CN106425061B - 一种自动焊接吹削机床 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动焊接吹削机床，包括控制机构、底座、相对地设置在底座上的辊子驱动机构及焊接吹削机构，辊子驱动机构包括对称设置在底座上的辊子支撑架，所述辊子支撑架的外侧均设置有辊子支撑座，两个辊子支撑座中心转动设置有传动轴，传动轴与一对传动辊子驱动连接；所述焊接吹削机构包括一龙门式焊接机架、二自由度位移机构、连接二自由度位移机构的机械臂，机械臂的前端设置有可穿入焊条的焊接头和电极板，所述机械臂上还设置有焊条输送机构；所述控制机构包括PLC控制器、霍尔传感器、周期触发机构。本发明具有机构简单、适应性强、焊接吹削效率高、自动化程度高、操作方便等优点，具有很强的实用性，市场前景广阔。

Description

一种自动焊接吹削机床
技术领域
本发明为一种自动焊接吹削机床，特别涉及一种清理辊子表面杂质和修复辊子表面缺陷的设备，尤其适用于中大型辊子的加工。
背景技术
辊子为圆柱形零件，是各类卷板机中使板料进行塑性弯曲的主要受力零件，同时也被广泛应用于造纸、包装等各种机械传动输送系统中。长期的生产制造过程中，辊子表面会产生不同程度的凸起和凹陷，此外在酸洗冷轧、镀锌、涂漆等生产线中，辊子的表面会附着上油渍、残渣、异物等，这些表面缺陷的存在直接影响所生产产品的质量。故为保证产品质量，需要对辊子表面的杂质和缺陷进行清理和修复。
目前，还没有针对辊子表面的杂质和缺陷进行清理修复的高效、适应性强的设备，国内普遍存在的处理方式是利用刮刀或自行设计的刮辊器对小型辊子表面进行刮削处理。此种处理方式不仅效率偏低，刮削不净，刮刀易磨损、变形，无法针对中大型辊子进行处理，而且在大多数情况下，杂质已紧紧粘接在辊子表面，普通的刮刀根本无法对其进行刮削。因此，亟需一种加工范围广、适应能力强，尤其是能清理中大型辊子表面杂质和修复表面缺陷的高效、可靠的设备。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种既可以针对不同型号的辊子，尤其是中大型辊子，又可以对辊子表面杂质和缺陷进行清理与修复的自动焊接机床。该自动焊接机床作业精度高；可针对不同型号辊子表面杂质和缺陷进行焊接吹削处理，适应性强，加工效率高；采用PLC作为控制器系统稳定性高，自动化程度高，操作灵活。
本发明的技术方案如下：
一种自动焊接吹削机床，包括控制机构、底座、相对地设置在所述底座上的辊子驱动机构及焊接吹削机构，
所述的辊子驱动机构包括对称设置在底座上的辊子支撑架，所述辊子支撑架的外侧均设置有辊子支撑座，两个辊子支撑座中心转动设置有传动轴，所述的传动轴与一对连接电磁调速电机的传动辊子驱动连接；
所述的焊接吹削机构包括一龙门式焊接机架、设置在所述焊接机架横梁上的二自由度位移机构、连接所述二自由度位移机构的机械臂，所述机械臂的前端设置有可穿入焊条的焊接头和电极板，所述焊接头内还设置有气流导管，所述气流导管与连接气泵的气流输送枪相连通，所述机械臂上还设置有焊条输送机构；
所述的控制机构包括PLC控制器、霍尔传感器、周期触发机构，所述的PLC控制器分别与霍尔传感器、行程开关、电磁调速电机、二自由度位移机构、焊条输送机构电路连接，所述的霍尔传感器设置在机械臂上且被焊接头的输电线穿过，所述的周期触发机构用于当传动轴旋转一周时，PLC控制器触发二自由度位移机构横向移动预定距离。
进一步地，所述的二自由度位移机构包括水平移动机构及垂直移动机构，所述的水平移动机构包括水平调节步进电机、连接所述水平调节步进电机输出轴的传动齿轮、水平设置在所述横梁上的水平滑轨及齿条导轨，所述的传动齿轮与齿条导轨相啮合，所述的水平滑轨上还设置有水平滑轨滚轮；所述的垂直移动机构包括垂直滑轨、与所述垂直滑轨驱动连接的垂直调节步进电机。
进一步地，所述的机械臂由前向后依次包括连接板、旋转关节和转接板，所述连接板与转接板的夹角通过旋转关节调节。
进一步地，所述的旋转关节包括旋转调节滚轮，转动旋转调节滚轮调节所述连接板与转接板的夹角。
进一步地，所述的焊条输送机构包括沿焊条输送方向依次设置在所述机械臂上的焊条导向板、焊条输送辊轮组、焊条导向滚轮。
进一步地，所述的焊条输送辊轮组包括焊条输送滚轮、压紧块、锁紧手柄、焊条输送电机，所述的焊条输送滚轮与焊条输送电机驱动连接，所述压紧块通过连杆铰接在机械臂上且与所述焊条输送滚轮相对设置，所述锁紧手柄与所述压紧块相对设置，用于调节并锁定所述压紧块的预紧力。
进一步地，所述的周期触发机构包括行程开关和拨杆，所述的行程开关设在辊子支撑架上，所述的拨杆设在传动轴上，当传动轴旋转一周时，拨杆触发行程开关，接着PLC控制器触发二自由度位移机构横向移动预定距离。
进一步地，所述焊接头与气流导管穿过电极板，且气流导管在焊接头内侧，气流导管的内孔与焊条之间保持5-8mm间隙。
进一步地，焊接头与转接板间的夹角为110°-140°。
进一步地，所述的焊接机架通过机架连接板固定在底座1上。
相比现有技术，本发明具有机构简单、适应性强、焊接吹削效率高、自动化程度高、操作方便等优点；而且还能够灵活的调节焊接装置的转角，工作过程中可准确地控制焊条与辊子表面的距离，很好地控制放电间隙，从而保证焊接吹削精度；具有很强的实用性，市场前景广阔。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构前等轴侧图。
图2为本发明实施例的整体结构后等轴侧图。
图3为本发明实施例的焊接吹削机构主视图。
图4为本发明实施例的焊接吹削机构后视图。
图5为本发明实施例的焊接头及电极板局部剖面图。
图中所示：1为底座，2为电磁调速电机，3为传动轴，4为辊子支撑座，5为辊子支撑架，6为待加工辊子，7为焊条导向滚轮，8为连接板，9为旋转调节滚轮，10为焊条输送滚轮，11为焊条导向板，12为焊条 ，13为转接板，14为垂直调节步进电机，15为水平调节步进电机，16为水平滑轨，17为传动齿轮，18为齿条导轨，19为垂直滑轨，20为水平滑轨滚轮，21为横梁，22为底座固定板，23为焊接机架，24为机架连接板，25为气流输送枪，26为电极板，27为焊接头，28为焊条输送电机，29为压紧滚轮，30为锁紧手柄，31为压紧块，32为传动辊子，33为气流导管。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
实施例1
如图1至图5所示，一种自动焊接吹削机床，包括控制机构、底座1、相对地设置在所述底座1上的辊子驱动机构及焊接吹削机构，
所述的辊子驱动机构包括对称设置在底座1上的辊子支撑架5，所述辊子支撑架5的外侧均设置有辊子支撑座4，两个辊子支撑座4中心转动设置有传动轴3，所述的传动轴3与一对连接电磁调速电机2的传动辊子32驱动连接；
如图3和图4所示，所述的焊接吹削机构包括一龙门式焊接机架23、设置在所述焊接机架23横梁21上的二自由度位移机构、连接所述二自由度位移机构的机械臂，所述的焊接机架23通过机架连接板24固定在底座1上，所述机械臂的前端设置有可穿入焊条12的焊接头27和电极板26，所述焊接头27内还设置有气流导管33，所述气流导管33与连接气泵的气流输送枪25相连通，所述机械臂上还设置有焊条输送机构；
所述的控制机构包括PLC控制器、霍尔传感器、周期触发机构、所述的PLC控制器分别与霍尔传感器、行程开关、电磁调速电机2、二自由度位移机构、焊条输送机构电路连接，所述的霍尔传感器设置在机械臂上且被焊接头27的输电线穿过，所述的周期触发机构包括行程开关和拨杆，所述的行程开关设在辊子支撑架5上，所述的拨杆设在传动轴3上，当传动轴3旋转一周时，拨杆触发行程开关，接着PLC控制器触发二自由度位移机构横向移动预定距离。
具体而言，所述的二自由度位移机构包括水平移动机构及垂直移动机构，所述的水平移动机构包括水平调节步进电机15、连接所述水平调节步进电机15输出轴的传动齿轮17、水平设置在所述横梁21上的水平滑轨16及齿条导轨18，所述的传动齿轮17与齿条导轨18相啮合，所述的水平滑轨16上还设置有水平滑轨滚轮20；所述的垂直移动机构包括垂直滑轨19、与所述垂直滑轨19驱动连接的垂直调节步进电机14。
如图3和图4所示，所述的机械臂由前向后依次包括连接板8、旋转关节和转接板13，所述连接板8与转接板13的夹角通过旋转关节调节，所述的旋转关节包括旋转调节滚轮9，转动旋转调节滚轮9调节所述连接板8与转接板13的夹角。
如图3所示，所述的焊条输送机构包括沿焊条输送方向依次设置在所述机械臂上的焊条导向板11、焊条输送辊轮组、焊条导向滚轮7。所述的焊条输送辊轮组包括焊条输送滚轮10、压紧块31、锁紧手柄30、焊条输送电机28，所述的焊条输送滚轮10与焊条输送电机28驱动连接，所述压紧块31通过连杆铰接在机械臂上且与所述焊条输送滚轮10相对设置，所述锁紧手柄30与所述压紧块31相对设置，用于调节并锁定所述压紧块31的预紧力，使焊条输送滚轮10与压紧块31以合适的距离和摩擦力驱动相应粗细的焊条27。
本实施例的底座1主要有平行设置的若干方条钢及底座固定板22焊接而成，也可以采用整体浇筑式铸铁底座等。
实施例2
如5所示，本实例与实例1区别在于所述的焊接头27与气流导管33都穿过电极板26，且气流导管33在焊接头27内侧，与焊条12保持间隙为5-8mm。
实施例3
本实例与实例1区别在于所述的焊接头27与转接板13间的角度为110°-140°，可转动旋转调节滚轮9调节所述连接板8与转接板13的夹角，以满足作业的需要。
上述实施例的工作原理如下：
将表面待加工辊子6安装在辊子支撑架5上，根据待加工辊子6的尺寸及表面特征，在垂直调节步进电机14的驱动下，焊接装置水平平移至合适的位置，并利用旋转调节滚轮9使机械臂的关节转动至合适的角度。工作时，将焊条12从焊条导向板11喂入，首次喂入需人工控制焊条输送电机28驱动焊条12至合适的位置，当焊条12与待加工辊子6表面凸起处的距离达到放电间隙时，焊条12与待加工辊子6表面进行放电并产生电弧，迅速升温至熔融状态，同时由外侧气泵产生一定的风力，气流通过气流输送枪25经气流导管33后，从焊条12与焊接头27的间隙中喷出，作用在待加工辊子6表面，强劲的气流形成了空气吹削刀，将熔融状态的焊条12与待加工辊子6表面的材料吹落。在此期间，霍尔传感器会检测到放电电流，PLC控制器控制焊条输送电机28驱动焊条输送滚轮10转动，从而继续输送焊条12，保持放电间隙。在底座1上的电磁调速电机2的驱动下，带动传动辊子32转动，传动辊子32与传动轴3上的凹槽配合，带动传动轴3转动，待加工辊子6随之转动。当待加工辊子6表面凹陷区域转动至焊接吹削工作范围时，由于焊条12底端与待加工辊子6表面的距离增加，无法进行正常放电，霍尔传感器检测到放电电流为零，PLC控制器控制焊条输送电机28停止工作。因此，在待加工辊子6表面有凸起的区域会被焊接吹削，凹陷的区域焊接吹削工作停止，以此完成待加工辊子6表面径向的焊接吹削作业。
当拨杆随辊子旋转一周时，拨杆顶端接触到行程开关，控制器控制水平调节步进电机15驱动传动齿轮17转动，传动齿轮17与焊接机架23上的齿条导轨18啮合，从而带动机械臂及其前端的焊接头27和电极板26在水平方向移动一定的距离，以此完成水平方向的焊接吹削作业，然后重复上述作业过程，直至将待加工辊子6表面焊接吹削平整。在整个加工过程中，通过PLC控制水平方向的进给速度，与焊条12输送速度相匹配，水平进给速度越快，则需控制焊条12输送速度越快，反之越慢。
所述实施例仅为本发明的较佳的实例而已，并非是对本发明实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说，在所述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动焊接吹削机床，包括控制机构、底座(1)、相对地设置在所述底座上的辊子驱动机构及焊接吹削机构，其特征在于：
所述的辊子驱动机构包括对称设置在底座(1)上的辊子支撑架(5)，所述辊子支撑架(5)的外侧均设置有辊子支撑座(4)，两个辊子支撑座(4)中心转动设置有传动轴(3)，所述的传动轴(3)与一对连接电磁调速电机(2)的传动辊子(32)驱动连接；
所述的焊接吹削机构包括一龙门式焊接机架(23)、设置在所述焊接机架(23)横梁(21)上的二自由度位移机构、连接所述二自由度位移机构的机械臂，所述机械臂的前端设置有可穿入焊条(12)的焊接头(27)和电极板(26)，所述焊接头(27)内还设置有气流导管(33)，所述气流导管(33)与连接气泵的气流输送枪(25)相连通，所述机械臂上还设置有焊条输送机构；
所述的控制机构包括PLC控制器、霍尔传感器、周期触发机构，所述的PLC控制器分别与霍尔传感器、行程开关、电磁调速电机(2)、二自由度位移机构、焊条输送机构电路连接，所述的霍尔传感器设置在机械臂上且被焊接头(27)的输电线穿过，所述的周期触发机构用于当传动轴(3)旋转一周时，PLC控制器触发二自由度位移机构横向移动预定距离。
2.根据权利要求1所述的自动焊接吹削机床，其特征在于：所述的二自由度位移机构包括水平移动机构及垂直移动机构，所述的水平移动机构包括水平调节步进电机(15)、连接所述水平调节步进电机(15)输出轴的传动齿轮(17)、水平设置在所述横梁(21)上的水平滑轨(16)及齿条导轨(18)，所述的传动齿轮(17)与齿条导轨(18)相啮合，所述的水平滑轨(16)上还设置有水平滑轨滚轮(20)；所述的垂直移动机构包括垂直滑轨(19)、与所述垂直滑轨(19)驱动连接的垂直调节步进电机(14)。
3.根据权利要求1所述的自动焊接吹削机床，其特征在于：所述的机械臂由前向后依次包括连接板(8)、旋转关节和转接板(13)，所述连接板(8)与转接板(13)的夹角通过旋转关节调节。
4.根据权利要求3所述的自动焊接吹削机床，其特征在于：所述的旋转关节包括旋转调节滚轮(9)，转动旋转调节滚轮(9)调节所述连接板(8)与转接板(13)的夹角。
5.根据权利要求1所述的自动焊接吹削机床，其特征在于：所述的焊条输送机构包括沿焊条输送方向依次设置在所述机械臂上的焊条导向板(11)、焊条输送辊轮组、焊条导向滚轮(7)。
6.根据权利要求5所述的自动焊接吹削机床，其特征在于：所述的焊条输送辊轮组包括焊条输送滚轮(10)、压紧块(31)、锁紧手柄(30)、焊条输送电机(28)，所述的焊条输送滚轮(10)与焊条输送电机(28)驱动连接，所述压紧块(31)通过连杆铰接在机械臂上且与所述焊条输送滚轮(10)相对设置，所述锁紧手柄(30)与所述压紧块(31)相对设置，用于调节并锁定所述压紧块(31)的预紧力。
7.根据权利要求1所述的自动焊接吹削机床，其特征在于：所述的周期触发机构包括行程开关和拨杆，所述的行程开关设在辊子支撑架(5)上，所述的拨杆设在传动轴(3)上，当传动轴(3)旋转一周时，拨杆触发行程开关，接着PLC控制器触发二自由度位移机构横向移动预定距离。
8.根据权利要求1所述的自动焊接吹削机床，其特征在于：所述焊接头(27)与气流导管(33)穿过电极板(26)，且气流导管(33)在焊接头(27)内侧，气流导管(33)的内孔与焊条(12)之间保持5-8mm间隙。
9.根据权利要求3所述的自动焊接吹削机床，其特征在于：焊接头(27)与转接板(13)间的夹角为110°-140°。
10.根据权利要求1所述的自动焊接吹削机床，其特征在于：所述的焊接机架(23)通过机架连接板(24)固定在底座(1)上。
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