长度方向上所有方管的焊接；配合相应的控制系统，该发明装置具备全自动化、快速、高效的特点。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

第一、可以实现方管的自动顶出上料，采用平移与旋转运动，实现方管的焊接，焊接动作简单。

第二、采用精确的伺服电机控制圆柱棒的旋转和移动平台的移动，保证了方管间的间距及方管间的交叉角，保证了犁刀轴组合件的优良性能。

第三、采用三把焊枪，并利用焊枪支撑架的移动实现两条直线缝，两条圆弧缝的焊接工作。

第四、焊枪支撑架可以自由调节焊枪位置，适应不同直径犁刀轴组合件自动化焊接。

第五、方管输送及焊接支撑架可以在移动平台上整体移动，适应不同位置处方管的焊接。

第六、尾座可移动，适应不同长度犁刀轴组合件的自动化焊接。

附图说明

图1是本发明所适用的犁刀组合件示意图。

图2是本发明的总体立体结构图。

图3是本发明的总体平面布局图。

图4是本发明中方管被顶出及焊枪位置图。

图5是本发明中焊枪支撑架的工作示意图。

图中：1.移动平台滑动导轨，2.基板，3.移动拖板，4.限位块，5.齿条，6.齿轮，7.移动平台伺服电机，8.输送系统架，9.顶出气缸，10.焊枪支撑架水平滑动导轨，11.焊枪支撑架，12.尾座顶尖，13.焊枪，14.方管，15.方管输送线，16.犁刀轴，17.头部座三爪卡盘，18.旋转电机，19.方管导向槽，20.焊枪上下调节滑架，21.焊枪上下调节滑板座，22.滑板座上下驱动电机，23.焊枪支撑架水平方向驱动电机，24.滑板座上下导轨。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图2-5，一种犁刀轴组合件自动化焊接装置，包括四部分：整体式移动平台，方管输送线及方管顶出定位装置，焊接装置，头尾式圆柱零件装夹系统。

本发明中，所述整体式移动平台用于整体平移方管输送线及方管顶出定位装置和焊接装置，以带动方管定位位置和焊枪位置的变化，实现犁刀轴上不同间距方管的焊接。所述整体式移动平台包括基板2，以及安装在基板2上的移动平台滑动导轨1、限位块4和齿条5，且限位块4位于齿条5两端，齿条5与移动平台滑动导轨1平行布置；还包括安装移动平台滑动导轨1上的移动拖板3，以及驱动移动拖板3在移动平台滑动导轨1上移动的移动平台伺服电机7，安装在移动平台伺服电机7输出转轴上的齿轮6与齿条5啮合。

本发明中，所述方管输送线及方管顶出定位装置包括输送系统架8，用于输送方管14的方管输送线15，用于顶出方管14的顶出气缸9，以及用于为顶出的方管14导向的方管导向槽19；所述顶出气缸9和方管导向槽19垂直设置在方管输送线15的两侧；所述输送系统架8安装在移动拖板3上。

本发明中，所述焊接装置包括焊枪支撑架11和焊枪13，所述焊枪支撑架11通过焊枪支撑架水平方向驱动电机23在焊枪支撑架水平滑动导轨10上水平滑动；所述焊枪支撑架水平滑动导轨10安装在输送系统架8上；所述焊枪13安装在焊枪上下调节滑板座21上，焊枪上下调节滑板座21通过滑板座上下驱动电机22在滑板座上下导轨24上上下滑动，所述滑板座上下导轨24安装在焊枪支撑架11上；所述焊枪13包括三把，分别为第一焊枪13a、第二焊枪13b和第三焊枪13c。本发明利用滑板、导轨实现多个方向焊接位置的调节，焊枪支撑架11可整体实现平移运动，在方管被定位夹紧后，这种平移运动实现方管的直线焊缝的焊接；当直焊缝焊接完成后，通过旋转犁刀轴，可以实现方管上两条圆弧焊缝的焊接工作。

本发明中，所述头尾式圆柱零件装夹系统包括用于加紧犁刀轴16的头部座三爪卡盘17和尾座顶尖12，以及驱动头部座三爪卡盘17转动的旋转电机18。犁刀轴16的旋转配合焊枪13的直线移动，可以满足不同方管间需要一定夹角的要求。另外，所述头部座三爪卡盘17的卡爪，以及尾座顶尖12均设计成滑动调节的安装形式，因此可以适应不同直径，不同长度犁刀轴组合件的焊接。

本发明整个焊接的过程是：方管输送线15上排列有若干方管，在其滚筒的驱动下向末端移动，位于末端的方管14在顶出气缸9的推动下，沿着方管导向槽19移动至犁刀轴16表面，如图4所示的状态，此时焊枪支撑架水平方向驱动电机23驱动焊枪支撑架11带动焊枪13水平移动，同时第一焊枪13a和第二焊枪13b启动焊接，实现方管14两条水平焊缝的焊接；接着，犁刀轴的旋转电机18工作，由头部座三爪卡盘17带动犁刀轴16旋转，同时启动第二焊枪13b和第三焊枪13c，实现两条圆弧焊缝的焊接；至此一个方管的焊接工作完成；然后，移动平台伺服电机7带动输送系统架8及焊枪支撑架11水平方向整体移动一定距离，同时犁刀轴16在旋转电机18的驱动下旋转一定角度，重复前述第一个方管的焊接动作，完成第二个方管的焊接，如此往复，可以完成所有方管的焊接。另外，图5显示了焊枪支撑架11上具备调节焊枪13上、下、左、右位置的能力，可以适应不同直径犁刀轴16的焊接，将尾座顶尖12设计成滑动调节的安装形式，因此可以适应不同长度犁刀轴16；本发明通过配合相应的控制系统，设定好参数后，可以满足各种直径，各种长度犁刀轴组合件的自动化焊接。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种犁刀轴组合件自动化焊接装置，其特征在于，包括四部分：整体式移动平台，方管输送线及方管顶出定位装置，焊接装置，头尾式圆柱零件装夹系统；所述整体式移动平台用于整体平移方管输送线及方管顶出定位装置和焊接装置；所述方管输送线及方管顶出定位装置包括输送系统架(8)，用于输送方管(14)的方管输送线(15)，用于顶出方管(14)的顶出气缸(9)，以及用于为顶出的方管(14)导向的方管导向槽(19)；所述顶出气缸(9)和方管导向槽(19)垂直设置在方管输送线(15)的两侧；所述焊接装置包括焊枪支撑架(11)和焊枪(13)，所述焊枪支撑架(11)通过焊枪支撑架水平方向驱动电机(23)在焊枪支撑架水平滑动导轨(10)上水平滑动；所述焊枪支撑架水平滑动导轨(10)安装在输送系统架(8)上；所述焊枪(13)安装在焊枪上下调节滑板座(21)上，焊枪上下调节滑板座(21)通过滑板座上下驱动电机(22)在滑板座上下导轨(24)上上下滑动，所述滑板座上下导轨(24)安装在焊枪支撑架(11)上；所述头尾式圆柱零件装夹系统包括用于加紧犁刀轴(16)的头部座三爪卡盘(17)和尾座顶尖(12)，以及驱动头部座三爪卡盘(17)转动的旋转电机(18)。

2.根据权利要求1所述的犁刀轴组合件自动化焊接装置，其特征在于，所述整体式移动平台包括基板(2)，以及安装在基板(2)上的移动平台滑动导轨(1)、限位块(4)和齿条(5)，且限位块(4)位于齿条(5)两端，齿条(5)与移动平台滑动导轨(1)平行布置；还包括安装移动平台滑动导轨(1)上的移动拖板(3)，以及驱动移动拖板(3)在移动平台滑动导轨(1)上移动的移动平台伺服电机(7)，安装在移动平台伺服电机(7)输出转轴上的齿轮(6)与齿条(5)啮合。

3.根据权利要求2所述的犁刀轴组合件自动化焊接装置，其特征在于，所述输送系统架(8)安装在移动拖板(3)上。

4.根据权利要求1-3之一所述的犁刀轴组合件自动化焊接装置，其特征在于，所述头部座三爪卡盘(17)的卡爪，以及尾座顶尖(12)均设计成滑动调节的安装形式。

5.根据权利要求4所述的犁刀轴组合件自动化焊接装置，其特征在于，所述焊枪(13)包括三把，分别为第一焊枪(13a)、第二焊枪(13b)和第三焊枪(13c)。