CN110293350A - 一种中空注浆锚索尾部多焊枪自动焊机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种中空注浆锚索尾部多焊枪自动焊机，包括底座、滑接在底座上的焊枪支架、驱动焊枪支架前后移动的驱动机构、安装在焊枪支架上的多个气缸以及安装在气缸伸缩轴上的多个焊枪，还包括固定锚索的装夹机构；所述装夹机构包括固定在底座上的固定座、轴接在固定座上的内套筒和驱动内套筒旋转的旋转电机，锚索穿过内套筒，内套筒上沿径向滑接有压紧块，压紧块将锚索压紧在内套筒上，本发明可以一次性完成多条焊缝的焊接，大大提高了工作效率；还能完成环缝的焊接，有效的保证了焊接强度的要求；该自动焊机焊接速度快、焊接效果好、焊接工件外型美观。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体是指一种中空注浆锚索尾部多焊枪自动焊机。
背景技术
中空注浆锚索已广泛应用于矿山地质条件中等，困难条件下的井巷支护或加固，也可用于隧道的支护、边坡和基坑加固等工程，通过中空锚索体的中空结构进行注浆，可达到固结破碎岩体，改良岩性，从而达到良好的支护效果。
中空注浆锚索的索体通常采用8-10根高强度预应力钢丝与索体芯管捻制而成，在捻制索体之前，需将8-10根高强度预应力钢丝尾部以及钢丝与注浆连接套焊接在一起；现阶段焊接为人工手动焊接，分别将钢丝尾部的8-10个缝隙焊牢，焊接过程中需要手动旋转工件，焊接不同的钢丝缝隙；焊接外观粗糙，打磨工作量大，对焊工的操作要求高，焊接质量不容易保证，手工焊一件大约2.5分钟，焊接效率很低；发明专利一种数控锚索焊接机（CN205464733.U），提供了一种锚索焊接机，但该专利存在以下缺点：（1）只能焊接直缝，无法对注浆连接套与钢丝端部之间的环缝进行焊接；（2）只有一把焊枪，虽然降底了人工劳动强度，但是工作效率提高不明显。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种中空注浆锚索尾部多焊枪自动焊机，该焊机可以一次性完成多条焊缝的焊接，大大提高了工作效率；还能完成环缝的焊接，有效的保证了焊接强度的要求；该自动焊机焊接速度快、焊接效果好、焊接工件外型美观。
本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种中空注浆锚索尾部多焊枪自动焊机，包括底座、滑接在底座上的焊枪支架、驱动焊枪支架前后移动的驱动机构、安装在焊枪支架上的多个气缸以及安装在气缸伸缩轴上的多个焊枪，还包括固定锚索的装夹机构；
所述装夹机构包括固定在底座上的固定座、轴接在固定座上的内套筒和驱动内套筒旋转的旋转电机，锚索穿过内套筒，内套筒上沿径向滑接有压紧块，压紧块将锚索压紧在内套筒上。
本方案中焊枪支架上装有多个焊枪，可以同时对锚索上的多条直焊缝进行焊接，提高了焊接效率，焊枪支架滑接在底座上，通过驱动焊枪支架前后移动的驱动机构可以实现焊枪的前后移动，实现了锚索直焊缝前后方向的焊接；焊枪安装在气缸伸缩轴上，当焊枪工作时，气缸伸出，使焊枪的焊接端伸至需要焊接的位置，不需要焊接时，气缸收缩，使焊枪收回。
本方案中的装夹机构用于固定锚索，旋转电机驱动内套筒旋转，锚索跟随内套筒一同旋转，可以实现对锚索环缝位置的焊接；内套筒上沿径向滑接有压紧块，压紧块将锚索压紧在内套筒上，通过设置沿径向滑接的压紧块，可以便于锚索的拆装和紧固。
作为优化，所述内套筒上设置有与锚索适配的凹槽，所述压紧块与凹槽围成的空腔与锚索的外圆周面适配。由于锚索是由多根钢丝捻制而成，锚索的外圆周面为不规则的圆形，通过内套筒上设置有与锚索适配的凹槽且压紧块与凹槽围成的空腔与锚索的外圆周面适配，可以使空腔与锚索圆周外形相吻合，可以对锚索的圆周方向进行固定，使每根锚索固定后都可以将需要焊接的位置与焊枪对应。
作为优化，所述装夹机构还包括沿内套筒径向连接在内套筒上的螺纹杆，螺纹杆通过螺纹连接在内套筒上，螺纹杆的一端设置有伸入压紧块的连接头，连接头沿圆周方向开有环形卡槽，安装在压紧块上的螺钉一端伸入环形卡槽中，螺纹杆的另一端设置有方形的连接头。通过本方案中设置的螺纹杆，可以驱动压紧块沿内套筒径向移动；螺纹杆的一端设置有伸入压紧块的连接头，连接头沿圆周方向开有环形卡槽，安装在压紧块上的螺钉一端伸入环形卡槽中，可以实现螺纹杆可以相对于压紧块旋转，当螺纹杆沿内套筒径向移动时，还可以带动压紧块沿内套筒径向移动；通过本方案中设置的方形的连接头，可以通过电动扳手等工具旋转方形连接头来驱动螺纹杆旋转。
作为优化，所述焊枪支架上开有多条与锚索同轴的弧形卡槽，气缸上固接有与弧形卡槽适配的卡块。本方案中的卡块可以在弧形卡槽中沿弧形滑动，从而调节焊枪与焊枪、焊枪与直焊缝的角度与位置，本方案中弧形卡槽与锚索同轴，从而无论怎么调节焊枪，焊枪的端部始终指向锚索的中心位置。
作为优选，所述内套筒上固接有同步带轮，旋转电机通过同步带驱动同步带轮旋转。本方案中内套筒上固接有同步带轮，旋转电机通过同步带驱动同步带轮旋转，可以实现旋转电机驱动内套筒旋转，且同步带传动噪音小，精度高，工作稳定。
作为优选，所述锚索与内套筒同轴。本方案中锚索与内套筒同轴，使内套筒旋转时，固定在内套筒上的锚索可以绕自身轴线旋转，便于焊枪对锚索上的环缝进行焊接。
作为优化，所述底座上装有定位机构，所述定位机构包括固定在底座上的挡块支架和轴接在挡块支架上的定位挡块，定位挡块顶在锚索端部且定位挡块的旋转轴线与锚索的旋转轴线同轴。本方案中设置的定位机构用于对锚索的轴向定位，安装锚索时，只需要将锚索的端部顶在定位挡块上，即可对锚索进行定位，且定位挡块的旋转轴线与锚索的旋转轴线同轴，使定位挡块可以随锚索一同旋转，减小锚索旋转的摩擦力。
作为优化，所述定位挡块上设置有与锚索端部适配的圆形槽。通过将锚索端部插入圆形槽，可以对锚索端部进行径向定位，使锚索端部旋转时不会径向摆动。
作为优选，所述驱动机构包括轴接在底座上的滚珠丝杠、安装在滚珠丝杠上的丝杠滑块和驱动滚珠丝杠旋转的丝杠电机，丝杠滑块与焊枪支架固接。本方案中驱动机构包括轴接在底座上的滚珠丝杠、安装在滚珠丝杠上的丝杠滑块和驱动滚珠丝杠旋转的丝杠电机，可以通过丝杠电机的旋转实现焊枪支架的前后移动。
作为优选，所述底座上固接有两条沿前后方向的直线导轨，两条直线导轨分别设置在装夹机构的两侧，每条直线导轨上装有两个与焊枪支架固接的导轨滑块。本方案中设置的直线导轨和导轨滑块，可以实现焊枪支架沿前后方向滑接在底座上，两条直线导轨分别设置在装夹机构的两侧，可以使焊枪支架滑接稳定。
本发明的有益效果为：本发明的一种中空注浆锚索尾部多焊枪自动焊机，通过在焊枪支架上安装多个焊枪，可以同时对锚索上的多条直焊缝进行焊接，增强了焊接效率，通过驱动焊枪支架前后移动的驱动机构可以实现焊枪的前后移动，实现了锚索直焊缝前后方向的焊接；通过旋转电机驱动内套筒旋转，锚索跟随内套筒一同旋转，可以实现对锚索环缝位置的焊接；内套筒上沿径向滑接有压紧块，压紧块将锚索压紧在内套筒上，通过设置沿径向滑接的压紧块，可以便于锚索的拆装和紧固，本发明焊接速度快、焊接质量好，降低了对员工的操作要求。
附图说明
图1为本发明实施例1正视图；
图2为本发明实施例1侧视图；
图3为本发明装夹机构示意图；
图4为本发明A-A面剖视图；
图5为本发明定位机构示意图；
图6为本发明环缝焊点示意图；
图7为本发明实施例1焊点示意图；
图8为本发明实施例2焊点示意图；
图9为本发明实施例2正视图；
图中所示：
1、底座，2、焊枪支架，3、气缸，4、焊枪，5、装夹机构，6、定位机构，7、直线导轨，8、导轨滑块， 9、滚珠丝杠，10、丝杠滑块，11、丝杠电机，12、锚索，13、工具箱，501、固定座，502、外轴套，503、内轴套，504、同步带轮，505、夹紧块，506、螺纹杆，507、凹槽，508、旋转电机，601、定位挡块，602、挡块支架。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
实施例1：
如图1~7所示，本发明的一种中空注浆锚索尾部多焊枪自动焊机，包括底座1、滑接在底座1上的焊枪支架2、驱动焊枪支架2前后移动的驱动机构，还包括固定锚索12的装夹机构5。
所述底座1固定在地面上，底座1上设置有工具箱13，底座1上固接有两条沿前后方向的直线导轨7，两条直线导轨7分别设置在装夹机构5的两侧，每条直线导轨7上装有两个与焊枪支架2固接的导轨滑块8。
所述驱动机构包括轴接在底座1上的滚珠丝杠9、安装在滚珠丝杠9上的丝杠滑块10和驱动滚珠丝杠9旋转的丝杠电机11，滚珠丝杠9的两端装有轴承，轴承通过轴承座固定在底座1上，丝杠滑块10与焊枪支架2固接，丝杠电机11通过连接板固定在底座1上，丝杠电机11的电机轴通过联轴器与滚珠丝杠9的一端连接。
所述焊枪支架2上安装有若干个气缸3，焊枪支架2上开有多条与锚索12同轴的弧形卡槽，气缸3上固接有与弧形卡槽适配的卡块，卡块插入弧形卡槽中并通过螺母将气缸3固定在焊枪支架2上，每个气缸3的伸缩轴上各固定有一个焊枪4。
气缸3的数量与焊枪4的数量相同，焊枪的数量取决于需要焊接的钢丝之间直焊缝的数量，焊枪数量的选择有以下几个原则：（1）、焊枪的数量优选能整除直焊缝的数量，如有8条直焊缝时，宜设置2个、4个或8个焊枪；如有9条直焊缝时，宜设置3个或9个焊枪。（2）、焊枪优选设置2~5个；（3）、焊枪的数量不宜大于直焊缝的数量。
本实施例1中焊枪的数量为4个，气缸3伸长后，4个焊枪4的焊接点分别伸长至锚索的4条直焊缝处，可以实现4条直焊缝同时焊接。
所述装夹机构5包括固定在底座1上的固定座501、轴接在固定座501上的内套筒503和驱动内套筒503旋转的旋转电机508，固定座501通过螺栓固定在底座1上，固定座501上装有圆环形的外套筒502，固定座501上开有两个丝孔，安装在丝孔内的螺钉将外套筒紧固在固定座501上，外套筒502内并排装有两个轴承，内套筒503安装在两个轴承的内圈。
所述内套筒503上固接有同步带轮504，同步带轮504套在内套筒503上并通过圆螺母紧固，旋转电机508固定在底座1上，旋转电机508通过同步带驱动同步带轮504旋转，从而驱动内套筒503旋转。
锚索12穿过内套筒503并固定在内套筒503内，所述锚索12与内套筒503同轴，锚索12的轴线沿前后方向布置。
内套筒503上沿径向滑接有压紧块505，压紧块505将锚索12压紧在内套筒503上。
所述内套筒503上设置有与锚索12适配的凹槽507，压紧块505上也设置有相应的锚索槽，所述锚索槽与凹槽507围成的空腔与锚索12的外圆周面适配，锚索槽与凹槽507对接时，锚索槽与凹槽507之间的形状与锚索圆周外形相吻合。
所述装夹机构5还包括沿内套筒503径向连接在内套筒503上的螺纹杆506，螺纹杆506通过螺纹连接在内套筒503上，螺纹杆506的一端设置有伸入压紧块505的连接头，连接头沿圆周方向开有环形卡槽，安装在压紧块505上的螺钉一端伸入环形卡槽中，所述螺纹杆506的另一端设置有方形的连接头。
所述底座1上装有定位机构6，所述定位机构6包括固定在底座1上的挡块支架602和轴接在挡块支架602上的定位挡块601，定位挡块601顶在锚索12端部且定位挡块601的旋转轴线与锚索12的旋转轴线同轴，挡块支架602为L形板，L形板的底板通过螺栓安装在底座1上，L形板的立板上开有圆孔，圆孔内装有轴承，定位挡块601为圆形板，圆形板的一面中心固接有圆轴，圆轴安装在轴承的内孔上，圆形板另一面的中心位置顶在锚索12端部。
所述定位挡块601上设置有与锚索12端部适配的圆形槽，圆形槽设置在圆形板顶在锚索12端部的一面的中心位置，圆形槽的槽口为喇叭口，方便锚索12端部插入圆形槽中。
本实施例1的使用方法：锚索12的焊接位置如图6、图7所示，环缝的焊接位置为H处，直焊缝位于H点的右侧，长度为30mm，初始4把焊枪对应的直焊缝的焊接位置为D、E、F、G处。
将锚索12插入内轴套503并放置在凹槽507内，锚索12的端部顶在定位挡块601的圆形槽内，使用扳手拧紧螺纹杆506，使夹紧块505夹紧锚索12，调节焊枪4的位置并使锚索12找准起始角度，起始角度由行程开关来确定，设备一开始就设置好了起始焊接角度，使D、E、F、G共4处直焊缝对应4把焊枪的位置。
启动设备，气缸3带动焊枪4伸出，焊枪4起弧焊接，丝杠电机11带动焊枪支架2向前移动，4把焊枪同时焊接直缝，焊接完成后气缸3收缩，同时丝杠电机11带动焊枪支架2回到原来位置，且旋转电机508带动锚索12旋转180度，然后气缸3再带动焊枪4伸出，丝杠电机11带动焊枪支架2再向前移动，再同时焊接另外4条直缝，至此所有直焊缝焊接完毕，焊接完成后，所有气缸3收回，丝杠电机11带动焊枪支架2回到原来位置。
直焊缝焊接完毕后，其中一把焊枪伸出，停放在H处，焊枪起弧焊接，同时锚索12开始转动，焊枪焊接H段环缝，转动一周后焊接完成，用板手松开螺纹杆506，拿下锚索12。
整个工作过程包括中的行走速度、旋转速度、气缸升降、焊枪起弧等均通过PLC控制，工件装夹完成后，一键启动即可自动完成焊接，动作连贯紧凑。
为了工件实现快速装夹，锚索在装到焊机上之前，用自制工具把锚索的钢丝束夹紧，一起装到装夹机构内；锚索完成焊接后，把自制工具拿下来夹紧另外一件锚索。
实施例2：
如图1~9所示，本实施例2与实施例1的区别在于：焊枪支架2上安装有两个气缸3，每个气缸3的伸缩轴上各固定有一个焊枪4，气缸3伸长后，两个焊枪4的焊接点分别伸长至锚索的两条直焊缝处，可以实现两条直焊缝同时焊接。
本实施例2的使用方法：锚索12的焊接位置如图6、图8所示，环缝的焊接位置为H处，直焊缝位于H点的右侧，长度为30mm，初始两把焊枪对应的直焊缝的焊接位置为B、C处。
将锚索12插入内轴套503并放置在凹槽507内，锚索12的端部顶在定位挡块601的圆形槽内，使用扳手拧紧螺纹杆506，使夹紧块505夹紧锚索12，调节焊枪4的位置并使锚索12找准起始角度，起始角度由行程开关来确定，设备一开始就设置好了起始焊接角度，使B、C两处直焊缝对应两把焊枪的位置。
启动设备，气缸3带动焊枪4伸出，焊枪4起弧焊接，丝杠电机11带动焊枪支架2向前移动，两把焊枪4同时焊接直缝，焊接完成后气缸3收缩，同时丝杠电机11带动焊枪支架2回到原来位置，且旋转电机508带动锚索12顺时针旋转45度，然后气缸3带动焊枪4伸出，丝杠电机11带动焊枪支架2向前移动，焊枪起弧同时焊接两条直缝，焊接完成后气缸3收缩，同时丝杠电机11带动焊枪支架2回到原来位置，且旋转电机508带动锚索12顺时针旋转135度，然后气缸3带动焊枪4伸出，丝杠电机11带动焊枪支架2向前移动，再起弧焊接两条直缝，焊接完成后气缸3收缩，同时丝杠电机11带动焊枪支架2回到原来位置，且旋转电机508带动锚索12顺时针旋转45度，然后气缸3带动焊枪4伸出，丝杠电机11带动焊枪支架2向前移动，再起弧焊接两条直缝，至此所有直焊缝焊接完毕，焊接完成后，所有气缸3收回，丝杠电机11带动焊枪支架2回到原来位置。
直焊缝焊接完毕后，其中一把焊枪伸出，停放在H处，焊枪起弧焊接，同时锚索12开始转动，焊枪焊接H段环缝，转动一周后焊接完成，用板手松开螺纹杆506，拿下锚索12。
整个工作过程包括中的行走速度、旋转速度、气缸升降、焊枪起弧等均通过PLC控制，工件装夹完成后，一键启动即可自动完成焊接，动作连贯紧凑。
为了工件实现快速装夹，锚索在装到焊机上之前，用自制工具把锚索的钢丝束夹紧，一起装到装夹机构内；锚索完成焊接后，把自制工具拿下来夹紧另外一件锚索。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。
Claims (10)
1.一种中空注浆锚索尾部多焊枪自动焊机，其特征在于：包括底座（1）、滑接在底座（1）上的焊枪支架（2）、驱动焊枪支架（2）前后移动的驱动机构、安装在焊枪支架（2）上的多个气缸（3）以及安装在气缸（3）伸缩轴上的多个焊枪（4），还包括固定锚索（12）的装夹机构（5）；
所述装夹机构（5）包括固定在底座（1）上的固定座（501）、轴接在固定座（501）上的内套筒（503）和驱动内套筒（503）旋转的旋转电机（508），锚索（12）穿过内套筒（503），内套筒（503）上沿径向滑接有压紧块（505），压紧块（505）将锚索（12）压紧在内套筒（503）上。
2.根据权利要求1所述的一种中空注浆锚索尾部多焊枪自动焊机，其特征在于：所述内套筒（503）上设置有与锚索（12）适配的凹槽（507），所述压紧块（505）与凹槽（507）围成的空腔与锚索（12）的外圆周面适配。
3.根据权利要求1所述的一种中空注浆锚索尾部多焊枪自动焊机，其特征在于：所述装夹机构（5）还包括沿内套筒（503）径向连接在内套筒（503）上的螺纹杆（506），螺纹杆（506）通过螺纹连接在内套筒（503）上，螺纹杆（506）的一端设置有伸入压紧块（505）的连接头，连接头沿圆周方向开有环形卡槽，安装在压紧块（505）上的螺钉一端伸入环形卡槽中，螺纹杆（506）的另一端设置有方形的连接头。
4.根据权利要求1所述的一种中空注浆锚索尾部多焊枪自动焊机，其特征在于：所述焊枪支架（2）上开有多条与锚索（12）同轴的弧形卡槽，气缸（3）上固接有与弧形卡槽适配的卡块。
5.根据权利要求1所述的一种中空注浆锚索尾部多焊枪自动焊机，其特征在于：所述内套筒（503）上固接有同步带轮（504），旋转电机（508）通过同步带驱动同步带轮（504）旋转。
6.根据权利要求1所述的一种中空注浆锚索尾部多焊枪自动焊机，其特征在于：所述锚索（12）与内套筒（503）同轴。
7.根据权利要求1所述的一种中空注浆锚索尾部多焊枪自动焊机，其特征在于：所述底座（1）上装有定位机构（6），所述定位机构（6）包括固定在底座（1）上的挡块支架（602）和轴接在挡块支架（602）上的定位挡块（601），定位挡块（601）顶在锚索（12）端部且定位挡块（601）的旋转轴线与锚索（12）的旋转轴线同轴。
8.根据权利要求1所述的一种中空注浆锚索尾部多焊枪自动焊机，其特征在于：所述定位挡块（601）上设置有与锚索（12）端部适配的圆形槽。
9.根据权利要求1所述的一种中空注浆锚索尾部多焊枪自动焊机，其特征在于：所述驱动机构包括轴接在底座上的滚珠丝杠（9）、安装在滚珠丝杠（9）上的丝杠滑块（10）和驱动滚珠丝杠（9）旋转的丝杠电机（11），丝杠滑块（10）与焊枪支架（2）固接。
10.根据权利要求1所述的一种中空注浆锚索尾部多焊枪自动焊机，其特征在于：所述底座（1）上固接有两条沿前后方向的直线导轨（7），两条直线导轨（7）分别设置在装夹机构（5）的两侧，每条直线导轨（7）上装有两个与焊枪支架（2）固接的导轨滑块（8）。
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