CN108213958A - 一种用于电极帽检修的摆臂一体机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接技术领域，具体是一种用于电极帽检修的摆臂一体机，包括安装机架、摆臂组件、X轴运动组件、Z轴运动组件、电极帽自动拆装修磨一体设备和控制器，本发明能够自动对电极帽自动拆装修磨一体设备进行定位，并自动完成对焊机的电极帽进行修磨、拆装、更换等检修过程，且能够适用固定式焊机，不会对固定焊接的焊接作业产生干涉影响。

Description

一种用于电极帽检修的摆臂一体机

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体是一种用于电极帽检修的摆臂一体机。

背景技术

焊接使用的电极帽在焊接作业中产生表面高温氧化，受压力作用产生变形，氧化层增大了电极的电阻会减少焊接电流，电极帽的变形会使电极的先端面积增大使焊接的电流分散，因而影响焊接质量及增大耗能，受损的电极帽将严重影响焊接质量。为了消除电极帽的磨损和电极氧化层对焊接的不良影响，通常做法是在电极帽使用一定次数后对电极帽进行修磨，当被修磨的电极帽外壁厚度小于规定允许的厚度时，需要更换新的电极帽。

为了实现电极帽修磨、拆装、更换等检修过程的全自动化，申请人在先申请的中国发明专利201510213020.1公开了一种电极帽自动拆装修磨一体设备。但是，针对固定式焊机的电极帽进行检修时，每次检修都需要人工将电极帽自动拆装修磨一体设备移动至焊机的电极帽处，每次都需要校准位置，过程较为繁琐，而且人工调节校准误差较大。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明的任务是提供一种用于电极帽检修的摆臂一体机，该摆臂一体机能够自动对电极帽自动拆装修磨一体设备进行定位，并自动完成对焊机的电极帽进行修磨、拆装、更换等检修过程，能够适用固定式焊机，且不会对固定焊接的焊接作业产生干涉影响。

本发明任务通过下列技术方案来实现：

一种用于电极帽检修的摆臂一体机，包括：

安装机架，所述安装机架固定在地面或者焊机上，安装机架上固定安装一个旋转电机；

摆臂组件，所述摆臂组件包括摆臂和摆臂安装座，所述摆臂安装座与所述旋转电机的转轴固定连接，所述摆臂安装在摆臂安装座上，所述旋转电机能够驱动摆臂组件在Y-Z平面转动；

X轴运动组件，所述X轴运动组件包括摆臂连接板和两个相背气缸，分别为第一气缸和第二气缸，第一气缸包括第一缸体和第一活塞杆，第二气缸包括第二缸体和第二活塞杆，第一缸体固定安装在摆臂上，第一活塞杆和第二活塞杆上还分别固定第一安装板和第二安装板，摆臂连接板固定安装在所述摆臂上，第一缸体固定安装在摆臂连接板上，第二缸体安装在第一安装板上，第一活塞杆和第二活塞杆均能够在X轴方向运动且运动方向向背，第一气缸和第二气缸配合形成一个双气缸四工位运动机构；

Z轴运动组件，所述Z轴运动组件包括丝杠运动机构，丝杠升降机构包括伺服电机、丝杠和运动座，伺服电机带动丝杠转动进而带动运动座进行升降运动，伺服电机固定安装在所述第二安装板上且丝杠的方向与所述摆臂的方向平行；

电极帽自动拆装修磨一体设备，所述电极帽自动拆装修磨一体设备固定安装在所述运动座上设置的安装架上，电极帽自动拆装修磨一体设备沿X轴方向设有对上电极帽进行更换的上电极帽自动供给装置、对电极帽进行修磨的电极帽修磨装置、对电极帽进行拆卸的电极帽拆卸装置和对下电极帽进行更换的下电极帽自动供给装置；

控制器，所述控制器分别与所述旋转电机、第一气缸、第二气缸、伺服电机和电极帽自动拆装修磨一体设备连接并对其进行控制。

优选，所述旋转电机上设有减速传感器和刹车传感器，所述电极帽自动拆装修磨一体设备随所述摆臂转动至检修位置前，摆臂或摆臂安装座触发减速传感器并通过所述控制器控制所述旋转电机减速，所述电极帽自动拆装修磨一体设备随所述摆臂转动至检修位置时，摆臂或摆臂安装座触发刹车传感器并通过所述控制器控制所述旋转电机刹车停止。

优选，所述摆臂安装座或者所述旋转电机上还设有两个限位块，分别为检修位置限位块和回收位置限位块，检修位置限位块用于对所述摆臂转动至检修位置时对摆臂进行限位，回收位置限位块用于对所述摆臂转动至回收位置时对摆臂进行限位，进一步，优选检修位置时，摆臂为竖直状态，电极帽自动拆装修磨一体设备位于摆臂的上端，回收位置时，摆臂为水平状态，且电极帽自动拆装修磨一体设备位于远离焊机电极帽的方向。

优选，所述摆臂连接板上设有用于对所述第一活塞杆的行程止点进行限位的第一液压缓冲器，所述第一安装板上设有用于对所述第二活塞杆的行程止点进行限位的第二液压缓冲器，所述Z轴运动组件还包括用于防止所述运动座意外撞击所述伺服电机或者所述第二安装板的第三液压缓冲器，所述第三液压缓冲器固定安装在所述伺服电机或者所述第二安装板上。

优选，所述运动座上沿丝杠的运动方向安装有三个传感器，分别为用于防止运动座超过行程的上极限位置传感器和下极限位置传感器，以及用于装机调试定位原点的伺服原点位置传感器；所述电极帽自动拆装修磨一体设备上安装有用于检测焊机的上、下电极上是否有电极帽的感应器。

优选，所述摆臂连接板和所述第二安装板上分别设有在X轴方向相互配合的第一导轨副组件，所述第二安装板和所述安装架上分别设有在Z轴方向相互配合的第二导轨副组件。

优选，所述摆臂连接板上设有用于调节摆臂连接板与摆臂之间夹角的角度微调机构，所述角度微调结构包括第一固定螺栓、第二固定螺栓和调节螺栓，摆臂连接板与摆臂通过第一固定螺栓铰接，调节螺栓与摆臂螺纹连接且调节螺栓的一端顶在摆臂连接板上，摆臂连接板和摆臂上设有对应的弧形槽，第二固定螺栓穿过弧形槽并能将形成夹角的摆臂连接板与摆臂固定在一起。

优选，所述摆臂上还安装有配重块，配重块和所述摆臂连接板分别位于所述摆臂安装座的相对两侧。

优选，所述摆臂通过紧固螺栓安装在所述摆臂安装座上并能调节安装位置，所述摆臂安装座上还安装有碎屑收集盘，所述碎屑收集盘位于所述电极帽自动拆装修磨一体设备的正下方。

优选，所述X轴运动组件上还安装有防尘罩，所述防尘罩为安装在所述第二安装板上并能随第二安装板运动而伸缩的伸缩波纹套。

本发明摆臂一体机，具有如下有益效果：①通过设置摆臂组件，依靠旋转电机输出转矩使电极帽自动拆装修磨一体设备摆动到检修位置或不检修位置，当不需要对电极帽检修时，即转动至不检修位置，避免对焊机的正常工作产生干涉，当需要对电极帽进行检修时，及转动至检修位置；②X轴运动组件中的两个气缸向背设置，形成一个双气缸四工位运动机构，通过两个气缸的组合动作，可以形成四个固定的工位，通过预先设置，可以使得电极帽自动拆装修磨一体设备在更换上电极帽、修磨电极帽、拆卸电极帽、换下电极帽四个工位实现准确定位，结构简单，控制方便；Z轴运动组件采用丝杠运动机构，能够实现对电极帽自动拆装修磨一体设备在Z轴方向任意位置准确定位，并能实现一边转动电极帽一边拖动电极帽远离电机臂的功能，使电极帽能够更轻易地拆卸，针对固定式焊机的电极帽修磨和换帽非常实用；③通过设置减速传感器，使得所述电极帽自动拆装修磨一体设备随所述摆臂转动至检修位置前，摆臂触发减速传感器并通过所述控制器控制所述旋转电机减速，减少冲击带来的不利震动；④通过设置检修位置限位块和回收位置限位块，检修位置限位块用于对所述摆臂转动至检修位置时对摆臂进行限位，回收位置限位块用于对所述摆臂转动至回收位置时对摆臂进行限位，使电极帽自动拆装修磨一体设备定位更加准确，且通过限位块对摆臂进行限位，能够减轻旋转电机的负荷；⑤设置三个液压缓冲器，有利于提高定位效果，且能够起到缓冲减震的效果；⑥设置上极限位置传感器和下极限位置传感器，防止伺服电机带动运动座超程运行，设置伺服原点位置传感器，用于装机调试时定位基点；⑦设置第一导轨副组件和第二导轨副组件，分担电极帽自动拆装修磨一体设备及其安装架的重量，使X轴方向和Z轴方向上的活动更加顺畅；⑧设置角度微调机构，装机调试时可以微调电极帽自动拆装修磨一体设备的角度，使其水平方向更容易保证；⑨摆臂上安装配重块，有利于摆臂的稳定，并减轻轻旋转电机的负荷；⑩设置碎屑收集盘，能够收集电极帽检修过程中产生的金属屑；口置伸缩波纹套防尘罩，既能够防止电极帽检修过程中产生的碎屑落入X轴运动组件影响其性能，又不妨碍X轴运动组件的正常运行。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的效果作进一步说明，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明用于电极帽检修的摆臂一体机的结构示意图之一；

图2是本发明用于电极帽检修的摆臂一体机的结构示意图之二；

图3是设有防尘罩的本发明电极帽检修的摆臂一体机的结构示意图；

其中：1-安装机架，11-旋转电机，2-摆臂组件，21-摆臂，22-摆臂安装座，23-配重块，3-X轴运动组件，31-第一气缸，312-第一活塞杆，313-第一安装板，32-第二气缸，322-第二活塞杆，323-第二安装板，33-摆臂连接板，341-第一导轨副组件，3-第二导轨副组件，351-第一固定螺栓，352-第二固定螺栓，353-调节螺栓，354-弧形槽，4-Z轴运动组件，41-伺服电机，431-安装架，5-电极帽自动拆装修磨一体设备，51-上电极帽自动供给装置，52-电极帽修磨装置，53-电极帽拆卸装置，54-下电极帽自动供给装置，61-第一液压缓冲器，62-第二液压缓冲器，63-第三液压缓冲器，71-减速传感器，72-刹车传感器，73-上极限位置传感器，75-伺服原点位置传感器，76-感应器，8-碎屑收集盘，9-防尘罩。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处说描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例中的电极帽自动拆装修磨一体设备5，为申请人在先申请的中国发明专利201510213020.1公开的一种电极帽自动拆装修磨一体设备，或者具有类似功能结构设备。

如图1-2所示，用于电极帽检修的摆臂一体机，包括：安装机架1、摆臂组件2、X轴运动组件3、Z轴运动组件4、电极帽自动拆装修磨一体设备5和控制器。

安装机架1固定在地面或者焊机上，安装机架1上固定安装一个旋转电机11。

摆臂组件2包括摆臂21和摆臂安装座22，摆臂安装座22与旋转电机11的转轴固定连接，摆臂21安装在摆臂安装座22上，旋转电机11能够驱动摆臂21组件2在Y-Z平面转动。

X轴运动组件3包括摆臂连接板33和两个相背气缸，分别为第一气缸31和第二气缸32，第一气缸31包括第一缸体和第一活塞杆312，第二气缸32包括第二缸体和第二活塞杆322，第一缸体固定安装在摆臂21上，第一活塞杆312和第二活塞杆322上还分别固定第一安装板313和第二安装板323，摆臂连接板33固定安装在摆臂21上，第一缸体固定安装在摆臂连接板33上，第二缸体安装在第一安装板313上，第一活塞杆312和第二活塞杆322均能够在X轴方向运动且运动方向向背，第一气缸31和第二气缸32配合形成一个双气缸四工位运动机构。

Z轴运动组件4包括丝杠运动机构，丝杠升降机构包括伺服电机41、丝杠和运动座，伺服电机41带动丝杠转动进而带动运动座进行升降运动，伺服电机41固定安装在第二安装板323上且丝杠的方向与摆臂21的方向平行。

电极帽自动拆装修磨一体设备5，电极帽自动拆装修磨一体设备5固定安装在运动座上设置的安装架431上，电极帽自动拆装修磨一体设备5沿X轴方向设有对上电极帽进行更换的上电极帽自动供给装置51、对电极帽进行修磨的电极帽修磨装置52、对电极帽进行拆卸的电极帽拆卸装置53和对下电极帽进行更换的下电极帽自动供给装置54。控制器，控制器分别与旋转电机11、第一气缸31、第二气缸32、伺服电机41和电极帽自动拆装修磨一体设备5连接并对其进行控制。

检修位置时，摆臂21为竖直状态(即摆臂角度为90°)，电极帽自动拆装修磨一体设备5位于摆臂21的上端，回收位置时，摆臂21为水平状态(即摆臂角度为0°)，且电极帽自动拆装修磨一体设备5位于远离焊机电极帽的方向。

旋转电机11上设有减速传感器71和刹车传感器72，电极帽自动拆装修磨一体设备5随摆臂21转动至检修位置前(优选摆臂角度为45°-90°之间时)，摆臂安装座22触发减速传感器71并通过控制器控制旋转电机11减速，电极帽自动拆装修磨一体设备5随摆臂21转动至检修位置时(即摆臂角度为90°)，摆臂安装座22触发刹车传感器72并通过控制器控制旋转电机11刹车停止。

摆臂安装座22或者旋转电机11上还设有两个限位块，分别为检修位置限位块和回收位置限位块，检修位置限位块用于对摆臂21转动至检修位置时对摆臂21进行限位，回收位置限位块用于对摆臂21转动至回收位置时对摆臂21进行限位。

摆臂连接板33上设有用于对第一活塞杆312的行程止点进行限位的第一液压缓冲器61，第一安装板313上设有用于对第二活塞杆322的行程止点进行限位的第二液压缓冲器62，Z轴运动组件4还包括用于防止运动座意外撞击伺服电机41或者第二安装板323的第三液压缓冲器63，第三液压缓冲器63固定安装在伺服电机41或者第二安装板323上。

运动座上沿丝杠的运动方向安装有三个传感器，分别为用于防止运动座超过行程的上极限位置传感器73和下极限位置传感器，以及用于装机调试定位原点的伺服原点位置传感器75；电极帽自动拆装修磨一体设备5上安装有用于检测焊机的上、下电极上是否有电极帽的感应器76。

摆臂连接板33和第二安装板323上分别设有在X轴方向相互配合的第一导轨副组件341，第二安装板323和安装架431上分别设有在Z轴方向相互配合的第二导轨副组件3。

摆臂连接板33上设有用于调节摆臂连接板33与摆臂21之间夹角的角度微调机构，角度微调结构包括第一固定螺栓351、第二固定螺栓352和调节螺栓353，摆臂连接板33与摆臂21通过第一固定螺栓351铰接，调节螺栓353与摆臂21螺纹连接且调节螺栓353的一端顶在摆臂连接板33上，摆臂连接板33和摆臂21上设有对应的弧形槽354，第二固定螺栓352穿过弧形槽354并能将形成夹角的摆臂连接板33与摆臂21固定在一起。

摆臂21上还安装有配重块23，配重块23和摆臂连接板33分别位于摆臂安装座22的相对两侧。

摆臂21通过紧固螺栓安装在摆臂安装座22上并能调节安装位置，摆臂安装座22上还安装有碎屑收集盘8，碎屑收集盘8位于电极帽自动拆装修磨一体设备5的正下方。

作为优选的实施例，如图3所示，X轴运动组件3上还安装有防尘罩9，防尘罩9为安装在第二安装板323上并能随第二安装板323运动而伸缩的伸缩波纹套。

其中，有些说明书实施例中涉及的结构由于被遮挡，附图中没有标出，但不应影响本实施例的解释效果和解释范围。

使用时，本发明用于电极帽检修的摆臂一体机，通过安装机架安装在地面或者焊机上，通过设置摆臂组件2，依靠旋转电机11输出转矩使电极帽自动拆装修磨一体设备5摆动到检修位置或不检修位置，当不需要对电极帽检修时，即转动至不检修位置，避免对焊机的正常工作产生干涉，当需要对电极帽进行检修时，及转动至检修位置；X轴运动组件3中的两个气缸向背设置，形成一个双气缸四工位运动机构，通过两个气缸的组合动作，可以形成四个固定的工位，通过预先设置，可以使得电极帽自动拆装修磨一体设备5在更换上电极帽、修磨电极帽、拆卸电极帽、换下电极帽四个工位实现准确定位，结构简单，控制方便；Z轴运动组件4采用丝杠运动机构，能够实现对电极帽自动拆装修磨一体设备5在Z轴方向任意位置准确定位，并能实现一边转动电极帽一边拖动电极帽远离电机臂的功能，使电极帽能够更轻易地拆卸，针对固定式焊机的电极帽修磨和换帽非常实用；通过设置减速传感器71，使得电极帽自动拆装修磨一体设备5随摆臂21转动至检修位置前，摆臂21或摆臂安装座触发减速传感器71并通过控制器控制旋转电机11减速，减少冲击带来的不利震动；通过设置检修位置限位块和回收位置限位块，检修位置限位块用于对摆臂21转动至检修位置时对摆臂21进行限位，回收位置限位块用于对摆臂21转动至回收位置时对摆臂21进行限位，使电极帽自动拆装修磨一体设备5定位更加准确，且通过限位块对摆臂21进行限位，能够减轻旋转电机11的负荷；设置三个液压缓冲器，有利于提高定位效果，且能够起到缓冲减震的效果；设置上极限位置传感器73和下极限位置传感器，防止伺服电机41带动运动座超程运行，设置伺服原点位置传感器75，用于装机调试时定位基点；通过设置第一导轨副组件341和第二导轨副组件3，分担电极帽自动拆装修磨一体设备5及其安装架431的重量，使X轴方向和Z轴方向上的活动更加顺畅；设置角度微调机构，装机调试时可以微调电极帽自动拆装修磨一体设备5的角度，使其水平方向更容易保证；摆臂21上安装配重块23，有利于摆臂21的稳定，并减轻轻旋转电机11的负荷；设置碎屑收集盘8，能够收集电极帽检修过程中产生的金属屑；设置伸缩波纹套防尘罩9，既能够防止电极帽检修过程中产生的碎屑落入X轴运动组件3影响其性能，又不妨碍X轴运动组件3的正常运行。

本发明详细介绍了一些实施方式及其附图，但本发明不限于这些实施例及其附图，尤其不限于附图中的用于电极帽检修的摆臂一体机形状，附图中示出的是各种各样的形状中较为美观的用于电极帽检修的摆臂一体机，虽然此形状不是本发明保护要求保护的技术点，只要本领域普通技术人员根据本发明，不付出创造性劳动，对其进行修改、等同替换、改进等而得到的其他实施方式及其附图，均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于电极帽检修的摆臂一体机，其特征在于，包括：

安装机架，所述安装机架固定在地面或者焊机上，安装机架上固定安装一个旋转电机；

摆臂组件，所述摆臂组件包括摆臂和摆臂安装座，所述摆臂安装座与所述旋转电机的转轴固定连接，所述摆臂安装在摆臂安装座上，所述旋转电机能够驱动摆臂组件在Y-Z平面转动；

X轴运动组件，所述X轴运动组件包括摆臂连接板和两个相背气缸，分别为第一气缸和第二气缸，第一气缸包括第一缸体和第一活塞杆，第二气缸包括第二缸体和第二活塞杆，第一缸体固定安装在摆臂上，第一活塞杆和第二活塞杆上还分别固定第一安装板和第二安装板，摆臂连接板固定安装在所述摆臂上，第一缸体固定安装在摆臂连接板上，第二缸体安装在第一安装板上，第一活塞杆和第二活塞杆均能够在X轴方向运动且运动方向向背，第一气缸和第二气缸配合形成一个双气缸四工位运动机构；

Z轴运动组件，所述Z轴运动组件包括丝杠运动机构，丝杠升降机构包括伺服电机、丝杠和运动座，伺服电机带动丝杠转动进而带动运动座进行升降运动，伺服电机固定安装在所述第二安装板上且丝杠的方向与所述摆臂的方向平行；

电极帽自动拆装修磨一体设备，所述电极帽自动拆装修磨一体设备固定安装在所述运动座上设置的安装架上，电极帽自动拆装修磨一体设备沿X轴方向设有对上电极帽进行更换的上电极帽自动供给装置、对电极帽进行修磨的电极帽修磨装置、对电极帽进行拆卸的电极帽拆卸装置和对下电极帽进行更换的下电极帽自动供给装置；

控制器，所述控制器分别与所述旋转电机、第一气缸、第二气缸、伺服电机和电极帽自动拆装修磨一体设备连接并对其进行控制。

2.根据权利要求1所述的用于电极帽检修的摆臂一体机，其特征在于，所述旋转电机上设有减速传感器和刹车传感器，所述电极帽自动拆装修磨一体设备随所述摆臂转动至检修位置前，摆臂或摆臂安装座触发减速传感器并通过所述控制器控制所述旋转电机减速，所述电极帽自动拆装修磨一体设备随所述摆臂转动至检修位置时，摆臂或摆臂安装座触发刹车传感器并通过所述控制器控制所述旋转电机刹车停止。

3.根据权利要求1所述的用于电极帽检修的摆臂一体机，其特征在于，所述摆臂安装座或者所述旋转电机上还设有两个限位块，分别为检修位置限位块和回收位置限位块，检修位置限位块用于对所述摆臂转动至检修位置时对摆臂进行限位，回收位置限位块用于对所述摆臂转动至回收位置时对摆臂进行限位。

4.根据权利要求1所述的用于电极帽检修的摆臂一体机，其特征在于，所述摆臂连接板上设有用于对所述第一活塞杆的行程止点进行限位的第一液压缓冲器，所述第一安装板上设有用于对所述第二活塞杆的行程止点进行限位的第二液压缓冲器，所述Z轴运动组件还包括用于防止所述运动座意外撞击所述伺服电机或者所述第二安装板的第三液压缓冲器，所述第三液压缓冲器固定安装在所述伺服电机或者所述第二安装板上。

5.根据权利要求1所述的用于电极帽检修的摆臂一体机，其特征在于，所述运动座上沿丝杠的运动方向安装有三个传感器，分别为用于防止运动座超过行程的上极限位置传感器和下极限位置传感器，以及用于装机调试定位原点的伺服原点位置传感器；所述电极帽自动拆装修磨一体设备上安装有用于检测焊机的上、下电极上是否有电极帽的感应器。

6.根据权利要求1所述的用于电极帽检修的摆臂一体机，其特征在于，所述摆臂连接板和所述第二安装板上分别设有在X轴方向相互配合的第一导轨副组件，所述第二安装板和所述安装架上分别设有在Z轴方向相互配合的第二导轨副组件。

7.根据权利要求1所述的用于电极帽检修的摆臂一体机，其特征在于，所述摆臂连接板上设有用于调节摆臂连接板与摆臂之间夹角的角度微调机构，所述角度微调结构包括第一固定螺栓、第二固定螺栓和调节螺栓，摆臂连接板与摆臂通过第一固定螺栓铰接，调节螺栓与摆臂螺纹连接且调节螺栓的一端顶在摆臂连接板上，摆臂连接板和摆臂上设有对应的弧形槽，第二固定螺栓穿过弧形槽并能将形成夹角的摆臂连接板与摆臂固定在一起。

8.根据权利要求1所述的用于电极帽检修的摆臂一体机，其特征在于，所述摆臂上还安装有配重块，配重块和所述摆臂连接板分别位于所述摆臂安装座的相对两侧。

9.根据权利要求1所述的用于电极帽检修的摆臂一体机，其特征在于，所述摆臂通过紧固螺栓安装在所述摆臂安装座上并能调节安装位置，所述摆臂安装座上还安装有碎屑收集盘，所述碎屑收集盘位于所述电极帽自动拆装修磨一体设备的正下方。

10.根据权利要求1所述的用于电极帽检修的摆臂一体机，其特征在于，所述X轴运动组件上还安装有防尘罩，所述防尘罩为安装在所述第二安装板上并能随第二安装板运动而伸缩的伸缩波纹套。