CN107378184B - 一种新型自动火焰焊接机及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型自动火焰焊接机，包括有机架、设置于机架中的工件夹具、设置于机架上的三自由度位移机构及设置于三自由度位移机构上的焊接火排，其中，所述焊接火排位于工件夹具上方位置，包括有若干垂直布置的焊接火嘴，每一焊接火嘴在其下端部设置横向喷火口。本发明的火焰焊接机采用的是在火嘴与待加工工件相对位置精确确定的情况下火焰由上往下移动接近待加工工件的焊口的焊接方式，可以有效解决具有挡板的换热器的焊接问题，有效提高焊接质量和焊接效率，而且操控方便，对操控人员的要求低，具有较好的经济效益和社会效益。

Description

一种新型自动火焰焊接机及其焊接方法

技术领域

本发明涉及一种火焰焊接机，属于焊接设备技术领域，尤其是指一种新型自动火焰焊接机及其焊接方法。

背景技术

空调在生活中已得到广泛应用，其核心部件铜管热交换器的需求量很大。目前对空调换热器的U管部位焊接采用的是气体火焰焊接技术。现有技术中，气体火焰焊接技术普遍采用的是水平火焰气焊方式，火嘴接近工件焊点时采用水平运动的方式，但是在实际应用中也存在以下难以克服的缺陷，例如对于U管部位两侧有挡板的换热器而言就不适用，因为换热器的挡板会阻挡水平喷射的火焰，必须辅以人工焊接，从而导致生产效率低，质量难以保证，成本高，逼近焊接时容易受到助焊剂中有毒成份的侵害致损伤操作人员，因而，迫切需要能够解决具有挡板的换热器的焊接技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种新型自动火焰焊接机，火嘴作垂直运动，即火嘴接近工件焊点位置时采用垂直运动的方式，该火焰焊接机能够有效解决具有挡板的换热器的焊接问题，有效提高焊接质量和焊接效率，而且操控方便。

本发明的第二个目的在于提供上述新型自动火焰焊接机的焊接方法。

为了实现第一个目的，本发明按照以下技术方案实现：

一种新型自动火焰焊接机，包括有机架、设置于机架中的工件夹具、设置于机架上的三自由度位移机构及设置于三自由度位移机构上的焊接火排，其中，所述焊接火排位于工件夹具上方位置，包括有若干垂直布置的焊接火嘴，每一焊接火嘴在其下端部设置横向喷火口。

进一步，所述焊接火排包括有一火嘴安装座及若干均匀垂直安装在火嘴安装座中的焊接火嘴，其中，该火嘴安装座设置于三自由度位移机构上，采取与主坐标轴平行(垂直为主)的主要运动方式，该焊接火嘴采用双排布置结构，且每一焊接火嘴在其下端部设置的横向喷火口，以达到对每个焊接点采取两侧水平夹焊的目的，每一喷火口能够接近焊点以短焰喷焊使焊接质量更有保证。

进一步，所述火嘴安装座的内部设置有水冷却降温系统，以达到保证火嘴安装座的安全性及延长其使用寿命的目的。

进一步，所述三自由度位移机构包括有支撑座、设置于支撑座上的水平左右位移组件、设置于水平左右位移组件上的水平前后位移组件、及设置于水平前后位移组件上的垂直上下位移组件，其中：该支撑座固定在机架上；该水平左右位移组件包括有设置于支撑座上的第一电机和与第一电机传动连接的左右滑座；该水平前后位移组件包括有设置于左右滑座上的第二电机和与第二电机传动连接的前后滑座；该垂直上下位移组件包括有设置于前后滑座上的第三电机和与第三电机传动连接的火排连接座。

进一步，所述工件夹具为水平安置的二工位夹具旋转平台结构，包括有转盘、二工位夹具平台、及连接转盘和二工位夹具平台的连接杆，其中：该二工位夹具平台整体通过连接杆水平架设于转盘上方，其设置有对称布置的第一装夹工位和第二装夹工位；该转盘底部设置有驱动转盘180度往复摆动的驱动传动结构，转盘通过连接杆带动二工位夹具平台随之180度往复摆动。

进一步，所述二工位夹具平台对应第一装夹工位和第二装夹工位分别设置有水平夹紧调节结构。

进一步，所述机架对应二工位夹具平台的位置设置有一用于压紧待加工工件以防脱落的顶推夹紧结构，该顶推夹紧结构包括有一固定在位的气缸及与气缸活塞杆紧固连接的顶推块。

进一步，所述工件夹具还包括有工件高度调节结构，该工件高度调节结构包括有位于转盘的支杆和导向杆、及穿套于支杆上的升降平台，其中：该支杆的两端分别连接转盘和二工位夹具平台，且支杆外壁设置有齿条；该升降平台设置有升降电机、由升降电机驱动且与支杆齿条啮合传动配合的齿轮、及位于升降平台两侧且与导向杆滑配连接的导向块；该导向杆独立于连接杆垂直布置或依附于连接杆垂直布置。

进一步，所述支杆为中空套筒结构，其内穿套设置有一用于保证二工位夹具平台稳定性的定位杆，该定位杆向上活动穿过二工位夹具平台中部位置后与位于机架上方的支承架连接配合。

为了实现第二个目的，本发明按照以下技术方案实现：

新型自动火焰焊接机的焊接方法，所述焊接机的焊接火嘴以垂直运动方式接近待加工工件的焊点位置且对焊点位置进行焊接，具体包括有以下步骤：

S1、在装料区将待加工工件装夹在第一装夹工位或第二装夹工位，锁紧待加工工件，然后整个工件夹具转动180度，装好的待加工工件转动到焊接区，此时顶推夹紧结构的顶推块伸出正好顶住待加工工件，进一步稳定住待加工工件；

S2、通过调节三自由度位移机构，使得焊接火排位于待加工工件上方，然后焊接火排垂直下降接近待加工工件的焊接位置；

S3、点火，火焰从喷火口喷出，将焊环加热融化，以达到焊接固定目的；

S4、焊接完毕，通过调节三自由度位移机构，使得焊接火排上升，松开顶推夹紧结构，然后将工件夹具转动180度，即可在装料区卸下完成焊接的工件；

S5、重复以上S1至S4步骤，可以在焊接的同时在另一工位进行装料和卸料，如此交替循环，直至完成所有工件的焊接。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本发明的火焰焊接机采用的是在火嘴与待加工工件相对位置精确确定的情况下火焰由上往下移动接近待加工工件的焊口的焊接方式，可以有效解决具有挡板的换热器的焊接问题，有效提高焊接质量和焊接效率，而且操控方便，对操控人员的要求低，具有较好的经济效益和社会效益。

为了能更清晰的理解本发明，以下将结合附图说明阐述本发明的具体实施方式。

附图说明

图1是本发明的火焰焊接机的整机结构示意图。

图2是图1中三自由度位移机构的结构示意图。

图3是图1中焊接火排的结构示意图。

图4是图3中焊接火嘴的结构示意图。

图5是图1中工件夹具的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述新型自动火焰焊接机，包括有机架1、设置于机架中的工件夹具2、设置于机架上的三自由度位移机构3及设置于三自由度位移机构上的焊接火排4。

如图1、3、4所示，上述焊接火排4包括有一火嘴安装座41及若干均匀垂直安装在火嘴安装座中的焊接火嘴42，其中，该火嘴安装座41设置于三自由度位移机构3上且位于工件夹具2上方，该焊接火嘴42采用双排布置结构，且每一焊接火嘴42在其下端部的两侧壁位置设置有横向喷火口421。进一步，火嘴安装座的内部设置有水冷却降温系统，以达到保证火嘴安装座的安全性及延长其使用寿命的目的。

如图1、2所示，上述三自由度位移机构3包括有支撑座31、设置于支撑座上的水平左右位移组件32、设置于水平左右位移组件上的水平前后位移组件33、及设置于水平前后位移组件上的垂直上下位移组件34，其中：该支撑座31固定在机架1上；该水平左右位移组件32包括有设置于支撑座上的第一电机321和与第一电机传动连接的左右滑座322；该水平前后位移组件33 包括有设置于左右滑座上的第二电机331和与第二电机传动连接的前后滑座 332；该垂直上下位移组件34包括有设置于前后滑座上的第三电机341和与第三电机传动连接的火排连接座342。

如图1、5所示，上述工件夹具2为二工位夹具旋转平台结构，包括有转盘21、二工位夹具平台22、及连接转盘和二工位夹具平台的连接杆23，其中：该二工位夹具平台22整体通过连接杆23水平架设于转盘21上方，二工位夹具平台22设置有对称布置的第一装夹工位221和第二装夹工位222；该转盘 21底部设置有驱动转盘180度往复摆动的驱动传动结构，转盘21通过连接杆 23带动二工位夹具平台21随之180度往复摆动。

进一步，所述二工位夹具平台22对应第一装夹工位221和第二装夹工位 222分别设置有水平夹紧调节结构223、224；所述机架1对应二工位夹具平台22的位置设置有一用于压紧待加工工件以防脱落的顶推夹紧结构5，该顶推夹紧结构5包括有一固定在位的气缸及与气缸活塞杆紧固连接的顶推块。

进一步，所述工件夹具2还包括有工件高度调节结构，该工件高度调节结构包括有位于转盘的支杆24和导向杆25、及穿套于支杆上的升降平台26，其中：该支杆24的两端分别连接转盘和二工位夹具平台，且支杆外壁设置有齿条241；该升降平台26设置有升降电机261、由升降电机261驱动且与支杆齿条啮合传动配合的齿轮(内部结构图中未示出)、及位于升降平台两侧且与导向杆滑配连接的导向块262；该导向杆25独立于连接杆垂直布置或依附于连接杆垂直布置。工件高度调节结构可以支撑托住待加工工件的底部，实现待加工工件的高度调节。

较好的，所述支杆24为中空套筒结构，其内穿套设置有一用于保证二工位夹具平台稳定性的定位杆，该定位杆向上活动穿过二工位夹具平台中部位置后与位于机架上方的支承架连接配合(图中未示出)。

如图1所示，本发明火焰焊接机的焊接方法包括有以下步骤：

S1、在装料区将待加工工件装夹在第一装夹工位或第二装夹工位，锁紧待加工工件，然后整个工件夹具转动180度，装好的待加工工件转动到焊接区，此时顶推夹紧结构的顶推块伸出正好顶住待加工工件，进一步稳定住待加工工件；

S2、通过调节三自由度位移机构，使得焊接火排位于待加工工件上方，然后三自由度位移机构带动焊接火排垂直下降接近待加工工件的焊接位置；

S3、点火，火焰从喷火口喷出，将焊环加热融化，以达到焊接固定目的；

S4、焊接完毕，通过调节三自由度位移机构，使得焊接火排上升，松开顶推夹紧结构，然后将工件夹具转动180度，即可在装料区卸下完成焊接的工件；

S5、重复以上S1至S4步骤，可以在焊接的同时在另一工位进行装料和卸料，如此交替循环，直至完成所有工件的焊接。

本发明并不局限于上述具体实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的权利要求和等同技术范围之内，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (7)

1.一种新型自动火焰焊接机，包括有机架及设置于机架中的工件夹具，其特征在于：还包括有设置于机架上的三自由度位移机构及设置于三自由度位移机构上的焊接火排，其中，所述焊接火排位于工件夹具上方位置，包括有若干垂直布置的焊接火嘴，每一焊接火嘴在其下端部设置有横向喷火口；

所述工件夹具为二工位夹具旋转平台结构，包括有转盘、二工位夹具平台、连接转盘、二工位夹具平台的连接杆和工件高度调节结构，其中：

该二工位夹具平台整体通过连接杆水平架设于转盘上方，其设置有对称布置的第一装夹工位和第二装夹工位；

该转盘底部设置有驱动转盘180度往复摆动的驱动传动结构，转盘通过连接杆带动二工位夹具平台随之180度往复摆动；

该工件高度调节结构包括有位于转盘的支杆和导向杆、穿套于支杆上的升降平台；

该支杆的两端分别连接转盘和二工位夹具平台，且支杆外壁设置有齿条；

该升降平台设置有升降电机、由升降电机驱动且与支杆齿条啮合传动配合的齿轮、位于升降平台两侧且与导向杆滑配连接的导向块；

该导向杆独立于连接杆垂直布置。

2.根据权利要求1所述一种新型自动火焰焊接机，其特征在于：所述焊接火排包括有一火嘴安装座及若干均匀垂直安装在火嘴安装座中的焊接火嘴，其中，该火嘴安装座设置于三自由度位移机构上，该焊接火嘴采用双排布置结构，且每一焊接火嘴在其下端部设置横向有喷火口。

3.根据权利要求2所述一种新型自动火焰焊接机，其特征在于：所述三自由度位移机构包括有支撑座、设置于支撑座上的水平左右位移组件、设置于水平左右位移组件上的水平前后位移组件、设置于水平前后位移组件上的垂直上下位移组件，其中：该支撑座固定在机架上；该水平左右位移组件包括有设置于支撑座上的第一电机和与第一电机传动连接的左右滑座；该水平前后位移组件包括有设置于左右滑座上的第二电机和与第二电机传动连接的前后滑座；该垂直上下位移组件包括有设置于前后滑座上的第三电机和与第三电机传动连接的火排连接座；所述火嘴安装座内部设置有水冷却降温系统。

4.根据权利要求1所述一种新型自动火焰焊接机，其特征在于：所述二工位夹具平台对应第一装夹工位和第二装夹工位分别设置有水平夹紧调节结构。

5.根据权利要求1所述一种新型自动火焰焊接机，其特征在于：所述机架对应二工位夹具平台的位置设置有一用于压紧待加工工件以防脱落的顶推夹紧结构，该顶推夹紧结构包括有一固定在位的气缸及与气缸活塞杆紧固连接的顶推块。

6.根据权利要求1所述一种新型自动火焰焊接机，其特征在于：所述支杆为中空套筒结构，其内穿套设置有一用于保证二工位夹具平台稳定性的定位杆，该定位杆向上活动穿过二工位夹具平台中部位置后与位于机架上方的支承架连接配合。

7.根据权利要求1-6任一项所述新型自动火焰焊接机的焊接方法，其特征在于：所述焊接机的焊接火嘴以垂直运动方式接近待加工工件的焊点位置且对焊点位置进行焊接，具体包括有以下步骤：

S1、在装料区将待加工工件装夹在第一装夹工位或第二装夹工位，锁紧待加工工件，然后整个工件夹具转动180度，装好的待加工工件转动到焊接区，此时顶推夹紧结构的顶推块伸出正好顶住待加工工件，进一步稳定住待加工工件；

S2、通过调节三自由度位移机构，使得焊接火排位于待加工工件上方，然后焊接火排垂直下降接近待加工工件的焊接位置；

S3、点火，火焰从喷火口喷出，将焊环加热融化，以达到焊接固定目的；

S4、焊接完毕，通过调节三自由度位移机构，使得焊接火排上升，松开顶推夹紧结构，然后将工件夹具转动180度，即可在装料区卸下完成焊接的工件；

S5、重复以上S1至S4步骤，可以在焊接的同时在另一工位进行装料和卸料，如此交替循环，直至完成所有工件的焊接。

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