CN106112293A - 一种锯片基体与合金刀头的焊接装置及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锯片基体与合金刀头的焊接装置，它包括右往左顺次设置的振动筛盘（7）、输送轨道（8）、工作台（9）、焊枪（10）和锯片基体安装架（11），方槽内设置有旋转装置（12）以及位于旋转装置（12）下方的水平气缸（13），水平气缸（13）的活塞杆上设置有转运块（14），工作台（9）上且从右往左顺次设置有焊膏添加机构A（21）、焊片上料机构（22）和焊膏添加机构B（23）。本发明的有益效果是：焊接工艺连续、提高焊接精度、提高焊接效率、减轻工人劳动强度、提高锯片生产效率。

Description

一种锯片基体与合金刀头的焊接装置及其焊接方法

技术领域

本发明涉及锯片基体上齿和合金刀头焊接的技术领域，特别是一种锯片基体与合金刀头的焊接装置及其焊接方法。

背景技术

合金锯片用于切割钢材、木材、塑料等。锯片大致呈圆形的薄片，一般由高速钢板制成，其外边缘为连续的齿，中部上且位于锯片端面上开设有中心孔，根据锯片尺寸的大小，还可考虑是否在锯片端面开设热膨胀槽或镶铜钉，一般较大规格的锯片的端面上镶嵌有四个均匀分布的铜钉。

锯片基体是经一系列的机加工工序处理得到的半成品，也是生产成品锯片的不可或缺的关键部分，如图1所示为锯片基体的结构示意图，锯片基体的边缘上均与开设有数个齿1。如图2所示，传统的锯片的生产工艺为：先在锯片基体齿的端面上开设齿座2，再取用一个合金刀头6并摆正合金刀头的位置，在合金刀头6的上表面涂覆第一层焊膏3，随后在第一层焊膏3上覆盖一小片焊片4，然后在焊片4的上方涂覆第二层焊膏5，涂覆后将第二层焊膏5与齿座2相配合，最后利用加热棒对齿1和焊片4的两侧进行加热，经一段时间后，合金刀头6即可焊接在齿上。焊接后如图3所示，随后将喷砂、加工应力圈、粗精调、精磨工序等处理，最终得到成品合金锯片。这种焊接方式均采用手工焊接，每个锯片上通常分布有30个以上的齿，要将每个合金刀头精确的焊接在齿正确位置，不仅生产效率低，而且增大了工人的劳动强度，增大了生产成本。此外，合金刀头是前刀角、后刀角和侧角的，若人为误操作将前刀角焊接在后刀角应该焊接区域，则无疑使整个锯片报废，影响焊接质量，废品率高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种焊接工艺连续、提高焊接精度、提高焊接效率、减轻工人劳动强度、提高锯片生产效率的锯片基体与合金刀头的焊接装置及其焊接方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种锯片基体与合金刀头的焊接装置及其焊接，它包括右往左顺次设置的振动筛盘、输送轨道、工作台、焊枪和锯片基体安装架，所述的工作台的顶部设置有方槽，方槽内设置有旋转装置以及位于旋转装置下方的水平气缸，水平气缸的活塞杆上设置有转运块，转运块的左端部且位于其下方设置有容纳槽，旋转装置的顶部设置有输出轴，输出轴上安装有位于工作台上方的转盘，转盘的外边缘开设有凹槽，转盘的顶部设置有矩形盒，矩形盒的一短边上设置有位于凹槽内的夹头I，矩形盒的一长边上设置有气缸I，气缸I的活塞杆与夹头I连接，所述的工作台上从右往左顺次设置有焊膏添加机构A、焊片上料机构和焊膏添加机构B，焊膏添加机构A和焊膏添加机构B的结构相同，焊膏添加机构A由举升气缸、焊膏筒和安装板组成，举升气缸的活塞杆上连接有安装板，焊膏筒固定于安装板上，焊膏筒的底部设置有出口管，焊膏筒侧壁上设置有进气口，焊片上料机构由立板、剪切气缸和切刀组成，剪切气缸垂向固定于立板上，剪切气缸的活塞杆上固定安装有切刀，立板上开设有用于输送带状焊料的通槽；

所述的输送轨道的前端面上开设有通道，通道一端与夹头I和凹槽形成的区域连通，通道的另一端与振动筛盘的输出口连接，输送轨道的后侧设置有固定座，固定座上设置有连通通道的气嘴，气嘴位于振动筛盘的上方，固定座上设置有成像扫描仪；

所述的锯片基体安装架由横梁和步进电机组成，步进电机固定安装于横梁上，步进电机的输出端安装有待焊接合金刀头的锯片基体；所述的焊枪的工作端位于转运块的上方，焊枪的工作端设置有容纳齿的型槽，所述的锯片基体的齿贯穿型槽设置。

所述的振动筛盘的输出口与通道的一端连接有橡胶管。

它还包括PLC控制器，所述的PLC控制器与成像扫描仪、气嘴、举升气缸、气缸I、剪切气缸、步进电机、旋转装置连接。

所述的旋转装置为步进电机。

所述的工作台内设置有型腔，所述的举升气缸固定安装于型腔内。

所述的矩形盒的另一长边上设置有气缸II，矩形盒的端边上设置有夹头II，气缸II的活塞杆与夹头II连接。

所述的焊接装置焊接锯片基体与合金刀头的方法，它包括以下步骤：

S1、将合金刀头堆放于振动筛盘，随着振动筛盘的持续振动，合金刀头沿着振动筛盘内的螺旋轨道经振动筛盘的输出口、橡胶管进入通道内；

S2、合金刀头的检测，当合金刀头在相互挤压力的作用下沿通道运到到成像扫描仪下方时，成像扫描仪将图像信号转换为数字信号并传递给PLC控制器，PLC控制器分析进入的合金刀头是否按照正确的摆放位置输送，若摆放位置不正确则PLC控制器在1~2ms的时间内控制气嘴吹出气体，在气压的作用下不合格合金刀头吹入振动筛盘内；若摆放位置正确，则合金刀头继续沿通道向左移动，实现了合金刀头的检测；

S3、合金刀头的夹持，当位于通道最左侧的合金刀头进入夹头I与凹槽所形成的区域后，气缸I活塞杆伸出，夹头I将合金刀头夹住；

S4、第一层焊膏涂覆工位，经旋转装置带动转盘上被夹持的合金刀头运动到焊膏添加机构A处，控制举升气缸活塞杆缩回，出口管出口与合金刀头的上表面接触，此时向进气口通入气体，焊膏添加机构A的焊膏筒内的焊膏经出口管滴在合金刀头的上表面，实现了第一层焊膏的涂覆工位；

S5、焊片的上料工位，步骤S4结束后，控制焊膏添加机构A的举升气缸缩回，随后经旋转装置带动转盘上涂覆有第一层焊膏的合金刀头运动到焊片上料机构处，此时经通槽送入带状焊料使带状焊料的首端刚好贴在第一层焊膏上，随后控制剪切气缸的活塞杆伸出，切刀向下运动将带状焊料的首端切断，切断后的焊片贴合在第一层焊膏上，实现了焊片的上料工位；

S6、第二层焊膏的涂覆工位，步骤S5结束后，控制剪切气缸活塞杆缩回，随后经旋转装置带动转盘上带有焊片的合金刀头运动到焊膏添加机构B处，此时控制举升气缸活塞杆缩回，出口管出口与焊片的上表面接触，此时向进气口通入气体，焊膏添加机构B的焊膏筒内的焊膏经出口管滴在焊片上表面，实现了第二层焊膏的涂覆工位；

S7、齿与合金刀头的焊接工位，步骤S6结束后，控制控制焊膏添加机构B的举升气缸缩回，随后经旋转装置带动转盘上涂覆有第二层焊膏运到到转运块的上方，此时控制气缸I的活塞杆缩回，该合金刀头落在转运块；控制水平气缸活塞杆伸出，转运块将该合金刀头移动到型槽内且第二层焊膏刚好与齿座配合，控制焊枪的工作端产生400~500℃的高度，经3~5s后，在高温环境下焊片焊接在齿座上，实现了齿与合金刀头的焊接工位；

S8、在步骤S7的焊接过程中，夹头II开始夹持下一个合金刀头，夹持后水平气缸缩回，步进电机顺时针做旋转运动，使第三个齿运动到焊接区，重复步骤S4~S7 即可完成第三个齿的焊接，如此循环操作即可实现在所有齿上焊接合金刀头。

本发明具有以下优点：本发明焊接工艺连续、提高焊接精度、提高焊接效率、减轻工人劳动强度、提高锯片生产效率。

附图说明

图1 为锯片基体的结构示意图；

图2 为传统焊接合金刀头和锯片基体上齿的工艺图；

图3 为焊接后的结构示意图；

图4 为本发明的结构示意图；

图5 为本发明的俯视图；

图6 为图4的I部局部放大视图；

图7 为图4的II部局部放大视图；

图8为焊片上料机构的主视图；

图9为焊片上料机构的右视图；

图10为焊枪的结构示意图；

图11为焊枪的俯视图；

图12为本发明焊接合金刀头的主视图；

图13 为本发明焊接合金刀头的俯视图；

图14为转运块的结构示意图；

图中，1-齿，2-齿座，3-第一层焊膏，4-焊片，5-第二层焊膏，6-合金刀头，7-振动筛盘，8-输送轨道，9-工作台，10-焊枪，11-锯片基体安装架，12-旋转装置，13-水平气缸，14-转运块，15-容纳槽，16-转盘，17-凹槽，18-矩形盒，19-夹头I，20-气缸I，21-焊膏添加机构A，22-焊片上料机构，23-焊膏添加机构B，24-举升气缸，25-焊膏筒，26-安装板，27-出口管，28-立板，29-剪切气缸，30-切刀，31-通槽，32-通道，33-固定座，34-气嘴，35-横梁，36-步进电机，37-锯片基体，38-型槽，39-成像扫描仪，40-气缸II，41-夹头II，42-橡胶管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图4~9、图14所示，一种锯片基体与合金刀头的焊接装置及其焊接方法，它包括右往左顺次设置的振动筛盘7、输送轨道8、工作台9、焊枪10和锯片基体安装架11，所述的工作台9的顶部设置有方槽，方槽内设置有旋转装置12以及位于旋转装置12下方的水平气缸13，水平气缸13的活塞杆上设置有转运块14，转运块14的左端部且位于其下方设置有容纳槽15，容纳槽15能够容纳待焊接齿1以下的齿，旋转装置12为步进电机，旋转装置12的顶部设置有输出轴，输出轴上安装有位于工作台9上方的转盘16，转盘16的外边缘开设有凹槽17，转盘16的顶部设置有矩形盒18，矩形盒18的一短边上设置有位于凹槽17内的夹头I19，矩形盒18的一长边上设置有气缸I20，气缸I20的活塞杆与夹头I19连接。

如图4~9、图14所示，所述的工作台9上从右往左顺次设置有焊膏添加机构A21、焊片上料机构22和焊膏添加机构B23，焊膏添加机构A21和焊膏添加机构B23的结构相同，焊膏添加机构A21由举升气缸24、焊膏筒25和安装板26组成，工作台9内设置有型腔，举升气缸24固定安装于型腔内，举升气缸24的活塞杆上连接有安装板26，焊膏筒25固定于安装板26上，焊膏筒25的底部设置有出口管27，焊膏筒25侧壁上设置有进气口，焊片上料机构22由立板28、剪切气缸29和切刀30组成，剪切气缸29垂向固定于立板28上，剪切气缸29的活塞杆上固定安装有切刀30，立板28上开设有用于输送带状焊料的通槽31。

所述的输送轨道8的前端面上开设有通道32，通道32一端与夹头I19和凹槽17形成的区域连通，通道32的另一端与振动筛盘7的输出口连接，所述的振动筛盘7的输出口与通道32的一端连接有橡胶管42，输送轨道8的后侧设置有固定座33，固定座33上设置有连通通道32的气嘴34，气嘴34位于振动筛盘7的上方，固定座33上设置有成像扫描仪39，通过成像扫描仪39能够检测合金刀头的摆放位置是否正确，若正确则进入通道32内；若不合格则被气嘴34吹落。

如图4和图5所示，锯片基体安装架11由横梁35和步进电机36组成，步进电机36固定安装于横梁35上，步进电机36的输出端安装有待焊接合金刀头的锯片基体37；所述的焊枪10的工作端位于转运块14的上方，焊枪10的工作端设置有容纳齿的型槽38，所述的锯片基体37的齿贯穿型槽38设置。所述的矩形盒18的另一长边上设置有气缸II40，矩形盒18的端边上设置有夹头II41，气缸II40的活塞杆与夹头II41连接。

它还包括PLC控制器，所述的PLC控制器与成像扫描仪39、气嘴34、举升气缸24、气缸I20、剪切气缸29、步进电机36、旋转装置12连接，通过PLC控制器能够两个举升气缸24、气缸I20、气缸II40、剪切气缸29活塞杆的快速伸出或缩回；PLC控制器还能控制步进电机36带动锯片基体37旋转一定角度，同时控制旋转装置12带动转盘16旋转一定角度。

如图4~9所示，所述的焊接装置焊接锯片基体与合金刀头的方法，它包括以下步骤：

S1、将合金刀头堆放于振动筛盘7，随着振动筛盘7的持续振动，合金刀头沿着振动筛盘7内的螺旋轨道经振动筛盘7的输出口、橡胶管42进入通道32内；

S2、合金刀头的检测，当合金刀头在相互挤压力的作用下沿通道32运到到成像扫描仪39下方时，成像扫描仪39将图像信号转换为数字信号并传递给PLC控制器，PLC控制器分析进入的合金刀头是否按照正确的摆放位置输送，若摆放位置不正确则PLC控制器在1~2ms的时间内控制气嘴34吹出气体，在气压的作用下不合格合金刀头吹入振动筛盘7内；若摆放位置正确，则合金刀头继续沿通道32向左移动，实现了合金刀头的检测，保证了合金刀头能够精确的焊接在齿座2的正确位置；

S3、合金刀头的夹持，当位于通道32最左侧的合金刀头进入夹头I19与凹槽17所形成的区域后，气缸I20活塞杆伸出，夹头I19将合金刀头夹住；

S4、第一层焊膏涂覆工位，经旋转装置12带动转盘16上被夹持的合金刀头运动到焊膏添加机构A21处，控制举升气缸24活塞杆缩回，出口管27出口与合金刀头6的上表面接触，此时向进气口通入气体，焊膏添加机构A21的焊膏筒25内的焊膏经出口管27滴在合金刀头6的上表面，实现了第一层焊膏3的涂覆工位；

S5、焊片的上料工位，步骤S4结束后，控制焊膏添加机构A21的举升气缸24缩回，随后经旋转装置12带动转盘16上涂覆有第一层焊膏的合金刀头运动到焊片上料机构22处，此时经通槽31送入带状焊料使带状焊料的首端刚好贴在第一层焊膏3上，随后控制剪切气缸29的活塞杆伸出，切刀30向下运动将带状焊料的首端切断，切断后的焊片4贴合在第一层焊膏3上，实现了焊片4的上料工位；

S6、第二层焊膏的涂覆工位，步骤S5结束后，控制剪切气缸29活塞杆缩回，随后经旋转装置12带动转盘16上带有焊片4的合金刀头运动到焊膏添加机构B23处，此时控制举升气缸24活塞杆缩回，出口管27出口与焊片4的上表面接触，此时向进气口通入气体，焊膏添加机构B23的焊膏筒25内的焊膏经出口管27滴在焊片4上表面，实现了第二层焊膏5的涂覆工位；

S7、如图12和图13所示，齿与合金刀头的焊接工位，步骤S6结束后，控制控制焊膏添加机构B23的举升气缸24缩回，随后经旋转装置12带动转盘16上涂覆有第二层焊膏5运到到转运块14的上方，此时控制气缸I20的活塞杆缩回，该合金刀头落在转运块14；控制水平气缸13活塞杆伸出，转运块14将该合金刀头移动到型槽38内且第二层焊膏5刚好与齿座2配合，控制焊枪10的工作端产生400~500℃的高度，经3~5s后，在高温环境下焊片4焊接在齿座2上，实现了齿与合金刀头的焊接工位，因此该装置能够在6min中内将40~60个齿一次性焊接完毕，极大的提高了焊接效率，提高了锯片的生产效率，无需人工焊接，减轻了人工强度，降低了生产成本；

S8、在步骤S7的焊接过程中，夹头II41开始夹持下一个合金刀头，夹持后水平气缸13缩回，步进电机36顺时针做旋转运动，使第三个齿运动到焊接区，重复步骤S4~S7 即可完成第三个齿的焊接，如此循环操作即可实现在所有齿上焊接合金刀头6，每隔一个齿焊接开始焊接，避免了齿与齿之间热量散发不出去，出现锯片晶向组织变化的现象，影响产品质量。

Claims (7)

1.一种锯片基体与合金刀头的焊接装置，其特征在于：它包括右往左顺次设置的振动筛盘（7）、输送轨道（8）、工作台（9）、焊枪（10）和锯片基体安装架（11），所述的工作台（9）的顶部设置有方槽，方槽内设置有旋转装置（12）以及位于旋转装置（12）下方的水平气缸（13），水平气缸（13）的活塞杆上设置有转运块（14），转运块（14）的左端部且位于其下方设置有容纳槽（15），旋转装置（12）的顶部设置有输出轴，输出轴上安装有位于工作台（9）上方的转盘（16），转盘（16）的外边缘开设有凹槽（17），转盘（16）的顶部设置有矩形盒（18），矩形盒（18）的一短边上设置有位于凹槽（17）内的夹头I（19），矩形盒（18）的一长边上设置有气缸I（20），气缸I（20）的活塞杆与夹头I（19）连接，所述的工作台（9）上从右往左顺次设置有焊膏添加机构A（21）、焊片上料机构（22）和焊膏添加机构B（23），焊膏添加机构A（21）和焊膏添加机构B（23）的结构相同，焊膏添加机构A（21）由举升气缸（24）、焊膏筒（25）和安装板（26）组成，举升气缸（24）的活塞杆上连接有安装板（26），焊膏筒（25）固定于安装板（26）上，焊膏筒（25）的底部设置有出口管（27），焊膏筒（25）侧壁上设置有进气口，焊片上料机构（22）由立板（28）、剪切气缸（29）和切刀（30）组成，剪切气缸（29）垂向固定于立板（28）上，剪切气缸（29）的活塞杆上固定安装有切刀（30），立板（28）上开设有用于输送带状焊料的通槽（31）；

所述的输送轨道（8）的前端面上开设有通道（32），通道（32）一端与夹头I（19）和凹槽（17）形成的区域连通，通道（32）的另一端与振动筛盘（7）的输出口连接，输送轨道（8）的后侧设置有固定座（33），固定座（33）上设置有连通通道（32）的气嘴（34），气嘴（34）位于振动筛盘（7）的上方，固定座（33）上设置有成像扫描仪（39）；

所述的锯片基体安装架（11）由横梁（35）和步进电机（36）组成，步进电机（36）固定安装于横梁（35）上，步进电机（36）的输出端安装有待焊接合金刀头的锯片基体（37）；所述的焊枪（10）的工作端位于转运块（14）的上方，焊枪（10）的工作端设置有容纳齿的型槽（38），所述的锯片基体（37）的齿贯穿型槽（38）设置。

2.根据权利要求1所述的一种锯片基体与合金刀头的焊接装置，其特征在于：所述的振动筛盘（7）的输出口与通道（32）的一端连接有橡胶管（42）。

3.根据权利要求1所述的一种锯片基体与合金刀头的焊接装置，其特征在于：它还包括PLC控制器，所述的PLC控制器与成像扫描仪（39）、气嘴（34）、举升气缸（24）、气缸I（20）、剪切气缸（29）、步进电机（36）、旋转装置（12）连接。

4.根据权利要求1所述的一种锯片基体与合金刀头的焊接装置，其特征在于：所述的旋转装置（12）为步进电机。

5.根据权利要求1所述的一种锯片基体与合金刀头的焊接装置，其特征在于：工作台（9）内设置有型腔，所述的举升气缸（24）固定安装于型腔内。

6.根据权利要求1所述的一种锯片基体与合金刀头的焊接装置，其特征在于：所述的矩形盒（18）的另一长边上设置有气缸II（40），矩形盒（18）的端边上设置有夹头II（41），气缸II（40）的活塞杆与夹头II（41）连接。

7.根据权利要求1~7所述的焊接装置焊接锯片基体与合金刀头的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、将合金刀头堆放于振动筛盘（7），随着振动筛盘（7）的持续振动，合金刀头沿着振动筛盘（7）内的螺旋轨道经振动筛盘（7）的输出口、橡胶管（42）进入通道（32）内；

S2、合金刀头的检测，当合金刀头在相互挤压力的作用下沿通道（32）运到到成像扫描仪（39）下方时，成像扫描仪（39）将图像信号转换为数字信号并传递给PLC控制器，PLC控制器分析进入的合金刀头是否按照正确的摆放位置输送，若摆放位置不正确则PLC控制器在1~2ms的时间内控制气嘴（34）吹出气体，在气压的作用下不合格合金刀头吹入振动筛盘（7）内；若摆放位置正确，则合金刀头继续沿通道（32）向左移动，实现了合金刀头的检测；

S3、合金刀头的夹持，当位于通道（32）最左侧的合金刀头进入夹头I（19）与凹槽（17）所形成的区域后，气缸I（20）活塞杆伸出，夹头I（19）将合金刀头夹住；

S4、第一层焊膏涂覆工位，经旋转装置（12）带动转盘（16）上被夹持的合金刀头运动到焊膏添加机构A（21）处，控制举升气缸（24）活塞杆缩回，出口管（27）出口与合金刀头（6）的上表面接触，此时向进气口通入气体，焊膏添加机构A（21）的焊膏筒（25）内的焊膏经出口管（27）滴在合金刀头（6）的上表面，实现了第一层焊膏（3）的涂覆工位；

S5、焊片的上料工位，步骤S4结束后，控制焊膏添加机构A（21）的举升气缸（24）缩回，随后经旋转装置（12）带动转盘（16）上涂覆有第一层焊膏的合金刀头运动到焊片上料机构（22）处，此时经通槽（31）送入带状焊料使带状焊料的首端刚好贴在第一层焊膏（3）上，随后控制剪切气缸（29）的活塞杆伸出，切刀（30）向下运动将带状焊料的首端切断，切断后的焊片（4）贴合在第一层焊膏（3）上，实现了焊片（4）的上料工位；

S6、第二层焊膏的涂覆工位，步骤S5结束后，控制剪切气缸（29）活塞杆缩回，随后经旋转装置（12）带动转盘（16）上带有焊片（4）的合金刀头运动到焊膏添加机构B（23）处，此时控制举升气缸（24）活塞杆缩回，出口管（27）出口与焊片（4）的上表面接触，此时向进气口通入气体，焊膏添加机构B（23）的焊膏筒（25）内的焊膏经出口管（27）滴在焊片（4）上表面，实现了第二层焊膏（5）的涂覆工位；

S7、齿与合金刀头的焊接工位，步骤S6结束后，控制控制焊膏添加机构B（23）的举升气缸（24）缩回，随后经旋转装置（12）带动转盘（16）上涂覆有第二层焊膏（5）运到到转运块（14）的上方，此时控制气缸I（20）的活塞杆缩回，该合金刀头落在转运块（14）；控制水平气缸（13）活塞杆伸出，转运块（14）将该合金刀头移动到型槽（38）内且第二层焊膏（5）刚好与齿座（2）配合，控制焊枪（10）的工作端产生400~500℃的高度，经3~5s后，在高温环境下焊片（4）焊接在齿座（2）上，实现了齿与合金刀头的焊接工位；

S8、在步骤S7的焊接过程中，夹头II（41）开始夹持下一个合金刀头，夹持后水平气缸（13）缩回，步进电机（36）顺时针做旋转运动，使第三个齿运动到焊接区，重复步骤S4~S7 即可完成第三个齿的焊接，如此循环操作即可实现在所有齿上焊接合金刀头（6）。