CN108406075B - 焊轮自动补偿修刀机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及焊轮自动补偿修刀机构，包括安装板、动力装置、中心定位支架、左修刀架、右修刀架、左滑动导轨、右滑动导轨、修轮刀以及定位螺柱轴承，左、右修刀架分别连接在左、右滑动导轨上，左、右修刀架以飞机型中心定位支架为中心对称固定，在左、右修刀架的下端连接修轮刀，中心定位支架的下端连接定位螺柱轴承，当动力装置作用在中心定位支架的上端时，中心定位支架往下滑动且带动左、右修刀架往下运动，同时让修轮刀和定位螺柱轴承作用在焊轮上，具有自动补偿误差距离、实现机械自动化的技术效果，降低焊轮磨削的报废率，使磨削后的焊轮滚焊的工件质量更好。

Description

焊轮自动补偿修刀机构

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及焊轮自动补偿修刀机构，该焊轮自动补偿修刀机构主要适用于电阻焊弧焊和表面处理等技术岗位。

背景技术

滚焊又称缝焊，是指焊件在滚轮带动下前进，电流以特定方式接通，最终形成连续的焊缝的焊接方法。它是电阻焊的一种，焊接时，焊件以重叠方式置于两滚轮电极之间，滚轮加压焊件并转动，连续以特定的方式送电，形成一条连续焊缝。 相对点焊而言，缝焊是用一对滚盘电极代替点焊的圆柱形电极，与工件作相对运动，从而产生一个个熔核相互搭叠的密封焊缝的焊接方法。 缝焊广泛应用于油桶、罐头罐、暖气片、飞机和汽车油箱，以及喷气发动机、火箭、导弹中密封容器的薄板焊。

汽车油箱的滚焊，由于一般汽车油箱是1mm左右的上油箱和下油箱钢板焊接，在焊接的时候是靠工人的手速和感觉来移动油箱进行缝焊，所以焊接过程不稳定，在滚焊过程中，表面飞溅大，焊轮焊接过后油箱钢板上的磷化层和镀锌层以及其它杂质物会粘附在滚焊机的滚轮上，造成滚轮外圆直径和光滑度都有严重的变形，对连续稳定的焊接造成困难；另外（1）由于是移动油箱，所以易造成焊轮位置偏位，焊轮容易碰到油箱其他部位，引发打火飞溅；由于手移动位置的偏差，在完成一周焊接后，会造成焊缝首尾搭接不一致，焊缝密封性达不到要求；（2）由于焊轮上粘附其他杂质，会造成部分焊点处压痕过深，导致焊缝质量差，甚至出现局部烧穿，由此形成的焊缝质量差，无法使油箱达到检验气压试验的要求；（3）由于制作油箱的材质和拉伸上下油箱模具、人工较贵，若出现烧穿等现象，产品直接报废，从而增加产品成本，所以必须要及时清除焊轮上的杂质物，才能保证焊接的质量和效率，减少成本。再加上目前现有的机械仿形缝焊机也因修刀不良，制使不能长时间连续焊接，需手动修刀后才能继续工作。严重影响生产效率。

针对上述焊轮上易粘附杂质物的技术问题，现有技术中解决该技术问题的方案是：采用一种磨削焊轮上焊渣的修刀机构，如图1所示，该修刀机构包括气缸1、支撑架2、修刀3、螺柱轴承4以及滑块5，滑块5是用于固定修刀3和螺柱轴承4的；支撑架2的下方通过侧面滑槽滑动连接着滑块5、上方固定着气缸1，气缸1的伸缩杆连接在滑块5上，从而带动滑块5上下滑动，螺柱轴承4固定在滑块5的左下方，修刀3固定在滑块5的正下方，螺柱轴承4和修刀3同时下移作用在焊轮6的外径上，通过不停的转动焊轮6使得修刀3磨削粘附在焊轮6上的焊渣。

虽然上述现有技术能对焊轮进行自动焊渣磨削，但是，由于螺柱轴承4和修刀5是固定在同一个滑块上的，在气缸的作用下同时往下运动，螺柱轴承4和修刀5相对于焊轮会出现如下两种问题：

（1）螺柱轴承的作用是抵住焊轮且随着焊轮一起旋转，产生了一个挤压修刀不晃动、不偏心运动的作用力F1，F1的作用力始终朝向焊轮的圆心位置，而修刀同样连接在滑块上的对焊轮进行打磨，但是打磨的作用力F2偏移焊轮的圆心，因为修刀和螺柱轴承安装呈一定角度，当气缸推进两者作用在焊轮上时，如果焊轮磨损后变小，从位置a至位置b之间的间距不相同，两者会产生不一样的补偿距离（如图2所示的补偿距离示意图，h1是螺柱轴承的作用于焊轮上的运动距离，h2是修刀作用于焊轮上的运动距离，从两者的运动距离来看h2＞h1的补偿距离），该补偿距离会导致焊轮磨削不平整，而这个补偿距离是不能自动调整，一般会在磨削数次过后人工调整螺柱轴承和修刀的补偿距离，人工调整导致精确量降低，最终多次磨削过后会造成焊轮外径不均匀，易变形，还不能使焊轮一次修复到位，如再使用该变形后的焊轮导致焊接出来的焊接件会出现压痕过深、局部烧穿等现象。

（2）如图3所示，另一种是螺柱轴承作用在焊轮上的作用力F1偏离与焊轮圆心，而修刀作用在焊轮上的作用力F2始终朝向焊轮的圆心位置，当修刀3与焊轮6接触后，因a到b点的位置不同，此时使得h2＜h1，螺栓轴承4悬空，修刀3没有支撑点，进给量发生变化，修刀3往下运动加深进给量，导致焊轮6传动负载加重，修磨后失圆，也不能正常保质磨修焊轮，保证不了焊接质量和效率。

由于上述现有技术中的修刀机构都不能自动进行准确补偿误差距离，所以有必要对焊轮自动补偿修刀机构进行改进。

发明内容

鉴于现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种效率高、解放人工劳作、能实现连续磨削焊轮上粘附的焊渣的焊轮自动补偿修刀机构，该机构具有自动补偿误差距离、实现机械自动化、磨削精确度高的技术效果，降低焊轮磨削的报废率，能有效保证磨削完的焊轮滚焊的工件质量更好。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

焊轮自动补偿修刀机构，焊轮套在导电冷却盘上由转轴带动旋转，本机构包括安装板、动力装置、中心定位支架、右修刀架、滑动导轨、修轮刀以及定位螺柱轴承，所述滑动导轨主要包括右滑动导轨和支架滑动导轨，右滑动导轨相对于竖直安装的支架滑动导轨呈锐角夹角安装在安装板上，所述右修刀架通过右滑块滑动连接在右滑动导轨上，所述中心定位支架通过支架滑块滑动连接在支架滑动导轨上，所述中心定位支架的右端通过右补偿块连接在右修刀架上，定位螺柱轴承通过转动轴承连接在中心定位支架的下端，所述定位螺柱轴承的圆心及中心定位支架的中心线与焊轮的圆心保持在同一竖直线上，所述修轮刀可拆卸的安装在右修刀架的下端，且与倾斜安装的右滑动导轨的中心线相应共线，修轮刀与焊轮的圆心也共线，所述动力装置固定在安装板的上端，且动力装置作用在中心定位支架的上端从而往下推动中心定位支架和右修刀架，中心定位支架的右补偿块通过右修刀架上的右补偿凹槽带动修轮刀作等距离向下移动，完成修轮刀进给的自动补偿。

采用此设计的焊轮自动补偿修刀机构相对于现有技术来说，修刀架与定位螺柱轴承的自动补偿运动始终朝向焊轮的圆心位置处移动，定位螺柱轴承始终在焊轮的切线方向随着焊轮一起转动，中心定位支架的作用是在动力装置作用时，中心定位支架在支架滑动导轨上往下运动，同时带动右修刀架一起往下运动，两者达到同步运动，使得下端的定位螺柱轴承和修轮刀能同时作用在焊轮切线边缘上，随着焊轮上焊渣的减少，两者随着动力装置的运动自动补偿相同的距离，所以不会存在现有技术中因h1和h2的运动距离不同而导致焊轮磨削不平滑的情况出现，具有自动补偿误差距离、实现机械自动化、磨削精确度高的技术效果，降低焊轮磨削的报废率，能有效保证磨削完的焊轮滚焊的工件质量更好。

进一步限定，为提高焊轮上焊渣的磨削效率、减少磨削时间，采用左、右两把修轮刀同时打磨，所述滑动导轨还包括左滑动导轨，左滑动导轨上设有左滑块和左修刀架，左修刀架的下端同样连接有修轮刀，在左修刀架的同样设有左补偿凹槽，其中中心定位支架呈飞机型，中心定位支架的左端通过左补偿块连接在左修刀架的左补偿凹槽上，左修刀架和右修刀架呈对称的方式连接在中心定位支架的左右两侧，动力装置作用在中心定位支架的上端从上往下推动中心定位支架，在中心定位支架的左补偿块、右补偿块的带动下一起带动左修刀架和右修刀架作等距移动。

进一步限定，所述左修刀架和右修刀架的底部设有修刀凹槽、锁紧孔及进给调节螺钉，修轮刀的刀柄部卡在修刀凹槽内，从锁紧孔内穿过进给调节螺钉将修轮刀紧固在修刀凹槽内。既可以很牢固的固定修轮刀，使其在焊轮高速运转下也能保持定位磨削，又可以方便拆卸更换修轮刀。在左右刀具凹槽后面还安有细牙进给量调节螺丝，以便调整合适稳定的进刀量。

进一步限定，所述左修刀架和右修刀架的下端后侧还连接有刀垫块，挡住修轮刀，防止其在磨削的过程中往后方移动，从而避免修轮刀偏心磨削，准确定位切削位置。

进一步限定，所述动力装置为驱动气缸。气缸是由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成，缸筒的内径大小代表了气缸输出力的大小，活塞要在缸筒内做平稳的往复滑动，端盖上设有进排气通口，有的还在端盖内设有缓冲机构。气缸杆侧端盖上设有密封圈和防尘圈，以防止从活塞杆处向外漏气和防止外部灰尘混入缸内，气缸杆侧端盖上设有导向套，以提高气缸的导向精度，承受活塞杆上少量的横向负载，减小活塞杆伸出时的下弯量，延长气缸使用寿命。导向套通常使用烧结含油合金、前倾铜铸件。端盖过去常用可锻铸铁，为减轻重量并防锈，常使用铝合金压铸，微型缸有使用黄铜材料的。活塞是气缸中的受压力零件；为防止活塞左右两腔相互窜气，设有活塞密封圈。活塞上的耐磨环可提高气缸的导向性，减少活塞密封圈的磨耗，减少摩擦阻力，耐磨环长使用聚氨酯、聚四氟乙烯、夹布合成树脂等材料。活塞的宽度由密封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。滑动部分太短，易引起早期磨损和卡死，活塞的材质常用铝合金和铸铁，小型缸的活塞有黄铜制成的。活塞杆是气缸中最重要的受力零件，通常使用高碳钢、表面经镀硬铬处理、或使用不锈钢、以防腐蚀，并提高密封圈的耐磨性。回转或往复运动处的密封件称为动密封，静止件部分的密封称为静密封。

进一步限定，所述驱动气缸为双作用气缸，其中中心定位支架的上端连接在双作用气缸的伸缩杆上，最好是活塞杆式双作用气缸。双作用气缸是从活塞两侧交替供气，在一个或两个方向输出力，压缩空气依次进入气缸两腔（一腔进气另一腔排气）。

双作用气缸和自动往复气缸都具有以下优点：

1、使用者的要求较低。气缸的原理及结构简单，易于安装维护，对于使用者的要求不高，相对于电缸来说，工程人员不必具备一定的电气知识，否则极有可能因为误操作而使之损坏。

2、结构简单且输出力大，驱动源灵活，精确度高，带动中心定位支架上下运动时能准确的使修轮刀和定位螺柱轴承定位在焊轮边缘，在磨削过程中不会轻易改变磨削位置，保证焊轮磨削出来后不易变形，能将焊渣一次性磨削到位，且在后期的使用过程中不用人工调节焊轮焊接时的补偿距离。

3、气缸的适应性强、能耗低，气缸能够在高温和低温环境中正常工作且具有防尘、防水能力，可适应各种恶劣的环境。

进一步限定，左修刀架的直线运动轨迹与中心定位支架的直线运动轨迹之间的夹角、右修刀架的直线运动轨迹与中心定位支架的直线运动轨迹之间的夹角均为18°，且均相交于焊轮圆心。中心定位支架的中心线与补偿块的夹角为81°即自动补偿夹角，左修刀架和右修刀架始终保持着该夹角而进行补偿距离的运动，定位支架上的左右补偿块与左右修刀架上的补偿凹槽配合移动，使得修轮刀更精确的打磨焊轮。

附图说明

图1为背景技术的立体结构示意图；

图2为背景技术的第一种补偿距离的平面结构示意图；

图3为背景技术的第二种补偿距离的平面结构示意图；

图4为本发明焊轮自动补偿修刀机构的立体结构示意图；

图5为本发明焊轮自动补偿修刀机构距离补偿运动的主视结构示意图；

图6为本发明焊轮自动补偿修刀机构的修轮刀的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明，术语“左”、“右”、“上侧”、“下侧”、“前”、“后”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，其中“上侧”指安装板的上端，“下侧”指安装板的下端，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图4、图5、如图6所示的焊轮自动补偿修刀机构，焊轮6套在焊轮导电箱冷却盘上，由转轴带动旋转，该机构包括安装板7、动力装置8、中心定位支架9、右修刀架10、左修刀架16、滑动导轨、修轮刀11以及定位螺柱轴承12，所述滑动导轨主要包括左滑动导轨13、右滑动导轨14和支架滑动导轨15，右滑动导轨14相对于竖直安装的支架滑动导轨15呈锐角夹角安装在安装板7上，所述右修刀架10通过右滑块101滑动连接在右滑动导轨14上，所述中心定位支架9通过支架滑块90滑动连接在支架滑动导轨15上，左修刀架16通过左滑块160滑动连接在左滑动导轨13上，在左修刀架16上设有左补偿凹槽93，在右修刀架10上设有右补偿凹槽94，其中中心定位支架9呈飞机型,（即中间一根竖支架，左右两侧分别设有左补偿块91和右补偿块92），所述中心定位支架9的右端通过右补偿块92连接在右修刀架10的右补偿凹槽94内，中心定位支架9的左端通过左补偿块91连接在左修刀架16的左补偿凹槽93内，左修刀架16和右修刀架10呈对称的方式连接在中心定位支架9的左右两侧，定位螺柱轴承12通过转动轴承120连接在中心定位支架9的下端，所述定位螺柱轴承12的圆心与焊轮6的圆心位于支架滑块90向下运行的直线方向上，所述右边的修轮刀11可拆卸的安装在右修刀架10的下端，修轮刀11的安装方向与倾斜安装的右滑动导轨14的直线运动轨迹在一条直线上；所述左边的修轮刀11可拆卸的安装在左修刀架16的下端，修轮刀11的安装方向与倾斜安装的左滑动导轨13的直线运动轨迹在一条直线上；所述动力装置8固定在安装板7的上端，且动力装置8作用在中心定位支架9的上端，从上往下推动中心定位支架9、左修刀架16和右修刀架10，中心定位支架9的右补偿块92通过右修刀架10上的右补偿凹槽94带动修轮刀11作等距离向下移动，中心定位支架9的左补偿块91通过左修刀架16上的左补偿凹槽93带动修轮刀11作等距离向下移动，完成修轮刀11进给的自动补偿；中心定位支架9可以单独跟左修刀架16组合对焊轮6进行打磨，中心定位支架9也可以单独跟右修刀架10组合对焊轮6进行打磨。

所述动力装置8为驱动气缸，驱动气缸固定在安装板7的上端，驱动气缸优选为双作用气缸，其中中心定位支架9的上端连接在双作用气缸的伸缩杆81上，当驱动气缸伸出时伸缩杆81推出，伸缩杆81的运动将中心定位支架9往下推出，又由于中心定位支架9的左右两端连接着左修刀架16和右修刀架10，所以左修刀架16和右修刀架10能同时随着中心定位支架9一起运动，在中心定位支架9的左补偿块91、右补偿块92的带动下一起带动左修刀架16和右修刀架10作等距移动，继而，两把修轮刀11和定位螺柱轴承12件能同步往下运动，同时作用在焊轮6上，定位螺柱轴承12抵在焊轮6上定位且随着焊轮6一起转动，每转动一圈，两把修轮刀11在同一路径上先后对焊轮6进行两次磨削。

所述左修刀架16和右修刀架10的底部设有修刀凹槽102、锁紧孔103及进给调节螺钉，修轮刀11的刀柄部卡在修刀凹槽102内，从锁紧孔103内穿过进给调节螺钉将修轮刀11紧固在左修刀架16和右修刀架10的修刀凹槽内102上，进给调节螺钉从左右两侧锁紧修轮刀11，在左修刀架16和右修刀架10的下端后侧还连接有刀垫块104，刀垫块104从焊轮6的轴向方向往前顶住修轮刀11，焊轮6的棱边上设有直角倒角的倾斜面61。如图6所示，修轮刀11为了匹配焊轮6的棱边形状，在修轮刀11的下部的磨削部上设有一个匹配焊轮的磨削槽110，该磨削槽110的内侧前边111为了匹配焊轮6倾斜面61的倾斜边，磨削槽110的内侧上边112保持右高左低，磨削槽110的内侧后边113保持竖直状态，磨削槽110的截面即为直角梯形形状，由于焊轮6在旋转的时候一般是顺时针旋转，所以左修刀架16和右修刀架10上的两把修轮刀11都是朝向同一个方向安装，即两把修轮刀11安装时均是磨削槽110的内侧上边112保持右高左低，让焊轮6在旋转的时候前后被两把刀打磨。

如图5所示，本申请的设计原理是：左修刀架16和右修刀架10以中心定位支架9为对称轴左右对称，左修刀架16的直线运动轨迹与中心定位支架9的直线运动轨迹之间的夹角、右修刀架10的直线运动轨迹与中心定位支架9的直线运动轨迹之间的夹角均为18°，且均相交于焊轮圆心，与现有技术中固定修刀的作用力偏移焊轮6圆心相比，本实施例中的两个修轮刀11的作用力F3和和定位螺柱轴承12的作用力F4均作用至焊轮6的圆心，在焊轮6直径磨削缩小后，定位螺柱轴承12和修轮刀11会运动使其自动补偿该缩小的间隙，且因为该倾斜夹角，定位螺柱轴承12的补偿距离h3和两个修轮刀11的补偿距离h4相同，不会出现现有技术中螺柱轴承的补偿距离h1大于固定修刀的补偿距离h2，相反也不会出现螺柱轴承的补偿距离h1小于固定修刀的补偿距离h2，避免出现修轮刀11的修刀误差。在焊轮6旋转的时候定位螺柱轴承12与焊轮6相切运动，即左修刀架16的刀面与中心定位支架9之间的夹角、右修刀架10的刀面与中心定位支架9的夹角均保持18°，中心定位支架9与上述左、右修刀架的刀面和焊轮的接触切线之间的夹角保持81°。

以上对本发明提供的焊轮自动补偿修刀机构进行了详细介绍，具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，比如：

1、动力装置还可以采用电动动力或者液压动力，气动动力相对于电动动力或者液压动力更稳定，精度更高，动作迅速、反应快。

2、自动补偿的夹角可按安装位置自由设计，但计算公式不变

如：修轮刀的刀面与中心定位支架的中心线夹角为A

自动补偿块各自动补偿凹槽与定位支架中心线的夹角为B

则 B = (180°- A) / 2 当A为18°时，B就等于81°为自动补偿角。

3、严格计算好自动补偿角后，修轮刀及刀具支架的安装，可以一组二组三组或多组，同时修轮刀可以修磨焊轮表面，以可以修磨焊轮两侧及中间，按工艺要求灵活变根。修轮刀等多种刀具可以是直刀口，以可以是旋转铣刀（此时要安外旋转动力），还可以是自定义的各种形状和动作的刀。

这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.焊轮自动补偿修刀机构，焊轮套在导电箱冷却盘上由转轴带动旋转，其特征在于：

本机构包括安装板、动力装置、中心定位支架、右修刀架、滑动导轨、修轮刀以及定位螺柱轴承，所述滑动导轨主要包括右滑动导轨和支架滑动导轨，右滑动导轨相对于竖直安装的支架滑动导轨呈锐角夹角安装在安装板上，所述右修刀架通过右滑块滑动连接在右滑动导轨上，所述中心定位支架通过支架滑块滑动连接在支架滑动导轨上，所述中心定位支架的右端通过右补偿块连接在右修刀架上，定位螺柱轴承通过转动轴承连接在中心定位支架的下端，

所述定位螺柱轴承的圆心与焊轮的圆心位于支架滑块向下运行的直线方向上，所述修轮刀可拆卸的安装在右修刀架的下端，修轮刀的安装方向与倾斜安装的右滑动导轨的直线运动轨迹在一条直线上；

所述动力装置固定在安装板的上端，且动力装置作用在中心定位支架的上端从而往下推动中心定位支架和右修刀架，中心定位支架的右补偿块通过右修刀架上的右补偿凹槽带动修轮刀作等距离向下移动，完成修轮刀进给的自动补偿。

2.根据权利要求1所述的焊轮自动补偿修刀机构，其特征在于：所述滑动导轨还包括左滑动导轨，左滑动导轨上设有左滑块和左修刀架，左修刀架的下端同样连接有修轮刀，在左修刀架的同样设有左补偿凹槽，其中，中心定位支架呈飞机型，中心定位支架的左端通过左补偿块连接在左修刀架的左补偿凹槽上，左修刀架和右修刀架呈对称的方式连接在中心定位支架的左右两侧，动力装置作用在中心定位支架的上端从上往下推动中心定位支架，在中心定位支架的左补偿块、右补偿块的带动下一起带动左修刀架和右修刀架作等距移动。

3.根据权利要求2所述的焊轮自动补偿修刀机构，其特征在于：所述左修刀架和右修刀架的底部设有修刀凹槽、锁紧孔及进给调节螺钉，修轮刀的刀柄部卡在修刀凹槽内，从锁紧孔内穿过进给调节螺钉将修轮刀紧固在修刀凹槽内。

4.根据权利要求3所述的焊轮自动补偿修刀机构，其特征在于：所述左修刀架和右修刀架的下端后侧均连接有刀垫块。

5.根据权利要求1所述的焊轮自动补偿修刀机构，其特征在于：所述动力装置为驱动气缸。

6.根据权利要求5所述的焊轮自动补偿修刀机构，其特征在于：所述驱动气缸为双作用气缸，其中中心定位支架的上端连接在双作用气缸的伸缩杆上。

7.根据权利要求1所述的焊轮自动补偿修刀机构，其特征在于：左修刀架的直线运动轨迹与中心定位支架的直线运动轨迹之间的夹角、右修刀架的直线运动轨迹与中心定位支架的直线运动轨迹之间的夹角均为18°，且均相交于焊轮圆心。