CN105458455A - 一种自动堆焊机 - Google Patents

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魏国庆
孟国辉
刘希未
刘宏志
申东波
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Abstract

本发明公开了一种自动堆焊机，具体是一种干熄焦装入装置料钟自动堆焊机，属于机械加工技术领域。本发明包括电气控制系统、机架、与基座铰接的变位工作台、固定在变位工作台上的回转电机、定位夹紧机构、固定连接在机架底部一侧的焊臂支架；焊臂支架由两根立柱和位于两根立柱顶端之间固定连接的导轨组成，焊臂与安装在焊臂支架导轨上的滑座固定连接，滑座由水平移动电机驱动沿导轨运动，与焊机相连接的焊枪固定于焊臂的另一端，所述变位工作台由翻转电机驱动翻转。本发明实现了堆焊过程的自动化，提高了劳动效率，降低了劳动强度，用堆焊焊丝取代堆焊焊条，降低了每台料钟的堆焊成本。

Description

一种自动堆焊机
技术领域
本发明涉及一种自动堆焊机，具体是一种干熄焦装入装置料钟自动堆焊机，属于机械加工技术领域。
背景技术
随着焦化行业干熄焦系统技术的不断成熟，环保要求的不断提高，干熄焦取代水熄焦已是必然趋势。料钟作为干熄焦装入装置中的重要部件，在熄焦过程中受到焦炭的冲击表面会发生磨损。为了减少料钟因磨损而更换的频率，常常在料钟表面堆焊几层高硬度的耐磨材料。
传统的堆焊方法是操作工人通过手工电弧焊，把耐磨材料堆焊在料钟表面。由于是手工操作费时费力，成本昂贵，完成一件料钟的堆焊工作往往需要4～5天的时间，而且由于长时间的焊接，弧光、有害气体等会对操作者造成伤害。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种能够实现人机分离、全自动焊接的自动堆焊机。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种自动堆焊机包括电气控制系统、机架、与基座铰接的变位工作台、固定在变位工作台上的回转电机、定位夹紧机构、固定连接在机架底部一侧的焊臂支架；焊臂支架由两根立柱和一根跨接的导轨横梁组成，焊臂与安装在焊臂支架导轨上的滑座固定连接，滑座由水平移动电机驱动沿导轨运动，与焊机相连接的焊枪固定于焊臂的另一端，所述变位工作台由翻转电机驱动翻转。
进一步的，所述机架由三块围板组成三面封闭一面开口的框架结构并固定在底座上，一对基座分别固定在非开口两侧的围板上。
进一步的，所述定位夹紧机构包括与回转电机输出轴通过键连接的支撑套，支撑套由上下一体的空心轴和托台组成，支撑套的空心轴上端有与锁紧螺母配合的螺纹，开口垫片、锥形定位套依次套装在支撑套的空心轴上，使用时锁紧螺母与螺纹配合锁紧，锥形定位套位于支撑套的托台上，开口垫片锥形定位套和锁紧螺母之间。
进一步的，所述电气控制系统采用PLC控制系统，翻转电机、回转电机、水平移动电机采用伺服电机，伺服电机与电气控制柜相连。
进一步的，所述电气控制柜设有可显示、设定工作台转速、焊臂移动速度及距离参数的触摸式人机交互界面。
进一步的，所述焊枪带有由伺服电机驱动的上下微调机构。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明采用PLC电气控制系统，一键启动可以完成整个焊接过程，提高了劳动效率，降低了劳动强度，一台料钟的堆焊时间由4～5天下降到了1.5天，生产效率提高约3倍。
采用本发明后可以用堆焊焊丝取代堆焊焊条，可以降低每台料钟的堆焊成本。
本发明自动化程度高可以实现人机分离，避免了焊接过程中弧光、有害气体等对人身体造成的伤害。
本发明通过PLC控制伺服电机驱动工件旋转、工件翻转、焊臂移动，控制更加精确，焊接质量得到提高。
附图说明
图1是本发明主视示意图；
图2是本发明左视示意图；
图3是本发明在堆焊斜边时的示意图；
图4是本发明在堆焊直边时的示意图；
其中，1是机架、2是焊臂支架、3是焊臂、4是焊枪、5是基座、6是回转电机、7是锥形定位套、8是开口垫片、9是锁紧螺母、10是变位工作台、11是焊机、12是工件、13是支撑套、14是滑座。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
图1、图2为本发明的结构示意图。本发明包括电气控制系统、定位夹紧机构、机架1、焊机11、与固定于机架1上的基座5铰接的变位工作台10、与机架1底座固定连接的焊臂支架2。将3块钢板焊接成三面封闭一面开口的框架结构并焊接在底座上制成机架1，将基座5安装固定在机架1非开口的两侧面的钢板上。焊臂支架2由两根立柱和一根导轨组成，导轨焊接在两根立柱的顶端之间。将滑座14安装在导轨上，将焊臂支架2焊接在机架1底座的侧面上，将变位工作台10安装在机架1上的基座5上，变位工作台10与基座5铰接，可以绕轴转动以实现翻转运动。将滑座14安装在导轨上并把焊臂3固定到滑座14上，将带上下微调机构的焊枪4安装在焊臂3上，选用带上下微调机构的焊枪4可以保证在焊接前调整焊枪4与工件12的距离时更加精确，驱动焊臂3在导轨上运动的水平移动电机和上下微调机构驱动电机优选为伺服电机以实现精确控制。
将回转电机6固定到变位工作台10上，将支撑套13通过键与回转电机6的输出轴相连，再将配套使用的锥形定位套7、开口垫片8、锁紧螺母9按如图1所示的位置安装到位，组成定位夹紧机构，以便在工作时使用。本发明选用锥形定位套7可以使定位更加迅速准确，锥形定位套7可以更换以适用不同规格的工件，回转电机6优选为伺服电机以实现精确控制。
本发明的工作台设置为变位工作台10，并将回转电机6外置在变位工作台10上，简化了变位工作台10的结构。变位工作台10在翻转电机驱动下可以实现翻转运动。这样可以满足不同工件表面的焊接需求，尤其适用于外表面为圆锥面的工件的焊接，具体焊接示意图参见图3、图4。图3表示了本发明在堆焊斜边时的工作状态，图4表示了本发明在堆焊直边时的工作状态。翻转电机优选为伺服电机以实现精确控制。
本实施例采用PLC控制系统，并将电气控制柜设置为可显示、设定工作台转速、焊臂移动速度及距离等参数的带有触摸式人机交互界面的工控机。将翻转电机、回转电机6、水平移动电机、上下微调机构驱动电机与工控机相连，组成电气控制系统。为了使用更加方便可以把制定出的适合工件堆焊的焊接参数预先设置在PLC程序中，以保证堆焊层的硬度、性能等指标符合工艺要求，在实际使用中只需将工件的实际尺寸输入程序中即可，操作方便，工作稳定、可靠。
使用时，将所需焊接的料钟工件12放置在支撑套13上，使用定位夹紧机构锁紧。使变位工作台10转至如图3所示的焊斜边的状态，调节焊枪距离工件3mm处，启动自动堆焊机的联动按钮，回转电机6带动工件做回转运动，焊臂3带动焊枪4按设定的速度沿导轨移动。当斜边焊接完成后，自动堆焊机转为如图4所示的焊直边的状态，堆焊完成后，焊枪自动脱离工件。本发明通过电气控制系统的精确控制，可以将耐磨材料均匀地堆焊在料钟表面，堆焊质量和效率均得到提高。

Claims (6)

1.一种自动堆焊机，其特征在于：包括电气控制系统、定位夹紧机构、机架（1）、与基座（5）铰接的变位工作台（10）、固定在变位工作台（10）上的回转电机（6）、固定连接在机架（1）底部一侧的焊臂支架（2）；焊臂支架（2）由两根立柱和位于两根立柱顶端之间固定连接的导轨组成，焊臂（3）与安装在焊臂支架（2）导轨上的滑座（14）固定连接，滑座（14）由水平移动电机驱动沿导轨运动，与焊机（11）相连接的焊枪（4）固定于焊臂（3）的另一端，所述变位工作台（10）由翻转电机驱动翻转。
2.根据权利要求1所述的一种自动堆焊机，其特征在于：所述机架（1）由三块围板组成三面封闭一面开口的框架结构并固定在底座上，一对基座（5）分别固定在非开口两侧的围板上。
3.根据权利要求1所述的一种自动堆焊机，其特征在于：所述定位夹紧机构包括与回转电机（6）输出轴通过键连接的支撑套（13），支撑套（13）由上下一体的空心轴和托台组成，支撑套（13）的空心轴上端有与锁紧螺母（9）配合的螺纹，开口垫片（8）、锥形定位套（7）依次套装在支撑套（13）的空心轴上，使用时锁紧螺母（9）与螺纹配合锁紧，锥形定位套（7）位于支撑套（13）的托台上，开口垫片（8）锥形定位套（7）和锁紧螺母（9）之间。
4.根据权利要求1所述的一种自动堆焊机，其特征在于：所述电气控制系统采用PLC控制系统，翻转电机、回转电机（6）、水平移动电机采用伺服电机，伺服电机与电气控制柜相连。
5.根据权利要求4所述的一种自动堆焊机，其特征在于：所述电气控制柜设有可显示、设定工作台转速、焊臂移动速度及距离参数的触摸式人机交互界面。
6.根据权利要求1所述的一种自动堆焊机，其特征在于：所述焊枪（4）带有由伺服电机驱动的上下微调机构。
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