CN107695552A - 卧螺离心机转鼓内壁筋条自动焊接系统及其焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种卧螺离心机转鼓内壁筋条自动焊接系统,包括控制器、机床和安装在机床上的焊接装置;所述焊接装置包括分度装置、焊接摆动装置以及动力传输机构;所述焊接摆动装置包括摆动伺服电机和摆动座;所述小齿轮和半圆齿轮啮合;所述控制器与分度装置、焊接摆动装置以及动力传输机构通信连接。本发明解决了在焊接过程中由于转鼓零件孔经较小并且长度较长,操作人员操作困难,造成有的焊点焊接质量差,焊点不均匀以及焊接零件凹凸不平,零件焊接表面质量差,焊接效率低等造成的焊接质量和效率远远不能满足现在高精度的焊接要求的问题,大大提高了焊接效率和质量,降低了生产成本。

Description

卧螺离心机转鼓内壁筋条自动焊接系统及其焊接方法
技术领域
本发明涉及一种卧螺离心机转鼓内壁筋条自动焊接系统,还涉及到该焊接系统的焊接方法;属于机电领域。
背景技术
在生产制造卧螺离心机产品中,由于转鼓零件的孔(长径比大于4),且零件孔大小不同,其中最小孔径尺寸为250mm,孔内壁需焊接8~16个等分布置筋条。该筋条长度尺寸与零件长度一样,宽10mm、厚2mm,过去一直采用人工进行等分间断点焊,在焊接中由于转鼓零件孔经较小并且长度较长,操作人员操作困难,造成有的焊点焊接质量差,焊点不均匀,焊接零件凹凸不平,零件的焊接表面质量差,焊接效率低;焊接质量和效率已经远远不能满足现在高精度的焊接要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术的缺点,提供一种焊接质量好、精度高且可靠性和稳定性都比较强的卧螺离心机转鼓内壁筋条自动焊接系统;同时提供了该焊接系统的焊接方法。
为了解决以上技术问题,本发明提供一种卧螺离心机转鼓内壁筋条自动焊接系统,包括控制器、机床和安装在机床上的焊接装置;其特征在于:所述焊接装置包括分度装置、焊接摆动装置以及动力传输机构;所述焊接摆动装置包括摆动伺服电机和摆动座;所述摆动伺服电机输出轴上固定安装有小齿轮;所述摆动座外侧固定安装有焊枪,内侧固定安装有半圆静轨,所述半圆静轨内安装有半圆齿轮,所述小齿轮和半圆齿轮啮合;所述控制器与分度装置、焊接摆动装置以及动力传输机构通信连接。
本发明进一步限定的技术特征为:所述动力传输机构包括Z轴移动伸缩机构以及Y轴移动控制机构;
所述 Z轴移动伸缩机构包括Z轴驱动电机、至少三节伸缩杆、第一丝杆传动装置、Z轴滑座以及固定设置在机床上的Z向导轨;所述Z轴驱动电机与第一丝杆传动装置动力连接;所述第一丝杆传动装置的丝杆螺母与Z轴滑座连接;所述伸缩杆前端与焊枪摆动装置固定连接;
所述Y轴移动控制机构包括Y轴驱动电机、固定安装在Z轴滑座上的立柱、套设在立柱上的Y轴滑座以及连接在Y轴驱动电机和Y轴滑座之间的第二丝杆传动装置;所述伸缩杆后端部固定安装在Y轴滑座上。
进一步的,所述分度装置包括传动箱体和通过轴承活动安装在传动箱体内部的分度主轴,所述分度主轴伸出传动箱体的一端固定安装有四爪卡盘;所述传动箱体内部固定安装有分度伺服电机;所述分度伺服电机的输出轴上安装蜗杆,所述蜗杆和安装在分度伺服电机输出轴上的蜗轮构成传动副。
进一步的,所述伸缩杆后端部连接有动力驱动机构。还包括设置在机床上的可移动安装架。所述摆动座的摆动范围为±30°。
本发明还涉及一种卧螺离心机转鼓内壁筋条的自动焊接方法,其特征在于包括以下几个步骤:
第一步、分度主轴箱分度
分度伺服电机接受到控制器指令信号后,分度伺服电机主轴带动蜗杆旋转,并带动蜗轮旋转,蜗轮带动四爪卡盘对焊接件进行旋转至所需转角;
第二步、Y轴上下移动
Y轴伺服电机接受到控制器发送的指令信号后,开始旋转并带动Y轴向的丝杆传动装置旋转,Y轴向的丝杆传动装置上的丝杆螺母带动Y轴滑座做Y轴向的直线上下移动,将焊枪调至所述焊接位置高度;
第三步、Z轴轴向移动
Z轴伺服电机接受到控制器指令信号后,开始旋转并带动Z轴向的丝杆传动装置旋转,Z轴向的丝杆传动装置的丝杆螺母带动Z轴滑座做Z轴向的直线往复移动;将焊枪调至所述焊接位置;
第四步、焊接工作
摆动伺服电机接收控制器的指令信息后开始旋转,其输出轴上固定的小齿轮带动摆动座做摆动,焊枪随之摆动至焊接筋条所需角度进行焊接工作;
第五步、点焊完成后
当前筋条焊接完毕后,控制器发送指令至焊接摆动装置控制退回,重复步骤1至4,直至将待焊筋条焊接完毕。
本发明进一步限定的技术特征为:还包括伸缩杆调节步骤,根据焊接件尺寸长度需要调节伸缩杆的长度。
本发明的有益效果是:本发明解决了在焊接过程中由于转鼓零件孔经较小并且长度较长,操作人员操作困难,造成有的焊点焊接质量差,焊点不均匀以及焊接零件凹凸不平,零件焊接表面质量差,焊接效率低等造成的焊接质量和效率远远不能满足现在高精度的焊接要求的问题,大大提高了焊接效率和质量,降低了生产成本。满足了不同直径的离心机转鼓和长度的零件的焊接。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明分度装置结构示意图。
图3为本发明焊接摆动装置的局部放大图。
图4为焊枪摆动轨迹示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的卧螺离心机转鼓内壁筋条自动焊接系统,如图1-4所示:包括控制器、机床8和安装在机床8上的焊接装置;所述焊接装置包括分度装置1、焊接摆动装置4以及动力传输机构。
所述焊接摆动装置4包括摆动伺服电机4-6和摆动座4-2;摆动伺服电机输出轴上固定安装有小齿轮4-4;所述摆动座外侧固定安装有焊枪4-1,内侧固定安装有半圆静轨4-3,所述半圆静轨内安装有半圆齿轮4-5,所述小齿轮4-4和半圆齿轮4-5啮合;所述控制器与分度装置1、焊接摆动装置4以及动力传输机构通信连接。所述摆动座4-2的摆动范围为±30°。
所述动力传输机构包括Z轴移动伸缩机构以及Y轴移动控制机构;
所述 Z轴移动伸缩机构包括Z轴驱动电机12、至少三节伸缩杆5、第一丝杆传动装置6、Z轴滑座2以及固定设置在机床上的Z向导轨;所述Z轴驱动电机与第一丝杆传动装置动力连接;所述第一丝杆传动装置的丝杆螺母与Z轴滑座连接;所述伸缩杆前端与焊枪摆动装置固定连接;
所述Y轴移动控制机构包括Y轴驱动电机10、固定安装在Z轴滑座上的立柱7、套设在立柱上的Y轴滑座3以及连接在Y轴驱动电机和Y轴滑座之间的第二丝杆传动装置11;所述伸缩杆后端部固定安装在Y轴滑座上。
所述分度装置1包括传动箱体1-6和通过轴承活动安装在传动箱体内部的分度主轴1-1,所述分度主轴伸出传动箱体的一端固定安装有四爪卡盘1-5;所述传动箱体内部固定安装有分度伺服电机1-4;所述分度伺服电机的输出轴上安装蜗杆4-3,所述蜗杆和安装在分度伺服电机输出轴上的蜗轮1-2构成传动副。
所述伸缩杆5后端部连接有动力驱动机构。本发明还包括设置在机床8上的可移动安装架9,可灵活的用于固定焊接件。
本发明还涉及该卧螺离心机转鼓内壁筋条装置的自动焊接方法,其特征在于包括以下几个步骤:
第一步、分度主轴箱分度
分度伺服电机接受到控制器指令信号后,分度伺服电机主轴带动蜗杆旋转,并带动蜗轮旋转,蜗轮带动四爪卡盘对焊接件进行旋转至所需转角;
第二步、Y轴上下移动
Y轴伺服电机接受到控制器发送的指令信号后,开始旋转并带动Y轴向的丝杆传动装置旋转,Y轴向的丝杆传动装置上的丝杆螺母带动Y轴滑座做Y轴向的直线上下移动,将焊枪调至所述焊接位置高度;
第三步、Z轴轴向移动
Z轴伺服电机接受到控制器指令信号后,开始旋转并带动Z轴向的丝杆传动装置旋转,Z轴向的丝杆传动装置的丝杆螺母带动Z轴滑座做Z轴向的直线往复移动;将焊枪调至所述焊接位置;另外还可以根据焊接件尺寸长度需要调节伸缩杆的长度。
第四步、焊接工作
摆动伺服电机接收控制器的指令信息后开始旋转,其输出轴上固定的小齿轮带动摆动座做摆动,焊枪随之摆动至焊接筋条所需角度进行焊接工作;
第五步、点焊完成后
当前筋条焊接完毕后,控制器发送指令至焊接摆动装置控制退回,重复步骤1至4,直至将待焊筋条焊接完毕。
本装置的发明主要是对原来通过人工对离心机转筒内的筋条焊接操作方法进行智能化改进。而采用比较成熟数控技术和PLC 来控制四个伺服电机的脉冲信号量实现Z轴、Y轴的位移、焊枪摆动装置、工件分度装置的摆角,以满足本装置工况需要,且达到焊接全过程的数控化、减少繁重人工操作和提高生产效率和焊接质量。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。

Claims (8)

1.卧螺离心机转鼓内壁筋条自动焊接系统,包括控制器、机床和安装在机床上的焊接装置;其特征在于:所述焊接装置包括分度装置、焊接摆动装置以及动力传输机构;所述焊接摆动装置包括摆动伺服电机和摆动座;所述摆动伺服电机输出轴上固定安装有小齿轮;所述摆动座外侧固定安装有焊枪,内侧固定安装有半圆静轨,所述半圆静轨内安装有半圆齿轮,所述小齿轮和半圆齿轮啮合;所述控制器与分度装置、焊接摆动装置以及动力传输机构通信连接。
2.根据权利要求1所述的卧螺离心机转鼓内壁筋条自动焊接系统,其特征在于:所述动力传输机构包括Z轴移动伸缩机构以及Y轴移动控制机构;
所述Z轴移动伸缩机构包括Z轴驱动电机、至少三节伸缩杆、第一丝杆传动装置、Z轴滑座以及固定设置在机床上的Z向导轨;所述Z轴驱动电机与第一丝杆传动装置动力连接;所述第一丝杆传动装置的丝杆螺母与Z轴滑座连接;所述伸缩杆前端与焊枪摆动装置固定连接;
所述Y轴移动控制机构包括Y轴驱动电机、固定安装在Z轴滑座上的立柱、套设在立柱上的Y轴滑座以及连接在Y轴驱动电机和Y轴滑座之间的第二丝杆传动装置;所述伸缩杆后端部固定安装在Y轴滑座上。
3.根据权利要求2所述的卧螺离心机转鼓内壁筋条自动焊接系统,其特征在于:所述分度装置包括传动箱体和通过轴承活动安装在传动箱体内部的分度主轴,所述分度主轴伸出传动箱体的一端固定安装有四爪卡盘;所述传动箱体内部固定安装有分度伺服电机;所述分度伺服电机的输出轴上安装蜗杆,所述蜗杆和安装在分度伺服电机输出轴上的蜗轮构成传动副。
4.根据权利要求3所述的卧螺离心机转鼓内壁筋条自动焊接系统,其特征在于:所述伸缩杆后端部连接有动力驱动机构。
5.根据权利要求4所述卧螺离心机转鼓内壁筋条自动焊接系统,其特征在于:还包括设置在机床上的可移动安装架。
6.根据权利要求5所述卧螺离心机转鼓内壁筋条自动焊接系统,其特征在于:所述摆动座的摆动范围为±30°。
7.一种卧螺离心机转鼓内壁筋条的自动焊接方法,其特征在于包括以下几个步骤:
第一步、分度主轴箱分度
分度伺服电机接受到控制器指令信号后,分度伺服电机主轴带动蜗杆旋转,并带动蜗轮旋转,蜗轮带动四爪卡盘对焊接件进行旋转至所需转角;
第二步、Y轴上下移动
Y轴伺服电机接受到控制器发送的指令信号后,开始旋转并带动Y轴向的丝杆传动装置旋转,Y轴向的丝杆传动装置上的丝杆螺母带动Y轴滑座做Y轴向的直线上下移动,将焊枪调至所述焊接位置高度;
第三步、Z轴轴向移动
Z轴伺服电机接受到控制器指令信号后,开始旋转并带动Z轴向的丝杆传动装置旋转,Z轴向的丝杆传动装置的丝杆螺母带动Z轴滑座做Z轴向的直线往复移动;将焊枪调至所述焊接位置;
第四步、焊接工作
摆动伺服电机接收控制器的指令信息后开始旋转,其输出轴上固定的小齿轮带动摆动座做摆动,焊枪随之摆动至焊接筋条所需角度进行焊接工作;
第五步、点焊完成后
当前筋条焊接完毕后,控制器发送指令至焊接摆动装置控制退回,重复步骤1至4,直至将待焊筋条焊接完毕。
8.一种如权利要求7所述的卧螺离心机转鼓内壁筋条的自动焊接方法,其特征在于:还包括伸缩杆调节步骤,根据焊接件尺寸长度需要调节伸缩杆的长度。
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