CN106670689A - 焊接机 - Google Patents

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刘有忱
苏学满
许德章
张小光
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Abstract

本发明公开了一种焊接机，包括机床床身、用于夹紧工件的夹紧装置、用于顶紧工件的顶紧装置、用于对工件焊接的焊枪装置、设置于所述机床床身上的滑轨和可移动的设置于滑轨上且用于对工件提供支撑的支撑装置，支撑装置位于所述夹紧装置与所述顶紧装置之间，支撑装置的移动方向与工件的长度方向相平行。本发明的焊接机，具有操作简单方便、适用范围广成本低等优点，可以节约成本，减少人员投入，提高工作效率，降低劳动强度。

Description

焊接机
技术领域
本发明属于数控焊接技术领域，具体地说，本发明涉及一种焊接机。
背景技术
目前，工业上的焊接方式主要有人工焊接和机器人焊接两种方式。在焊接小型工件时，采用人工焊接的成本较高，效率较低，大批量工作时良品率相对偏低。
现有的焊接机器人分多分为以六自由度工业机器人为基础的焊机机器人和以直角坐标机为基础的直角坐标焊接机。前者成本极高，更适合和大型设备焊接；后者体积较大，不适合小范围操作。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种焊接机，目的是提高焊接工作效率。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：焊接机，包括机床床身、用于夹紧工件的夹紧装置、用于顶紧工件的顶紧装置、用于对工件焊接的焊枪装置、设置于所述机床床身上的滑轨和可移动的设置于滑轨上且用于对工件提供支撑的支撑装置，支撑装置位于所述夹紧装置与所述顶紧装置之间，支撑装置的移动方向与工件的长度方向相平行。
所述支撑装置包括与所述滑轨为滑动连接的第一滑块、设置于第一滑块上的滑动座、设置于滑动座上的支座和可旋转的设置于支座上且用于与工件接触的托轮，支座至少设置两个，托轮两两一组共同支撑工件。
所述支座设置两个，各个支座上均设置一个所述托轮，两个托轮的轴线处于同一水平面内且与工件的轴线平行，两个托轮之间的间隙小于工件的直径。
所述焊枪装置包括三坐标龙门滑台、焊枪以及与三坐标龙门滑台和焊枪连接且用于调节焊枪俯仰角度的连接变位件。
所述连接变位件包括与所述三坐标龙门滑台连接的滑台连接板、用于夹紧所述焊枪且相对于滑台连接板可旋转的夹紧机构和将夹紧机构固定在滑台连接板上的旋转锁紧盘。
所述旋转锁紧盘与所述夹紧机构为螺纹连接。
所述夹紧机构包括用于夹紧所述焊枪且与所述旋转锁紧盘连接的旋转锁套，旋转锁套具有容纳焊枪的容置孔且旋转锁套的侧壁具有一个开口，旋转锁套的开口两端各设有一个锁紧块且两个锁紧块通过紧固件连接。
所述夹紧机构还包括设置于所述旋转锁套上的防滑旋转盘。
所述三坐标龙门滑台包括滑台底座、设置于滑台底座上的第一驱动机构、设置于第一驱动机构上且作直线运动的Y轴滑台、与Y轴滑台连接的第二驱动机构、设置于第二驱动机构上且作直线运动的X轴滑台、与X轴滑台连接的第三驱动机构和设置于第三驱动机构上且作直线运动的Z轴滑台，Z轴滑台与连接变位件连接。
所述X轴滑台、所述Y轴滑台和所述Z轴滑台的移动方向相互垂直。
本发明的焊接机，具有操作简单方便、适用范围广和成本低等优点，可以节约成本，减少人员投入，提高工作效率，降低劳动强度。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本发明焊接机的结构示意图；
图2是本发明焊接机的使用状态图；
图3是三坐标龙门滑台的结构示意图；
图4是连接变位件的结构示意图；
图中标记为：1、交流伺服电机；2、行星齿轮加速器；3、联轴器；4、座式轴承；5、传动轴；6、过渡法兰；7、三爪卡盘；8、滑动座；9、第一滑块；10、滑轨；11、连接变位件；110、滑台连接板；111、防滑旋转盘；112、旋转锁套；113、锁紧螺栓；114、锁紧块；115、锁紧螺母115；116、旋转锁紧盘；12、焊枪；13、顶尖；14、尾座；15、第二滑块；16、三坐标龙门滑台；160、第一电机；161、第一丝杠；162、Y轴滑台；163、第二电机；164、Z轴滑台；165、第三丝杠；166、第三电机；167、X轴滑台；168、第二丝杠；169、滑台底座；1610、第一支架；1611、第二支架；1612、第三支架；17、机床床身；18、控制台；19、工件；20、焊缝；21、支座；22、托轮。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1和图2所示，本发明提供了一种小型多功能数控焊接机，包括机床床身17、用于夹紧工件的夹紧装置、用于顶紧工件的顶紧装置、用于对工件焊接的焊枪装置、设置于机床床身17上的滑轨10和可移动的设置于滑轨10上且用于对工件提供支撑的支撑装置，支撑装置位于夹紧装置与顶紧装置之间，支撑装置的移动方向与工件的长度方向相平行。
如图1和图2所示，待焊接加工的工件19是由两个圆柱形的管件插接而成，其中一个管件的一端插入另一个管件一端开口中，最后将两个管件焊接，使两个管件连接成一体。夹紧装置与顶紧装置相配合，夹紧装置固定设置于机床床身17上，夹紧装置夹紧工件的一端，顶紧装置在工件的另一端顶紧工件。
如图1和图2所示，夹紧装置包括依次连接的伺服电机、行星齿轮减速器、联轴器、传动轴、过渡法兰和三爪卡盘7，伺服电机固定设置于机床床身17上，伺服电机用于产生使三爪卡盘7旋转的驱动力，三爪卡盘7用于夹紧工件，传动轴为可旋转的设置于座式轴承上，座式轴承固定设置于机床床身17上，传动轴的一端通过过渡法兰与三爪卡盘7连接，另一端通过联轴器和行星齿轮减速器与伺服电机的电机轴连接，伺服电机运转，将动力传动到三爪卡盘7上，使三爪卡盘7带动夹紧的工件进行旋转，以使工件上形成一圈焊缝20。
如图1和图2所示，滑轨10固定设置于机床床身17上，滑轨10的长度方向与传动轴的轴线相平行，滑轨10优选设置相平行的两个。顶紧装置主要包括设在滑轨10上的第二滑块、固定设置于第二滑块上的尾座和设置于尾座上的顶尖，顶尖的轴心与三爪卡盘7的轴心在同一条轴线上且与滑轨10长度方向相平行。当三爪卡盘7加持住工件的一端后，顶尖顶持在加工另一端，从而将工件固定，以增加刚度并减少加工时的震动。
如图1和图2所示，支撑装置在滑轨10上为可移动设置，从而可以在工件不同位置处提供支撑，支撑装置的设置可以减少工件在旋转过程中的震动，提高加工精度。支撑装置包括与滑轨10为滑动连接的第一滑块9、设置于第一滑块9上的滑动座8、竖直设置于滑动座8上的支座21和可旋转的设置于支座21上且用于与工件接触的托轮22，支座21至少设置两个，托轮22两两一组共同支撑工件。在本实施例中，支座21设置两个，各个支座21上均设置一个托轮22，两个托轮22的轴线处于同一水平面内且与工件的轴线平行，两个托轮22之间的间隙小于工件的直径，从而能够在工件的下方托住工件，形成对工件的支撑。
如图1、图3和图4所示，焊枪装置包括三坐标龙门滑台16、焊枪以及与三坐标龙门滑台16和焊枪连接且用于调节焊枪俯仰角度的连接变位件11。三坐标龙门滑台16固定设置于机床床身17且位于支撑装置行经路径的一侧，焊枪通过连接变位件11安装到三坐标龙门滑台16上。三坐标龙门滑台16可使焊枪在X、Y、Z三个自由度上运动，使得焊枪可以以一定的角度在其行程空间内自由移动，而且通过连接变位件11调节焊枪的俯仰角度，从而可以满足不同的焊接要求。
如图1和图3所示，三坐标龙门滑台16包括固定设置于机床床身17上的滑台底座169、设置于滑台底座169上的第一驱动机构、设置于第一驱动机构上且作直线运动的Y轴滑台162、与Y轴滑台162连接的第二驱动机构、设置于第二驱动机构上且作直线运动的X轴滑台167、与X轴滑台167连接的第三驱动机构和设置于第三驱动机构上且作直线运动的Z轴滑台164，Z轴滑台164与连接变位件11连接。第一驱动机构用于使Y轴滑台162沿Y轴方向做往复直线运动，第二驱动机构用于使X轴滑台167沿X轴方向做往复直线运动，第三驱动机构用于使Z轴滑台164沿Z轴方向做往复直线运动，X轴方向为水平方向且与滑轨10的长度方向和支撑装置的移动方向相平行，Y轴方向为水平方向且与滑轨10的长度方向和支撑装置的移动方向相垂直，Z轴方向为竖直方向，X轴滑台167、Y轴滑台162和Z轴滑台164的移动方向相互垂直。
如图3所示，第一驱动机构包括固定设置于滑台底座169上的第一支架1610、可旋转的设置于第一支架1610上的第一丝杠161和设置于第一支架1610上且与第一丝杠161连接的第一电机160，Y轴滑台162套设于第一丝杠161上且与第一丝杠161构成螺旋传动，第一电机160产生使第一丝杠161旋转的动力，Y轴滑台162且与第一支架1610为滑动连接，当第一电机160运转后，第一丝杠161旋转，进而驱动Y轴滑台162沿Y轴做直线运动。第二驱动机构包括可移动的设置于滑台底座169上且与Y轴滑台162固定连接的第二支架1611、可旋转的设置于第二支架1611上的第二丝杠168和设置于第二支架1611上且与第二丝杠168连接的第二电机163，X轴滑台167套设于第二丝杠168上且与第二丝杠168构成螺旋传动，第二电机163产生使第二丝杠168旋转的动力，X轴滑台167且与第二支架1611为滑动连接。第二支架1611横置在滑台底座169的上方，第二支架1611的一端与Y轴滑台162固定连接，另一端与滑台底座169为滑动连接。当第二电机163运转后，第二丝杠168旋转，进而驱动X轴滑台167沿X轴做直线运动。第三驱动机构包括竖直设置且与X轴滑台167固定连接的第三支架1612、可旋转的设置于第三支架1612上的第三丝杠165和设置于第三支架1612上且与第三丝杠165连接的第三电机166，Z轴滑台164套设于第三丝杠165上且与第三丝杠165构成螺旋传动，第三电机166产生使第三丝杠165旋转的动力，Z轴滑台164且与第三支架1612为滑动连接。当第三电机166运转后，第三丝杠165旋转，进而驱动Z轴滑台164及其上的连接变位件11和焊枪沿Z轴做直线运动。
如图1和图4所示，连接变位件11包括与三坐标龙门滑台16的Z轴滑台164固定连接的滑台连接板110、用于夹紧焊枪且相对于滑台连接板110可旋转的夹紧机构和将夹紧机构固定在滑台连接板110上的旋转锁紧盘。夹紧机构的旋转中心线位于水平面内，以使焊枪可以上下旋转，进而实现俯仰角度的调节。夹紧机构主要包括用于夹紧焊枪且与旋转锁紧盘连接的旋转锁套112，旋转锁套112具有容纳焊枪的容置孔且旋转锁套112的侧壁具有一个开口，容置孔在旋转锁套112上为贯穿设置的通孔，焊枪插入该容置孔中且由旋转锁套112夹紧固定。旋转锁套112的开口两端各设有一个锁紧块114，两个锁紧块114相平行且朝向旋转锁套112的外侧延伸，两个锁紧块114之间形成一个与旋转锁套112的开口连通的开口槽。两个锁紧块114通过由锁紧螺栓113和锁紧螺母115构成的紧固件连接，两个锁紧块114上各设有一个让锁紧螺栓113穿过的通孔，通过拧紧或拧松锁紧螺栓113，可使旋转锁套112侧壁上所设的开口减小或增大，进而可使焊枪夹紧或松动。
作为优选的，如图4所示，夹紧机构还包括设置于旋转锁套112上的防滑旋转盘111。防滑旋转盘111共设置两个且两个防滑旋转盘111分别设置于旋转锁套112的一个侧面上，防滑旋转盘111为圆盘形结构且两个防滑旋转盘111为同轴设置，其中一个防滑旋转盘111设置于旋转锁套112上的面朝滑台连接板110的侧面上。旋转锁紧盘与夹紧机构为螺纹连接，旋转锁紧盘中心通过螺纹将滑台连接板110与旋转锁套112夹紧连接。调整焊枪俯仰角度时，先将旋转夹紧盘拧松，手动拨动防滑旋转盘111以使夹紧机构带动焊枪整体进行旋转，待焊枪的角度达到使用要求后，旋紧旋转夹紧盘，将夹紧机构固定在滑台连接板110上，进而锁紧角度。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.焊接机，包括机床床身、用于夹紧工件的夹紧装置、用于顶紧工件的顶紧装置和用于对工件焊接的焊枪装置，其特征在于：还包括设置于所述机床床身上的滑轨和可移动的设置于滑轨上且用于对工件提供支撑的支撑装置，支撑装置位于所述夹紧装置与所述顶紧装置之间，支撑装置的移动方向与工件的长度方向相平行。
2.根据权利要求1所述的焊接机，其特征在于：所述支撑装置包括与所述滑轨为滑动连接的第一滑块、设置于第一滑块上的滑动座、设置于滑动座上的支座和可旋转的设置于支座上且用于与工件接触的托轮，支座至少设置两个，托轮两两一组共同支撑工件。
3.根据权利要求2所述的焊接机，其特征在于：所述支座设置两个，各个支座上均设置一个所述托轮，两个托轮的轴线处于同一水平面内且与工件的轴线平行，两个托轮之间的间隙小于工件的直径。
4.根据权利要求1所述的焊接机，其特征在于：所述焊枪装置包括三坐标龙门滑台、焊枪以及与三坐标龙门滑台和焊枪连接且用于调节焊枪俯仰角度的连接变位件。
5.根据权利要求4所述的焊接机，其特征在于：所述连接变位件包括与所述三坐标龙门滑台连接的滑台连接板、用于夹紧所述焊枪且相对于滑台连接板可旋转的夹紧机构和将夹紧机构固定在滑台连接板上的旋转锁紧盘。
6.根据权利要求5所述的焊接机，其特征在于：所述旋转锁紧盘与所述夹紧机构为螺纹连接。
7.根据权利要求5或6所述的焊接机，其特征在于：所述夹紧机构包括用于夹紧所述焊枪且与所述旋转锁紧盘连接的旋转锁套，旋转锁套具有容纳焊枪的容置孔且旋转锁套的侧壁具有一个开口，旋转锁套的开口两端各设有一个锁紧块且两个锁紧块通过紧固件连接。
8.根据权利要求7所述的焊接机，其特征在于：所述夹紧机构还包括设置于所述旋转锁套上的防滑旋转盘。
9.根据权利要求4至8任一所述的焊接机，其特征在于：所述三坐标龙门滑台包括滑台底座、设置于滑台底座上的第一驱动机构、设置于第一驱动机构上且作直线运动的Y轴滑台、与Y轴滑台连接的第二驱动机构、设置于第二驱动机构上且作直线运动的X轴滑台、与X轴滑台连接的第三驱动机构和设置于第三驱动机构上且作直线运动的Z轴滑台，Z轴滑台与连接变位件连接。
10.根据权利要求9所述的焊接机，其特征在于：所述X轴滑台、所述Y轴滑台和所述Z轴滑台的移动方向相互垂直。
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