CN108215210A - 一种自动ppr管熔接机器人及熔接方法 - Google Patents
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Abstract
一种自动PPR管熔接机器人及熔接方法，属于管道熔接及智能控制领域。本发明为解决手动熔接PPR管材受人为操作力量、管材推进角度、环境温度、加工时间等因素影响的问题。该自动PPR管熔接机器人及熔接方法包括基座，所述基座上方中间设置有可对不同型号模头加热的模头装夹单元；所述模头装夹单元两侧设置有管材装夹单元，所述管材装夹单元上设置有夹具，用来装夹不同规格的管材，所述夹具上设置有激光发射器和激光接收器，通过单片机驱动丝杠沿导轨进给，实现在最佳熔接温度、加热时间、热熔深度和熔接时间的自动熔接工作。本发明能够实现不同规格管材和管件的自动熔接，并使熔接发生在最佳时间、温度、位置，保证熔接可靠性，提高熔接效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动PPR管熔接机器人及该熔接机器人的熔接方法，属于管道熔接及智能控制领域。
背景技术
PPR管因其具有节能、环保、轻质高强、耐腐蚀、施工和维修简便、使用寿命长等优点，被广泛应用于建筑给排水、城乡给排水、工业流体输送、农业灌溉等建筑业、市政、工业和农业领域。目前，市面上PPR管热熔工具一般属于全手动操作，手动将管件推进熔接器加热模头内，凭借操作者经验，达到加工时间后立即把管件从模头上同时取下，然后手动迅速无旋转地直线均匀插入到所需深度，即完成熔接。这种手动方式受人为操作力量、管材推进角度、环境温度、加工时间等因素影响，导致达不到或错过水管熔接的最佳状态，熔接效果不理想，容易留下漏水隐患。
发明内容
本发明是为了解决手动熔接PPR管时受人为操作的限制，经常达不到或者错过管材熔接的最佳时间和最佳状态，容易留下安全隐患的问题，进而提供一种自动熔接PPR管的熔接机器人及利用该机器人的熔接方法。
本发明为了解决上述问题采用的技术方案是：
1.本发明所涉及的一种自动PPR管熔接机器人及熔接方法是包括基座，所述基座上方中间设置有模头装夹单元，所述模头装夹单元两侧设置有模头，所述模头上设置有温度传感器，所述两侧模头背面各设置有加热芯，所述加热芯与所述模头相连，所述模头装夹单元中间设置有红外热像仪；所述模头装夹单元两侧设置有管材装夹单元，所述管材装夹单元上设置有夹具，所述夹具上设置有激光发射器和激光接收器；所述基座右侧设置有单片机主板，所述单片机主板上方设置有按键，所述按键与单片机主板相连接；所述按键上方设置有显示屏，所述显示屏与所述单片机主板相连接；所述单片机主板左侧设置有继电器，所述继电器和所述加热芯相连接，所述继电器与所述单片机主板相连接；所述激光发射器和激光接收器与所述单片机主板相连接；所述继电器上方设置有步进电机驱动器，所述步进电机驱动器上方设置有步进电机，所述步进电机和所述步进电机驱动器相连接，所述步进电机驱动器与所述单片机主板相连接。
2.作为优选，所述模头装夹单元沿模头导轨滑动。
3.作为优选，所述管材装夹单元上设置有丝杠、夹具和夹具导轨；所述丝杠和所述步进电机相连接；所述夹具上设置有正反螺纹与所述丝杠螺旋连接并沿所述夹具导轨移动；所述夹具内侧设置有橡胶垫圈；所述夹具上设置有扳手，所述扳手采用凸轮结构；所述扳手下方设置有螺杆，所述螺杆与所述夹具采用销联接。
4.本发明所涉及的一种自动PPR管熔接机器人的熔接方法按以下步骤进行：步骤一、按下所述按键中的“电源”，开启机器人，按下所述按键中的“复位”，所述步进电机将所述管材装夹单元恢复到起始状态；步骤二、将管材插入到所述夹具上并夹紧；步骤三、按下所述按键中的“管材选型”，所述显示屏上将显示相对应的熔接数据；步骤四、按下所述按键中的“熔接”，所述加热芯开始对所述模头加热，所述显示屏上显示所述温度传感器的数据；步骤五、到达熔接温度后，所述步进电机驱动所述丝杠进给至所述模头内，管材开始加热，所述温度传感器将所述模头温度数据反馈后，所述继电器将进行环境温度补偿；步骤六、所述单片机启动定时器/计数器功能，倒数加热时间；步骤七、所述步进电机驱动所述丝杠反向进给，撤出管材并撤出所述模头装夹单元；步骤八、所述单片机主板向所述激光发射器发出信号，所述激光接收器接收后，管材与管件将开始熔接，否则对夹具进行微调；步骤九、单片机开启定时器/计数器功能，倒数熔接时间至所述显示屏显示“熔接完成”； 步骤十、开启所述红外热像仪，显示熔接处热像图。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：1．本发明利用集成芯片控制方法和特制机械结构，使管材和管件在最佳时间、温度、位置进行熔接，提高熔接的可靠性，提高加工效率，并且从一定程度上减少了材料的浪费。
2.本发明基于嵌入式系统完成自动熔接，更加智能化，轻巧方便，操作简单，并且可以实现对其他材料的管材进行熔接，有很大的升级空间，利于推广使用。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图。
附图2是本发明的管材装夹单元左示图。图中所示：1-基座，2-模头装夹单元，3-管材装夹单元，4-红外热像仪，5-夹具导轨，6-丝杠，7-橡胶垫圈，8-扳手，9-螺杆，10-圆柱销，11-A—11-D为夹具，12-模头导轨，13-模头，14-步进电机，15-显示屏，16-按键，17-单片机主板，18-步进电机驱动器，19-继电器，20-激光发射器，21-加热芯，22-温度传感器，23-激光接收器。
具体实施方式
具体实施方式一：参阅图1说明本实施方式，所述一种自动PPR管熔接机器人及熔接方法包括基座1，所述基座1上方中间设置有模头装夹单元2，所述模头装夹单元2两侧设置有可配合不同型号的模头13，所述模头13上设置有温度传感器22，所述两侧模头13背面设置有加热芯21，所述加热芯21与所述模头13相连，所述模头装夹单元2中间设置有红外热像仪4；所述模头装夹单元2两侧设置有管材装夹单元3，所述管材装夹单元3上设置有四组夹具11-A、11-B、11-C、11-D，所述夹具11-B、11-C上分别设置有激光发射器20和激光接收器23；所述基座1右侧设置有单片机主板17，所述单片机主板17上方设置有按键16，所述按键16与单片机主板17相连接；所述按键16上方设置有显示屏15，所述显示屏15与所述单片机主板17相连接；所述单片机主板17左侧设置有继电器19，所述继电器19和所述加热芯21相连接，所述继电器19与所述单片机主板17相连接；所述激光发射器20和激光接收器23与所述单片机主板17相连接；所述继电器19上方设置有步进电机驱动器18，所述步进电机驱动器18上方设置有步进电机14，所述步进电机14和所述步进电机驱动器18相连接，所述步进电机驱动器18与所述单片机主板17相连接。
具体实施方式二：请参阅图1说明本实施方式，所述一种自动PPR管机器人及熔接方法，所述模头装夹单元2沿模头导轨12滑动。
具体实施方式三：请参阅图2说明本实施方式，所述一种自动PPR管机器人及熔接方法，所述管材装夹单元上设置有6丝杠、夹具11和夹具导轨5；所述丝杠6和所述步进电机14相连接；所述夹具11上设置有正反螺纹与所述丝杠6螺旋连接并沿所述夹具导轨5移动；所述夹具内侧设置有橡胶垫圈7，所述夹具11上设置有扳手8，所述扳手8采用凸轮结构，使连接更紧固；所述扳手8下方设置有螺杆9，所述螺杆9与所述夹具采用销联接10，用来微调机构松紧，因此管材装夹单元3可以用来装夹不同规格的管材，并在所述单片机17控制下能实现自动对接。
具体实施方式四：请参阅图1和图2说明本实施方式，所述一种自动PPR管熔接机器人的熔接方法按以下步骤进行：
步骤一、按下所述按键16的“电源”，开启机器人，按下所述按键16中的“复位”，所述步进电机14将所述管材装夹单元3恢复到起始状态；
步骤二、将管材插入到所述夹具11上并夹紧；
步骤三、按下所述按键16的“管材选型”，所述显示屏15上显示与所选择管材型号所对应的熔接温度、加热时间、热熔深度和熔接时间；
步骤四、按下所述按键16中的“熔接”，所述加热芯21开始对所述模头13加热，所述单片机主板17实时采集所述温度传感器22的数据并显示到所述显示屏15上；
步骤五、所述模头13到达熔接温度后，所述单片机主板17向所述步进电机驱动器18发出信号，所述步进电机14驱动所述丝杠6进给至所述模头13内，管材开始加热；同时地，所述单片机主板17通过温度传感器22将所述模头13温度数据实时反馈，所述继电器19将自动进行环境温度补偿，提供精确的熔接温度；
步骤六、所述单片机主板17将启动定时器/计数器功能，倒数加热时间；
步骤七、到达加热时间后，所述步进电机14驱动所述丝杠6反向进给，撤出管材并撤出所述模头装夹单元2；
步骤八、所述单片机主板17向所述激光发射器20发出信号，所述激光接收器23接收后，管材与管件将按设定数据开始熔接，否则对夹具进行微调，确保管件和管材同轴后开始熔接；
步骤九、单片机主板17开启定时器/计数器功能，自动倒数熔接时间至所述显示屏15显示“熔接完成”；
步骤十、开启红所述外热像仪4，显示熔接处热像图。
Claims (4)
1.一种自动PPR管熔接机器人及熔接方法，其特征在于：包括基座（1），所述基座（1）上方中间设置有模头装夹单元（2），所述模头装夹单元（2）两侧设置有模头（13），所述模头（13）上设置有温度传感器（22），所述两侧模头（13）背面设置有加热芯（21），所述加热芯（21）与所述模头（13）相连，所述模头装夹单元（2）中间设置有红外热像仪（4）；所述模头装夹单元（2）两侧设置有管材装夹单元（3），所述管材装夹单元上（3）设置有夹具（11），所述夹具（11）上设置有激光发射器（20）和激光接收器（23）；所述基座（1）右侧设置有单片机主板（17）；所述单片机主板（17）上方设置有按键（16），所述按键（16）与所述单片机主板（17）相连接；所述按键（16）上方设置有显示屏（15），所述显示屏（15）与所述单片机主板（17）相连接；所述单片机主板（17）左侧设置有继电器（19），所述继电器（19）和所述加热芯（21）相连接，所述继电器（19）与所述单片机主板（17）相连接；所述激光发射器（20）和激光接收器（23）与所述单片机主板（17）相连接；所述继电器（19）上方设置有步进电机驱动器（18），所述步进电机驱动器（18）上方设置有步进电机（14），所述步进电机（14）和所述步进电机驱动器（18）相连接，所述步进电机驱动器（18）与所述单片机主板（17）相连接。
2.根据权利要求1所述一种自动PPR管熔接机器人及熔接方法，其特征在于：所述模头装夹单元（2）沿模头导轨（12）滑动。
3.根据权利要求1所述一种自动PPR管熔接机器人及熔接方法，其特征在于：所述管材装夹单元上（3）设置有丝杠（6）、夹具（11）和夹具导轨（5）；所述丝杠（6）和所述步进电机（14）相连接；所述夹具（11）上设置有正反螺纹与所述丝杠（6）螺旋连接并沿所述夹具导轨（5）移动；所述夹具内侧设置有橡胶垫圈（7），所述夹具（11）上设置有扳手（8），所述扳手（8）采用凸轮结构；所述扳手（8）下方设置有螺杆（9），所述螺杆（9）与所述夹具采用销联接（10）。
4.根据权利要求1所述一种自动PPR管熔接机器人及熔接方法，其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：步骤一、按下所述按键（16）中的“电源”，开启机器人，按下所述按键（16）中的“复位”，所述步进电机（14）将所述管材装夹单元（3）恢复到起始状态；步骤二、将管材插入到所述夹具（11）上并夹紧；步骤三、按下所述按键（16）中的“管材选型”，所述显示屏（15）上将显示对应的熔接数据；步骤四、按下所述按键（16）中的“熔接”，所述加热芯（21）开始对所述模头（13）加热，所述显示屏（15）上显示所述温度传感器（22）的数据；步骤五、到达熔接温度后，所述步进电机（14）驱动所述丝杠（6）进给至所述模头（13）内，管材开始加热，所述温度传感器（22）将所述模头（13）温度数据反馈后，所述继电器（19）将进行环境温度补偿；步骤六、所述单片机主板（17）启动计数器功能，倒数加热时间；步骤七、所述步进电机（14）驱动所述丝杠（6）反向进给，撤出管材并撤出所述模头装夹单元（2）；步骤八、所述单片机主板（17）向所述激光发射器（20）发出信号，所述激光接收器（20）接收后，管材与管件将开始熔接，否则对夹具（11）进行微调；步骤九、单片机主板（17）开启计数器功能，倒数熔接时间至所述显示屏（15）显示“熔接完成”； 步骤十、开启红外热像仪（4），显示熔接处热像图。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180629 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |