CN109570896B - 薄壁钻焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种薄壁钻焊接机，属于机床技术领域。它解决了现有的薄壁钻焊接机不适合焊接圆度较低的焊接薄壁钻筒体的问题。本薄壁钻焊接机包括安装在筒体顶部夹持装置上的薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置；薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置能检测薄壁钻筒体沿口中刀头焊接操纵段外侧面位置；刀头夹持装置中具有能使被夹持的刀头沿刀头厚度方向移动的第一刀头位置调整机构，或筒体顶部夹持装置与机架通过能使薄壁钻筒体沿薄壁钻筒体沿口中刀头焊接操纵段厚度方向移动的第二筒体位置调整机构相连接。本薄壁钻焊接机焊接圆度较低的薄壁钻筒体也能保证所有刀头位于同一圆上和保证该圆与薄壁钻筒体沿口外侧面的同心度。

Description

薄壁钻焊接机

技术领域

本发明属于机床技术领域，涉及一种焊接机，特别是一种薄壁钻焊接机薄壁钻筒体顶面位置控制装置。

背景技术

薄壁钻又称水钻头、空心钻头，主要用于建筑物中，水、电、暖、煤气、空调、管道安装时打过墙孔。高速公路、机场跑道、桥梁、隧道等基础工程的钻孔、套料、取芯。

薄壁钻焊接机是一种将薄壁钻刀头焊接在薄壁钻筒体端面上的设备。发明人曾提出了多种薄壁钻焊接机相关技术，金刚石工具焊接机（申请公布号CN103223538A），通过自动上刀头、自动蘸胶和自动供焊片实现提高焊接自动化程度，进而提高焊接效率。

为了降低薄壁钻的制造成本，筒体制造精度越来越低。如图6、图7和图9所示，薄壁钻筒体包括管体、连接座和沿口14a；管体一般采用镀锌管制成，因而存在着圆度较低；在薄壁钻筒体加工过程中，仅对薄壁钻筒体底部连接座上的螺纹孔14b和顶部沿口14a顶面和外侧面进行机加工，并不对管体外侧面进行机加工。

薄壁钻的技术要求为刀头沿着沿口14a外侧面设置，即刀头在同一圆上，刀头周向均匀分布，且要求该圆与沿口14a外侧面具有较高的同心度。在薄壁钻焊接装夹时，由于沿口14a的高度极低，一般为1mm至2.5mm，无法采用沿口14a的外侧面进行夹持定位，换言之，只能采用管体的外侧面进行夹持定位。由于管体的圆度较低，导致筒体在分度旋转过程中沿口14a外侧面相对于后靠山发生偏移，现有的薄壁钻焊接机无法自动地将刀头沿着沿口14a外侧面焊接，进而沿着影响薄壁钻生产效率。

发明内容

本发明提出了一种薄壁钻焊接机，本发明要解决的技术问题是如何使薄壁钻焊接机既能自动地焊接刀头，又能保证薄壁钻的品质。

本发明的要解决的技术问题可通过下列技术方案来实现：一种薄壁钻焊接机，包括机架、筒体顶部夹持装置、刀头夹持装置和控制电路；刀头夹持装置安装在机架上，刀头夹持装置位于筒体顶部夹持装置的上方，筒体顶部夹持装置能夹持在薄壁钻筒体的顶部；薄壁钻焊接机还包括安装在筒体顶部夹持装置上的薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置；当薄壁钻筒体被筒体顶部夹持装置夹持时，薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置能检测薄壁钻筒体沿口中刀头焊接操纵段外侧面位置；刀头夹持装置中具有能使被夹持的刀头沿刀头厚度方向移动的第一刀头位置调整机构，薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置和第一刀头位置调整机构均与控制电路点连接，或筒体顶部夹持装置与机架通过能使薄壁钻筒体沿薄壁钻筒体沿口中刀头焊接操纵段厚度方向移动的第二筒体位置调整机构相连接，薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置和第二筒体位置调整机构均与控制电路点连接。

利用薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置检测每个刀头焊接段位于焊接工位上时的外侧面位置，焊接每个刀头时均根据检测数值控制第一刀头位置调整机构，实现调整被夹持金刚石刀头的位置，或根据检测数值控制第二筒体位置调整机构，实现调整薄壁钻筒体的位置；进而保证焊接在薄壁钻筒体沿口顶面上的每个刀头相对于薄壁钻筒体沿口外侧面的位置相同，即使所有刀头位于同一圆上且保证该圆与薄壁钻筒体沿口外侧面的同心度。

与现有技术相比，本薄壁钻焊接机焊接圆度较低的薄壁钻筒体也能保证所有刀头位于同一圆上和保证该圆与薄壁钻筒体沿口外侧面的同心度；换言之利用本薄壁钻焊接机焊接薄壁钻，既能保证薄壁钻的品质，又能提高薄壁钻加工效率，实现降低薄壁钻的制成成本。

附图说明

图1是薄壁钻焊接机的立体结构示意图。

图2是薄壁钻焊接机中筒体辅助定位机构夹持薄壁钻筒体的立体结构示意图。

图3是薄壁钻焊接机中筒体顶部夹持装置夹持薄壁钻筒体的立体结构示意图。

图4是薄壁钻焊接机中薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置局部区域结构放大图。

图5是薄壁钻焊接机中筒体顶部夹持装置夹持薄壁钻筒体的俯视结构示意图。

图6和图7是薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置测量薄壁钻筒体沿口侧面位置不同状态的结构示意图。

图8是实施例六中第一后靠山与机架连接结构示意图。

图9是薄壁钻筒体的立体结构示意图。

图中，1、机架；2、升降架；3、筒体顶部夹持装置；3a、第一后靠山；3b、第一前压块；3c、第一压紧气缸；4、导杆组件；5、分度驱动机构；5a、分度电机；5b、十字拖板；5c、连接头；6a、传感器；6b、筒体辅助定位机构；6b1、后定位块；6b2、前定位块；6b3、第一推送气缸；6b4、第二推送气缸；7、筒体底部夹持装置；7a、第二后靠山；7b、第二前压块；7c、第二压紧气缸；8、刀头夹持装置；8a、刀头夹钳；8b、升降机构；8c、第一刀头位置调整机构；9、薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置；9a、检测头；9a1、检测底座；9a2、滚轮；9b、避让气缸；9c、位移传感器；9d、底板；9e、气缸；10、辅助定位基座；11、连接杆；12、第二导轨；13、第二电机；14、薄壁钻筒体；14a、沿口；14b、螺纹孔。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1至图5所示，薄壁钻焊接机包括机架1、升降架2、筒体顶部夹持装置3和控制电路。

机架1可放置在地面上；升降架2与机架1之间通过能使升降架2竖直移动的升降驱动机构相连接；具体来说，升降驱动机构包括导杆组件4、丝杆丝母组件和升降驱动电机，升降架2与机架1之间通过导杆组件4和丝杆丝母组件相连接，升降驱动电机的壳体固定在机架1上，升降驱动电机的转轴与丝杆丝母组件中丝杆机械传动连接。

筒体顶部夹持装置3位于升降架2的上方，筒体顶部夹持装置3安装在机架1上；具体来说，筒体顶部夹持装置3包括第一后靠山3a、第一前压块3b和第一压紧气缸3c，第一压紧气缸3c和第一后靠山3a均固定在机架1上；第一压紧气缸3c的活塞杆伸出能使第一后靠山3a和第一前压块3b之间间距缩小；当薄壁钻筒体14的顶部位于第一后靠山3a和第一前压块3b之间时，薄壁钻筒体14的顶部被筒体顶部夹持装置3夹持。

升降架2上安装有能驱动薄壁钻筒体14旋转的分度驱动机构5；具体来说，分度驱动机构5包括分度电机5a、十字拖板5b和能与薄壁钻筒体14底部相连接的连接头5c；十字拖板5b水平设置，分度电机5a的壳体通过十字拖板5b与升降架2相连接；连接头5c与分度电机5a的输出轴相连接。

薄壁钻筒体顶面位置控制装置包括传感器6a和筒体辅助定位机构6b。传感器6a位于筒体顶部夹持装置3的上方，传感器6a安装在机架1上。筒体辅助定位机构6b位于升降架2与筒体顶部夹持装置3之间；具体来说，筒体辅助定位机构6b位于筒体顶部夹持装置3与连接头5c之间，这样能保证安装在分度驱动机构5上的薄壁钻筒体14中部与筒体辅助定位机构6b相对，即筒体辅助定位机构6b能夹持在薄壁转筒体的中部。

筒体辅助定位机构6b与升降架2之间机械连接；具体来说，升降驱动机构的导杆组件4上安装有辅助定位基座10，筒体辅助定位机构6b安装在辅助定位基座10上，辅助定位基座10位于筒体顶部夹持装置3与连接头5c之间，由此使筒体辅助定位机构6b位于筒体顶部夹持装置3与连接头5c之间。

辅助定位基座10与升降架2之间通过连接杆11相连接，由此升降架2升降移动时同步带动筒体辅助定位机构6b移动；该结构既可简化机械结构，又能避免升降架2带动薄壁钻筒体14升降移动时薄壁钻筒体14相对于筒体辅助定位机构6b产生升降移动。

根据不同的薄壁钻筒体14型号，可选择不同固定长度的连接杆11，连接杆11的一端与辅助定位基座10固定连接，另一端与升降架2固定连接；由此实现调整辅助定位基座10与升降架2之间间距，进而调整筒体辅助定位机构6b夹持薄壁转筒体的位置。根据实际情况也可采用长度可调整的连接杆11，这样根据不同的薄壁钻筒体14型号调整连接杆11的长度；具体来说，连接杆11包括固定段和与固定段螺纹连接的伸缩段，伸缩段上螺纹连接有锁紧螺母，连接杆11长度调整到位后拧紧锁紧螺母，实现固定连接杆11的长度；连接杆11的固定段与升降架2固定连接，伸缩段与辅助定位基座10之间转动连接。

筒体辅助定位机构6b包括后定位块6b1和前定位块6b2，后定位块6b1和前定位块6b2上均具有V形定位槽，后定位块6b1上的V形定位槽和前定位块6b2上的V形定位槽相对设置。筒体顶部夹持装置3夹持薄壁钻筒体14的方向与筒体辅助定位机构6b夹持薄壁钻筒体14的方向相同，后定位块6b1与辅助定位基座10之间通过第一推送气缸6b3相连接，第一推送气缸6b3的活塞杆伸出能使后定位块6b1和前定位块6b2之间间距缩小；前定位块6b2与辅助定位基座10之间通过第二推送气缸6b4相连接，第二推送气缸6b4的活塞杆伸出能使后定位块6b1和前定位块6b2之间也间距缩小。第一推送气缸6b3的活塞杆与辅助定位基座10之间安装有用于限定第一推送气缸6b3的活塞杆伸出行程的行程限位结构；由此提高后定位块6b1位置一致性。采用具有V形定位槽的后定位块6b1和前定位块6b2夹持薄壁钻筒体14以及后定位块6b1具有位置一致性高的特性均有效地提高被筒体辅助定位机构6b夹持的薄壁钻筒体14位置一致性。

第一推送气缸6b3和第二推送气缸6b4均通过气管与电磁阀相连通，传感器6a、升降驱动机构中升降驱动电机、电磁阀均与控制电路电连接。

通过阐述薄壁钻筒体14顶面位置控制过程，进一步说明各个部件的作用和优点。

先将薄壁钻筒体14竖直设置，薄壁钻筒体14的沿口14a朝上，薄壁钻筒体14的底部安装在连接头5c上。

再操控控制电路，控制电路控制电磁阀使第一推送气缸6b3和第二推送气缸6b4的活塞杆均伸出，后定位块6b1和前定位块6b2夹持在薄壁钻筒体14的中部，即薄壁钻筒体14被筒体辅助定位机构6b夹持住。接着控制电路自动控制升降驱动电机运行使升降驱动机构驱动升降架2上升运动，升降架2带动薄壁钻筒体14和筒体辅助定位机构6b同步上升，在薄壁钻筒体14上升运动过程中，筒体辅助定位机构6b保持夹持住薄壁转筒体；且当薄壁钻筒体14的顶面触发传感器6a，控制电路控制升降驱动电机停止运行，即升降架2停止移动，薄壁钻筒体14的顶面保持在触发传感器6a所处位置上。

辅助定位基座10上安装有筒体底部夹持装置7，筒体底部夹持装置7包括第二后靠山7a、第二前压块7b和第二压紧气缸7c，第二压紧气缸7c和第二后靠山7a均固定在辅助定位基座10上；第二压紧气缸7c的活塞杆伸出能使第二后靠山7a和第二前压块7b之间间距缩小；当薄壁钻筒体14安装在连接头5c上时薄壁钻筒体14的底部位于第二后靠山7a和第二前压块7b之间，薄壁钻筒体14的底部能被筒体底部夹持装置7夹持。

操控筒体顶部夹持装置3中第一压紧气缸3c的活塞杆和筒体底部夹持装置7中第二压紧气缸7c的活塞杆伸出，迫使第一推送气缸6b3的活塞杆回缩，直至薄壁钻筒体14抵靠在第一后靠山3a和第二后靠山7a上。在此运动过程中第一前压块3b和第二前压块7b与后定位块6b1夹持住薄壁钻筒体14，提高薄壁钻筒体14移动稳定性，进而提高薄壁钻筒体14定位精度，尤其是能避免薄壁钻筒体14发生倾斜。之后，控制电路控制电磁阀使第一推送气缸6b3和第二推送气缸6b4的活塞杆均回缩。第一推送气缸6b3的活塞杆处于回缩状态时，后定位块6b1的V形定位槽底面位于第一后靠山3a和第二后靠山7a的后侧，这样避免后定位块6b1影响筒体顶部夹持装置3和筒体底部夹持装置7夹持薄壁钻筒体14的定位精度。

薄壁钻焊接机还包括刀头夹持装置8，刀头夹持装置8位于升降架2的上方，筒体顶部夹持装置3位于刀头夹持装置8和升降架2之间；刀头夹持装置8包括刀头夹钳8a和升降机构8b；升降机构8b安装在机架1上，刀头夹钳8a与升降机构8b之间通过能使被夹持的刀头沿刀头厚度方向移动的第一刀头位置调整机构8c相连接。具体来说，第一刀头位置调整机构8c包括第一导轨、第一丝杆丝母组件和第一电机，刀头夹钳8a的本体与升降机构8b的升降头之间通过第一导轨和第一丝杆丝母组件相连接，第一电机的壳体固定在升降机构8b的升降头上，第一电机的转轴与第一丝杆丝母组件中丝杆机械传动连接。

如图1至图5所示，筒体顶部夹持装置3的第一后靠山3a上安装有薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置9；当薄壁钻筒体14安装在升降架2上且被筒体顶部夹持装置3夹持时，薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置9能检测薄壁钻筒体14沿口14a中刀头焊接操纵段外侧面位置。薄壁钻筒体14沿口14a中与刀头位置一一对应区域称为刀头焊接段，处于刀头焊接工位上的这个刀头焊接段称为刀头焊接操纵段。

薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置9的高度与传感器6a高度基本相同，这样被薄壁钻筒体顶面位置控制装置精确地控制的薄壁钻筒体14顶面位置与薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置9相对应，即薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置9与薄壁钻筒体14沿口14a侧面正对，保证薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置9检测精度。

薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置9包括检测头9a、避让气缸9b和用于测量检测头9a移动行程的位移传感器9c。避让气缸9b的缸体固定在筒体顶部夹持装置3的第一后靠山3a上；避让气缸9b的活塞杆上固定连接有底板9d，检测头9a通过导向结构安装在底板9d上，位移传感器9c位于检测头9a的后侧，位移传感器9c固定在底板9d上。位移传感器9c如市场在售的CMOS型微型激光位移传感器9c，CMOS型微型激光位移传感器9c的探测面与检测头9a的后侧面正对。根据实际情况位移传感器9c也可采用其他型号，如市场在售的磁致伸缩位移传感器9c，磁致伸缩位移传感器9c的本体固定在底板9d上，伸缩杆与检测头9a相连接。避让气缸9b能使检测头9a和传感器6a位于焊接工位内或远离焊接工位，当检测头9a和传感器6a位于焊接工位内时检测头9a能与薄壁钻筒体14沿口14a外侧面相依靠，实现检测薄壁钻筒体14沿口14a中刀头焊接操纵段外侧面位置；当检测头9a和传感器6a处于远离焊接工位状态时能有效地保护检测头9a和传感器6a，即避免焊接加热损伤检测头9a和传感器6a。

检测头9a与底板9d之间设有能使检测头9a与薄壁钻筒体14沿口14a侧面保持依靠状态的柔性驱动件。柔性驱动件为气缸9e，通过调整气缸9e的输入气压保证检测头9a能随薄壁钻筒体14沿口14a外侧面移动而沿着导向结构导向方向移动，实现检测头9a始终抵靠在薄壁钻筒体14沿口14a外侧面上。说明书附图给出气缸9e为具有导向结构的平移气缸9e，使得导向结构和气缸9e合在一起，具有结构紧凑和制造成本低的优点。根据实际情况，柔性驱动件也可采用弹簧，弹簧的一端与检测头9a相抵靠，另一端与底板9d相抵靠。

检测头9a包括检测底座9a1和与检测底座9a1转动连接的滚轮9a2；滚轮9a2的外侧面能与薄壁钻筒体14沿口14a外侧面相抵靠，当薄壁钻筒体14转动时薄壁钻筒体14带动滚轮9a2转动，使得薄壁钻筒体14与检测头9a之间滚动摩擦，即保证薄壁钻筒体14转动稳定性，又降低检测头9a磨损量和降低检测头9a跳动幅度，提高检测头9a使用寿命和检测精度。

刀头夹持装置8中第一刀头位置调整机构8c的第一电机和位移传感器9c均与控制电路电连接。通过阐述利用本薄壁钻焊接机焊接加工一个薄壁钻的过程，进一步说明各个部件的作用和优点。

操控避让气缸9b使检测头9a位于焊接工位处，即检测头9a位于刀头夹持装置8的正下方；在柔性驱动件的作用下，检测头9a的滚轮9a2与薄壁钻筒体14沿口14a中刀头焊接操纵段外侧面相抵靠；作为优选，导向结构导向方向与薄壁钻筒体14沿口14a外侧面的径向线平行设置，检测头9a的滚轮9a2与薄壁钻筒体14沿口14a中刀头焊接操纵段外侧面的中心线相抵靠；这样测量的检测头9a移动行程能精确地反应薄壁钻筒体14外侧面与沿口14a外侧面之间偏差距离。

操控分度电机5a运行，分度电机5a带动薄壁钻筒体14转动。如图6和图7所示薄壁钻筒体14的外侧面呈椭圆形，那么薄壁钻筒体14在旋转过程中会使检测头9a沿着导向结构导向方向移动，位移传感器9c测量出检测头9a移动行程。

控制电路记录薄壁钻筒体14沿口14a中每个刀头焊接段位于焊接工位上时检测头9a的移动行程。假设薄壁钻中金刚石刀头的数量为4个，第一个刀头焊接段位于焊接工位上时检测头9a的移动行程L1，第二个刀头焊接段位于焊接工位上时检测头9a的移动行程L2，第三个刀头焊接段位于焊接工位上时检测头9a的移动行程L3，第四个刀头焊接段位于焊接工位上时检测头9a的移动行程L4。通过操纵第一刀头位置调整机构8c使被刀头夹持装置8夹持的金刚石刀头一侧面位置相对于薄壁钻筒体14沿口14a中刀头焊接操纵段外侧面位置符合设计要求；即以第一个金刚石刀头与薄壁钻筒体14之间相对位置作为基准。

在焊接第二个金刚石刀头时控制电路根据L2与L1的差值自动控制第一电机运行，第一电机使刀头夹钳8a沿着金刚石刀头厚度方向移动与上述差值对应的距离，使得被刀头夹持装置8夹持的金刚石刀头一侧面位置相对于薄壁钻筒体14沿口14a中第二个刀头焊接段外侧面位置也符合设计要求。在焊接每个金刚石刀头时控制电路均根据对应地差值控制第一电机运行使得被刀头夹持装置8夹持的金刚石刀头一侧面位置相对于薄壁钻筒体14沿口14a中刀头焊接段外侧面位置均符合设计要求。由此焊接在薄壁钻筒体14上的所有金刚石刀头位于同一圆上且该圆与薄壁钻筒体14沿口14a外侧面同心设置。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，基本相同之处不再累赘描述，仅描述不一样的地方，不一样的地方在于：筒体顶部夹持装置3夹持薄壁钻筒体14的方向与筒体辅助定位机构6b夹持薄壁钻筒体14的方向垂直设置，后定位块6b1锁固在辅助定位基座10上，后定位块6b1上没有V形定位槽；前定位块6b2与辅助定位基座10之间通过第二推送气缸6b4相连接，第二推送气缸6b4的活塞杆伸出能使后定位块6b1和前定位块6b2之间也间距缩小。

实施例三

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，基本相同之处不再累赘描述，仅描述不一样的地方，不一样的地方在于：检测头9a与底板9d之间设有没有设置柔性驱动件，而是设有能驱动检测头9a沿着导向结构导向方向往复移动的驱动元件，驱动元件为气缸9e。这样仅在测量薄壁钻筒体14沿口14a外侧面位置时，驱动元件驱动检测头9a移动使检测头9a与薄壁钻筒体14沿口14a侧面相依靠，其余状态驱动元件均使检测头9a与薄壁钻筒体14沿口14a侧面处于分离状态。

实施例四

本实施例同实施例一至实施例三的结构及原理基本相同，基本相同之处不再累赘描述，仅描述不一样的地方，不一样的地方在于：薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置9不包括检测头9a、导向结构和柔性驱动件或驱动元件，而是利用位移传感器9c直接测量薄壁钻筒体14沿口14a侧面的位置。

实施例五

本实施例同实施例一至实施例四的结构及原理基本相同，基本相同之处不再累赘描述，仅描述不一样的地方，不一样的地方在于：检测头9a与第一后靠山3a之间没有设置避让气缸9b和底板9d，检测头9a与直接通过导向结构与第一后靠山3a相连接；位移传感器9c直接安装在第一后靠山3a上。

实施例六

如图8所示，本实施例同实施例一至实施例五的结构及原理基本相同，基本相同之处不再累赘描述，仅描述不一样的地方，不一样的地方在于：刀头夹持装置8中没有第一刀头位置调整机构8c，第一后靠山3a与机架1之间以及第二后靠山7a与辅助定位基座10之间均通过能使薄壁钻筒体14沿薄壁钻筒体14沿口14a中刀头焊接操纵段厚度方向移动的第二筒体位置调整机构相连接。当然刀头夹持装置8中具有第一刀头位置调整机构8c，第一后靠山3a与机架1之间以及第二后靠山7a与辅助定位基座10之间均通过第二筒体位置调整机构相连接也是可以的。

第二筒体位置调整机构包括第二导轨12、第二丝杆丝母组件和第二电机13，第一后靠山3a与机架1之间通过第二导轨12和第二丝杆丝母组件相连接，第二电机13的壳体固定在机架1上，第二电机13的转轴与第二丝杆丝母组件中丝杆机械传动连接。第二后靠山7a与辅助定位基座10之间第二导轨12和第二丝杆丝母组件相连接，第二电机13的壳体固定在辅助定位基座10上，第二电机13的转轴与第二丝杆丝母组件中丝杆机械传动连接。

利用本薄壁钻焊接机焊接加工薄壁钻过程中，通过操纵第二筒体位置调整机构使被刀头夹持装置8夹持的金刚石刀头一侧面位置相对于薄壁钻筒体14沿口14a中刀头焊接操纵段外侧面位置符合设计要求；即以第一个金刚石刀头与薄壁钻筒体14之间相对位置作为基准。在焊接第二个金刚石刀头时控制电路根据L2与L1的差值自动控制第二电机13运行，第二电机13使第一后靠山3a和第二后靠山7a沿着金刚石刀头厚度方向移动与上述差值对应的距离，使得被刀头夹持装置8夹持的金刚石刀头一侧面位置相对于薄壁钻筒体14沿口14a中第二个刀头焊接段外侧面位置也符合设计要求。在焊接每个金刚石刀头时控制电路均根据对应地差值控制第二电机13运行使得被刀头夹持装置8夹持的金刚石刀头一侧面位置相对于薄壁钻筒体14沿口14a中刀头焊接段外侧面位置均符合设计要求。

Claims (10)

1.一种薄壁钻焊接机，包括机架（1）、筒体顶部夹持装置（3）、刀头夹持装置（8）和控制电路；刀头夹持装置（8）安装在机架（1）上，刀头夹持装置（8）位于筒体顶部夹持装置（3）的上方，筒体顶部夹持装置（3）能夹持在薄壁钻筒体（14）的顶部；其特征在于，薄壁钻焊接机还包括安装在筒体顶部夹持装置（3）上的薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置（9）；当薄壁钻筒体（14）的管体被筒体顶部夹持装置（3）夹持时，薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置（9）能检测薄壁钻筒体（14）沿口（14a）中焊接刀头对应的刀头焊接段外侧面位置，用于反映薄壁钻筒体（14）的管体外侧面与沿口（14a）外侧面之间偏差距离；

刀头夹持装置（8）中具有能使被夹持的刀头沿刀头厚度方向移动的第一刀头位置调整机构（8c），薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置（9）和第一刀头位置调整机构（8c）均与控制电路电连接，控制电路能根据薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置（9）检测数值操纵第一刀头位置调整机构（8c）使被刀头夹持装置（8）夹持的金刚石刀头移动；

或筒体顶部夹持装置（3）与机架（1）通过能使薄壁钻筒体（14）沿薄壁钻筒体（14）沿口（14a）中焊接刀头对应的刀头焊接段厚度方向移动的第二筒体位置调整机构相连接，薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置（9）和第二筒体位置调整机构均与控制电路电连接，控制电路能根据薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置（9）检测数值操纵第二筒体位置调整机构使薄壁钻筒体（14）移动。

2.根据权利要求1所述的薄壁钻焊接机，其特征在于，焊接每个刀头时，所述薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置（9）均检测薄壁钻筒体（14）沿口（14a）中与待焊接刀头对应的刀头焊接段外侧面位置，控制电路均根据薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置（9）检测得到刀头焊接段外侧面位置的数值控制第一刀头位置调整机构（8c）使被夹持的刀头沿刀头厚度方向移动；

或焊接每个刀头时，所述薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置（9）均检测薄壁钻筒体（14）沿口（14a）中与待焊接刀头对应的刀头焊接段外侧面位置，控制电路均根据薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置（9）检测得到刀头焊接段外侧面位置的数值控制第二筒体位置调整机构使薄壁钻筒体（14）沿薄壁钻筒体（14）沿口（14a）中焊接刀头对应的刀头焊接段厚度方向移动。

3.根据权利要求1所述的薄壁钻焊接机，其特征在于，所述薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置（9）包括检测头（9a）、避让气缸（9b）和用于测量检测头（9a）移动行程的位移传感器（9c）；避让气缸（9b）的缸体安装在筒体顶部夹持装置（3）上，避让气缸（9b）的活塞杆上固定连接有底板（9d），检测头（9a）通过导向结构安装在底板（9d）上，位移传感器（9c）固定在底板（9d）上；检测头（9a）与底板（9d）之间设有能使检测头（9a）与薄壁钻筒体（14）沿口（14a）侧面保持依靠状态的柔性驱动件，或检测头（9a）与底板（9d）之间设有能驱动检测头（9a）沿着导向结构导向方向往复移动的驱动元件。

4.根据权利要求1所述的薄壁钻焊接机，其特征在于，所述薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置（9）包括检测头（9a）和用于测量检测头（9a）移动行程的位移传感器（9c）；检测头（9a）通过导向结构安装在筒体顶部夹持装置（3）上，位移传感器（9c）固定在筒体顶部夹持装置（3）上；检测头（9a）与底板（9d）之间设有能使检测头（9a）与薄壁钻筒体（14）沿口（14a）侧面保持依靠状态的柔性驱动件，或检测头（9a）与底板（9d）之间设有能驱动检测头（9a）沿着导向结构导向方向往复移动的驱动元件。

5.根据权利要求4所述的薄壁钻焊接机，其特征在于，所述柔性驱动件为气缸（9e），或所述柔性驱动件为弹簧。

6.根据权利要求4或5所述的薄壁钻焊接机，其特征在于，所述检测头（9a）包括检测底座（9a1）和与检测底座（9a1）转动连接的滚轮（9a2）；滚轮（9a2）的外侧面能与薄壁钻筒体（14）沿口（14a）外侧面相抵靠。

7.根据权利要求1所述的薄壁钻焊接机，其特征在于，所述薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置（9）包括固定在筒体顶部夹持装置（3）上的位移传感器（9c），位移传感器（9c）的探测面能与薄壁钻筒体（14）沿口（14a）外侧面正对；

或所述薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置（9）包括避让气缸（9b）和位移传感器（9c），避让气缸（9b）的缸体安装在筒体顶部夹持装置（3）上，避让气缸（9b）的活塞杆上固定连接有底板（9d），位移传感器（9c）固定在底板（9d）上，位移传感器（9c）的探测面能与薄壁钻筒体（14）沿口（14a）外侧面正对。

8.根据权利要求1或2或3或4或7所述的薄壁钻焊接机，其特征在于，所述筒体顶部夹持装置（3）包括第一后靠山（3a）、第一前压块（3b）和第一压紧气缸（3c），第一压紧气缸（3c）固定在机架（1）上；第一压紧气缸（3c）的活塞杆伸出能使第一后靠山（3a）和第一前压块（3b）之间间距缩小；薄壁钻筒体沿口侧面位置检测装置（9）安装在第一后靠山（3a）上；第一后靠山（3a）固定在机架（1）上，或第一后靠山（3a）与机架（1）通过第二筒体位置调整机构相连接。

9.根据权利要求1或2或3或4或7所述的薄壁钻焊接机，其特征在于，所述薄壁钻焊接机还包括升降架（2），升降架（2）与机架（1）之间通过导杆组件（4）相连接；导杆组件（4）上安装有辅助定位基座（10），辅助定位基座（10）上安装有筒体底部夹持装置（7），筒体底部夹持装置（7）位于筒体顶部夹持装置（3）与升降架（2）之间；当筒体顶部夹持装置（3）与机架（1）之间通过第二筒体位置调整机构相连接时，筒体底部夹持装置（7）与辅助定位基座（10）之间通过所述第二筒体位置调整机构相连接。

10.根据权利要求9所述的薄壁钻焊接机，其特征在于，所述辅助定位基座（10）与升降架（2）之间通过连接杆（11）相连接，连接杆（11）的长度固定，连接杆（11）的一端与辅助定位基座（10）固定连接，另一端与升降架（2）固定连接；或所述辅助定位基座（10）与升降架（2）之间通过连接杆（11）相连接，连接杆（11）的长度能调整，连接杆（11）包括固定段和与固定段螺纹连接的伸缩段，连接杆（11）的固定段与升降架（2）固定连接，伸缩段与辅助定位基座（10）之间转动连接。

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