CN108500633B - 一种焊缝余高处理装置和焊缝处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及焊缝处理技术领域，提供了一种焊缝余高处理装置和焊缝处理方法。该装置包括基架、铣削单元、打磨单元和抛光单元；铣削单元包括铣刀、铣削缓冲浮动件、铣刀固定板以及设置在铣刀固定板上的铣削驱动件，铣削缓冲浮动件用于根据待铣削的焊缝的余高驱动铣刀固定板上下移动；打磨单元包括百叶轮、打磨驱动件和打磨缓冲浮动件，打磨缓冲浮动件用于根据待打磨的焊缝的余高驱动打磨驱动件上下移动；抛光单元包括刷头、抛光驱动件和抛光缓冲浮动件，抛光缓冲浮动件用于根据待抛光的焊缝的余高驱动抛光驱动件上下移动。本发明利用该方法不仅能不中断连续进行20米及以上超长焊缝处理，一次性完成铣削、打磨和抛光处理工序，而且还能保证处理质量。
Description
技术领域
本发明涉及焊缝处理技术领域，具体涉及一种焊缝余高处理装置和焊缝处理方法。
背景技术
在机械制造行业中，许多大型机械结构中的局部表面都需要精加工，以满足一定的平整度和粗糙度要求。目前，国内外铝合金轨道车辆车体的焊缝余高主要采用手持式电动或气动磨削机、角磨机等工具进行打磨，因此需要多个工人手动执行铣削、打磨、抛光的步骤。从而不仅劳动强度大、工作效率低，而且还不能保证焊缝表面的铣削、打磨和抛光质量。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的是现有技术中处理焊缝余高的劳动强度大、工作效率低、超长焊缝余高无法自动化处理以及焊缝表面铣削、打磨和抛光质量不稳定的技术问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种焊缝余高处理装置，包括基架、铣削单元、抛光单元以及设置在所述铣削单元和所述抛光单元之间的打磨单元；
所述铣削单元包括铣刀、铣削缓冲浮动件、铣刀固定板以及设置在所述铣刀固定板上的铣削驱动件；所述铣削驱动件与所述铣刀连接、用于驱动所述铣刀旋转；所述铣削缓冲浮动件的一端与所述铣刀固定板连接、另一端与基架连接，所述铣削缓冲浮动件用于根据待铣削的焊缝的余高驱动所述铣刀固定板上下移动；
所述打磨单元包括百叶轮、打磨驱动件和打磨缓冲浮动件；所述打磨驱动件与所述百叶轮连接、用于驱动所述百叶轮旋转；所述打磨缓冲浮动件的一端与所述打磨驱动件连接、另一端与基架连接，所述打磨缓冲浮动件用于根据待打磨的焊缝的余高驱动所述打磨驱动件上下移动；
所述抛光单元包括刷头、抛光驱动件和抛光缓冲浮动件；所述抛光驱动件与所述刷头连接、用于驱动所述刷头旋转；所述抛光缓冲浮动件的一端与所述抛光驱动件连接、另一端与基架连接，所述抛光缓冲浮动件用于根据待抛光的焊缝的余高驱动所述抛光驱动件上下移动。
其中，所述铣削缓冲浮动件、所述打磨缓冲浮动件和所述抛光缓冲浮动件均包括气缸。
其中，所述铣削驱动件、所述打磨驱动件和所述抛光驱动件上均设有滑块，所述基架上设有与所述滑块一一对应的导轨，每个所述滑块滑动嵌设在对应的所述导轨中。
其中，所述打磨驱动件为电机，所述电机的输出轴的轴线与竖直方向之间具有夹角。
其中，所述铣削驱动件通过齿形带与所述铣刀的转轴传动连接。
其中，还包括料屑回收单元，所述料屑回收单元的进口临近所述铣刀设置、用于回收所述铣刀铣削产生的料屑。
其中，所述铣削驱动件、所述打磨驱动件和所述抛光驱动件上均电连接有变频器。
其中，所述铣刀的两侧均设有调节组件，所述调节组件包括导向调节板和限位滚轮；所述导向调节板的一端通过螺栓与所述铣刀固定板连接、另一端设有所述限位滚轮；所述导向调节板上沿所述导向调节板的高度方向开设有用于穿设所述螺栓的长条孔。
其中，所述铣刀的两侧均设有限位块，且所述限位块位于所述铣刀与相邻的所述限位滚轮之间。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于上述所述的焊缝余高处理装置的焊缝处理方法，该方法包括以下步骤：
将所述基架安装在自动化设备的移动机构上；
调整所述导向调节板相对所述铣刀的高度；
启动所述铣削驱动件和所述铣削缓冲浮动件；
启动所述打磨驱动件和所述打磨缓冲浮动件；
启动所述抛光驱动件和所述抛光缓冲浮动件。
(三)有益效果
本发明操作便捷、结构紧凑，使用时，可将基架安装在车间内自动化设备的移动机构上，自动化设备的移动机构带动整个焊缝余高处理装置沿焊缝的长度方向移动的同时，铣刀也在铣削驱动件的驱动下通过自身旋转来铣削其下方待处理的焊缝，与此同时，铣刀还在铣削缓冲浮动件的带动下随待处理的焊缝余高的变化而上下移动。同理，百叶轮在打磨驱动件的驱动下通过自身旋转来打磨其下方已铣削的焊缝的同时，还在打磨缓冲浮动件的带动下随已铣削的焊缝余高的变化而上下移动；刷头在抛光驱动件的驱动下通过自身旋转来抛光其下方已打磨的焊缝的同时，还在抛光缓冲浮动件的带动下随已打磨的焊缝余高的变化而上下移动。可见，本发明通过采用三位一体式设计，不仅解决了焊缝余高处理过程中需要多次人工切换工具的问题，简化了处理工序，实现了快速、自动化、连续的铣削、打磨和抛光焊缝，尤其对于20米及20米以上的超长焊缝仅需一个行程就可连续不中断的完成焊缝余高的处理，进而显著提高了工作效率，节约了时间，大幅降低了工作人员的劳动强度，而且还保证了焊缝表面的铣削、打磨和抛光质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中的一种焊缝余高处理装置的结构示意图；
图2为本发明实施例1中的一种焊缝余高处理装置的调节组件的结构示意图；
图3为本发明实施例1中的待处理的焊缝纵截面图。
附图标记说明
1、基架；2-1、铣刀；2-2、铣削驱动件；2-3、铣削缓冲浮动件；
2-4、铣刀固定板；2-5、导向调节板；2-51、长条孔；
2-6、限位滚轮；2-7、螺栓；2-8、齿形带；3-1、百叶轮；
3-2、打磨驱动件；4-1、刷头；4-2、抛光驱动件；5、导轨；
6、料屑回收单元。
具体实施方式
为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。
需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
实施例1
如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种焊缝余高处理装置，该装置包括基架1、铣削单元、抛光单元以及设置在铣削单元和抛光单元之间的打磨单元；
铣削单元包括铣刀2-1、铣削缓冲浮动件2-3、铣刀固定板2-4以及设置在铣刀固定板2-4上的铣削驱动件2-2；铣削驱动件2-2与铣刀2-1连接、用于驱动铣刀2-1旋转；铣削缓冲浮动件2-3的一端与铣刀固定板2-4连接、另一端与基架1连接，铣削缓冲浮动件2-3用于根据待铣削的焊缝的余高驱动铣刀固定板2-4上下移动；
打磨单元包括百叶轮3-1、打磨驱动件3-2和打磨缓冲浮动件；打磨驱动件3-2与百叶轮3-1连接、用于驱动百叶轮3-1旋转；打磨缓冲浮动件的一端与打磨驱动件3-2连接、另一端与基架1连接，打磨缓冲浮动件用于根据待打磨的焊缝的余高驱动打磨驱动件3-2上下移动；
抛光单元包括刷头4-1、抛光驱动件4-2和抛光缓冲浮动件；抛光驱动件4-2与刷头4-1连接、用于驱动刷头4-1旋转；抛光缓冲浮动件的一端与抛光驱动件4-2连接、另一端与基架1连接，抛光缓冲浮动件用于根据待抛光的焊缝的余高驱动抛光驱动件4-2上下移动。其中，刷头4-1可为陶瓷纤维刷。
当需要处理焊缝余高时，可先将基架1安装在自动化设备的移动机构上，并使铣刀2-1临近待铣削的焊缝的起始端；然后，启动铣削驱动件2-2和铣削缓冲浮动件2-3；由于，基架1安装在自动化设备的移动机构上，因此当自动化设备的移动机构沿铣削的焊缝的长度方向移动时，该装置整体也会随之一起移动。此时，铣刀2-1随移动机构沿焊缝的长度方向移动的同时，还会在铣削驱动件2-2的驱动下通过自身旋转来铣削其下方待铣削的焊缝。与此同时，由于待处理的焊缝通常都不平整，为了保证铣刀2-1始终与待铣削的焊缝接触，铣刀2-1同时还在铣削缓冲浮动件2-3的带动下随待铣削的焊缝余高的变化而上下移动。接着，当百叶轮3-1临近已铣削的焊缝即待打磨的焊缝时，启动打磨驱动件3-2和打磨缓冲浮动件。此时，百叶轮3-1随移动机构沿焊缝的长度方向移动的同时，还会在打磨驱动件3-2的驱动下通过自身旋转来打磨其下方已铣削的焊缝。与此同时，为了保证百叶轮3-1始终与已铣削的焊缝接触，百叶轮3-1还在打磨缓冲浮动件的带动下随已铣削的焊缝余高的变化而上下移动。最后，当刷头4-1临近已打磨的焊缝即待抛光的焊缝时，启动抛光驱动件4-2和抛光缓冲浮动件。此时，刷头4-1随移动机构沿焊缝的长度方向移动的同时，还会在抛光驱动件4-2的驱动下通过自身旋转来抛光其下方已打磨的焊缝。与此同时，为了保证刷头4-1始终与已打磨的焊缝接触，刷头4-1还在抛光缓冲浮动件的带动下随已打磨的焊缝余高的变化而上下移动。
可见，本发明操作便捷、结构紧凑，使用时，可将基架1安装在车间内自动化设备的移动机构上，自动化设备的移动机构带动整个焊缝余高处理装置沿焊缝的长度方向移动的同时，铣刀2-1也在铣削驱动件2-2的驱动下通过自身旋转来铣削其下方待处理的焊缝，与此同时，铣刀2-1还在铣削缓冲浮动件2-3的带动下随待处理的焊缝余高的变化而上下移动。同理，百叶轮3-1在打磨驱动件3-2的驱动下通过自身旋转来打磨其下方已铣削的焊缝的同时，还在打磨缓冲浮动件的带动下随已铣削的焊缝余高的变化而上下移动；刷头4-1在抛光驱动件4-2的驱动下通过自身旋转来抛光其下方已打磨的焊缝的同时，还在抛光缓冲浮动件的带动下随已打磨的焊缝余高的变化而上下移动。可见，本发明通过采用三位一体式设计，不仅解决了焊缝余高处理过程中需要多次人工切换工具的问题，简化了处理工序，实现了快速、自动化、连续的铣削、打磨和抛光焊缝，尤其对于20米及20米以上的超长焊缝仅需一个行程就可连续不中断的完成焊缝余高的处理，进而显著提高了工作效率，节约了时间，大幅降低了工作人员的劳动强度，而且还保证了焊缝表面的铣削、打磨和抛光质量。
优选地，铣削缓冲浮动件2-3、打磨缓冲浮动件和抛光缓冲浮动件均包括气缸。下面以铣削缓冲浮动件2-3为例进行说明，铣削缓冲浮动件2-3的气缸的活塞杆与铣刀固定板2-4连接，该气缸的本体与基架1连接。由于，待铣削的焊缝通常都不平整，而铣刀2-1与铣削驱动件2-2连接，铣削驱动件2-2又通过铣刀固定板2-4与气缸的活塞杆连接，因此当焊缝余高突减时，铣刀2-1带动气缸的活塞杆向下移动压缩气缸，气缸内气体压力随之增大，此时通过增大气缸的进气量来减小气缸内气体压力，就可保证铣刀2-1恰好贴紧焊缝的表面，进而避免铣刀2-1过度贴紧焊缝表面而无法旋转。反之，当焊缝余高突增时，工件对铣刀2-1施加向上的支持力会直接传递至气缸的活塞杆，即铣刀2-1带动气缸的活塞杆向上移动，气缸内气体压力随之减小，此时通过减小气缸的进气量来增大气缸内气体压力，就可使铣刀2-1贴紧焊缝的表面。可见，通过焊缝余高的变化实时调整气缸内气体压力，就可保证铣刀2-1始终贴紧焊缝表面，进而就可获得较好的铣削质量。
优选地，铣削驱动件2-2、打磨驱动件3-2和抛光驱动件4-2上均设有滑块，基架1上设有与滑块一一对应的导轨5，每个滑块滑动嵌设在对应的导轨5中。这样设置的好处在于，通过滑块和导轨5的滑动配合连接，可保证在铣削缓冲浮动件2-3、打磨缓冲浮动件和抛光缓冲浮动件的驱动下，铣刀2-1、百叶轮3-1和刷头4-1均能沿对应导轨5的轨迹上下移动，进而可避免其偏离焊缝。
优选地，打磨驱动件3-2为电机，电机的输出轴的轴线与竖直方向之间具有夹角，也就是说，百叶轮3-1的工作面与水平面之间具有夹角，即百叶轮3-1倾斜设置，以保证打磨过程中百叶轮3-1始终与已铣削的焊缝点接触，提高打磨质量。
优选地，铣削驱动件2-2通过齿形带2-8与铣刀2-1的转轴传动连接。
另外，该装置还包括料屑回收单元6，料屑回收单元6的进口临近铣刀2-1设置、用于回收铣刀2-1铣削产生的料屑。由于，铣刀2-1铣削时会产生较多的料屑粉尘，通过料屑回收单元6实时回收铣刀2-1铣削产生的料屑粉尘，不仅可提高作业现场的清洁度，而且还可避免工作人员吸入料屑粉尘，影响身体健康。
优选地，铣削驱动件2-2、打磨驱动件3-2和抛光驱动件4-2上均电连接有变频器、以便根据实际需求调整铣刀2-1、百叶轮3-1或刷头4-1的转速。
为了保证已铣削的焊缝余高满足预设的焊缝残余余高d的要求，可在铣刀2-1的两侧均设置调节组件，调节组件包括导向调节板2-5和限位滚轮2-6，导向调节板2-5的一端通过螺栓2-7与铣刀固定板2-4连接、另一端设有限位滚轮2-6，导向调节板2-5上沿导向调节板2-5的高度方向开设有用于穿设螺栓2-7的长条孔2-51。由此，将基架1安装在自动化设备的移动机构上后，可先调整导向调节板2-5相对工件的高度，具体地：当预设的焊缝残余余高d较高时，可先拧松螺栓2-7，然后向上移动导向调节板2-5，直至限位滚轮2-6与铣刀2-1之间的距离等于预设的焊缝残余余高d后再拧紧螺栓2-7。反之，当预设的焊缝残余余高d较低时，在拧松螺栓2-7后，向下移动导向调节板2-5，直至限位滚轮2-6与铣刀2-1之间的距离等于预设的焊缝残余余高d后拧紧螺栓2-7。
进一步地，为了避免铣削工件端部或窗口等部位时，因多个限位滚轮2-6悬空而导致铣刀2-1过切，进而伤及母材，因此可在铣刀2-1的两侧均设置限位块，且限位块位于铣刀2-1与相邻的限位滚轮2-6之间。
实施例2
本发明还提供了一种基于上述所述的焊缝余高处理装置的焊缝处理方法，该方法包括以下步骤：
将基架1安装在自动化设备的移动机构上，并使铣刀2-1临近待铣削的焊缝的起始端
调整导向调节板2-5相对铣刀2-1的高度，具体地：当预设的焊缝残余余高较高时，可先拧松螺栓2-7，然后向上移动导向调节板2-5，直至限位滚轮2-6与铣刀2-1之间的距离等于预设的焊缝残余余高后再拧紧螺栓2-7。反之，当预设的焊缝残余余高较低时，在拧松螺栓2-7后，向下移动导向调节板2-5，直至限位滚轮2-6与铣刀2-1之间的距离等于预设的焊缝残余余高后拧紧螺栓2-7。
启动铣削驱动件2-2和铣削缓冲浮动件2-3，此时，铣刀2-1随移动机构沿焊缝的长度方向移动的同时，还会在铣削驱动件2-2的驱动下通过自身旋转来铣削其下方待铣削的焊缝。与此同时，由于待铣削的焊缝通常都不平整，为了保证铣刀2-1始终与待铣削的焊缝接触，铣刀2-1还在铣削缓冲浮动件2-3的带动下随待铣削的焊缝余高的变化而上下移动；
启动打磨驱动件3-2和打磨缓冲浮动件，此时，百叶轮3-1随移动机构沿焊缝的长度方向移动的同时，还会在打磨驱动件3-2的驱动下通过自身旋转来打磨其下方已铣削的焊缝，与此同时，为了保证百叶轮3-1始终与已铣削的焊缝接触，百叶轮3-1还在打磨缓冲浮动件的带动下随已铣削的焊缝余高的变化而上下移动；
启动抛光驱动件4-2和抛光缓冲浮动件，此时，刷头4-1随移动机构沿焊缝的长度方向移动的同时，还会在抛光驱动件4-2的驱动下通过自身旋转来抛光其下方已打磨的焊缝，与此同时，为了保证刷头4-1始终与已打磨的焊缝接触，刷头4-1还在抛光缓冲浮动件的带动下随已打磨的焊缝余高的变化而上下移动。
可见，通过利用该方法不仅解决了焊缝余高处理过程中需要多次人工切换工具的问题，简化了处理工序，实现了快速、自动化、连续的铣削、打磨和抛光焊缝，尤其对于20米及20米以上的超长焊缝仅需一个行程就可连续不中断的完成焊缝余高的处理，进而显著提高了工作效率，节约了时间，大幅降低了工作人员的劳动强度，而且还保证了焊缝表面的铣削、打磨和抛光质量。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种焊缝余高处理装置，其特征在于，包括基架、铣削单元、抛光单元以及设置在所述铣削单元和所述抛光单元之间的打磨单元；
所述铣削单元包括铣刀、铣削缓冲浮动件、铣刀固定板以及设置在所述铣刀固定板上的铣削驱动件；所述铣削驱动件与所述铣刀连接、用于驱动所述铣刀旋转；所述铣削缓冲浮动件的一端与所述铣刀固定板连接、另一端与基架连接，所述铣削缓冲浮动件用于根据待铣削的焊缝的余高驱动所述铣刀固定板上下移动；
所述打磨单元包括百叶轮、打磨驱动件和打磨缓冲浮动件；所述打磨驱动件与所述百叶轮连接、用于驱动所述百叶轮旋转；所述打磨缓冲浮动件的一端与所述打磨驱动件连接、另一端与基架连接，所述打磨缓冲浮动件用于根据待打磨的焊缝的余高驱动所述打磨驱动件上下移动；
所述抛光单元包括刷头、抛光驱动件和抛光缓冲浮动件；所述抛光驱动件与所述刷头连接、用于驱动所述刷头旋转；所述抛光缓冲浮动件的一端与所述抛光驱动件连接、另一端与基架连接，所述抛光缓冲浮动件用于根据待抛光的焊缝的余高驱动所述抛光驱动件上下移动。
2.根据权利要求1所述的焊缝余高处理装置，其特征在于，所述铣削缓冲浮动件、所述打磨缓冲浮动件和所述抛光缓冲浮动件均包括气缸。
3.根据权利要求1所述的焊缝余高处理装置，其特征在于，所述铣削驱动件、所述打磨驱动件和所述抛光驱动件上均设有滑块，所述基架上设有与所述滑块一一对应的导轨，每个所述滑块滑动嵌设在对应的所述导轨中。
4.根据权利要求1所述的焊缝余高处理装置，其特征在于，所述打磨驱动件为电机，所述电机的输出轴的轴线与竖直方向之间具有夹角。
5.根据权利要求1所述的焊缝余高处理装置，其特征在于，所述铣削驱动件通过齿形带与所述铣刀的转轴传动连接。
6.根据权利要求1所述的焊缝余高处理装置，其特征在于，还包括料屑回收单元，所述料屑回收单元的进口临近所述铣刀设置、用于回收所述铣刀铣削产生的料屑。
7.根据权利要求1所述的焊缝余高处理装置，其特征在于，所述铣削驱动件、所述打磨驱动件和所述抛光驱动件上均电连接有变频器。
8.根据权利要求1至7任一项所述的焊缝余高处理装置，其特征在于，所述铣刀的两侧均设有调节组件，所述调节组件包括导向调节板和限位滚轮；所述导向调节板的一端通过螺栓与所述铣刀固定板连接、另一端设有所述限位滚轮；所述导向调节板上沿所述导向调节板的高度方向开设有用于穿设所述螺栓的长条孔。
9.根据权利要求7所述的焊缝余高处理装置，其特征在于，所述铣刀的两侧均设有限位块，且所述限位块位于所述铣刀与相邻的所述限位滚轮之间。
10.一种基于权利要求8所述的焊缝余高处理装置的焊缝处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述基架安装在自动化设备的移动机构上；
调整所述导向调节板相对所述铣刀的高度；
启动所述铣削驱动件和所述铣削缓冲浮动件；
启动所述打磨驱动件和所述打磨缓冲浮动件；
启动所述抛光驱动件和所述抛光缓冲浮动件。
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