CN110369922A - 旋耕机刀轴刀库自动焊接机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种旋耕机刀轴刀库自动焊接机，包括主机架，所述主机架上设有用于控制刀轴转动的旋转分度机构、刀轴顶紧机构和可沿刀轴方向往返运动的横向运动机构，所述横向运动机构上设有用于存储和供给刀库的刀库横向进给机构、用于将刀库推送至刀轴指定位置的刀库纵向进给机构和焊接机构，焊接机构上设有可调整焊接角度的焊枪。本发明能实现焊枪不同角度的焊接要求，使刀库与刀轴之间完全焊接，且焊接均匀，牢固性好，能有效提高焊接质量，适应性更广。
Description
技术领域
本发明属于农用机械设备技术领域，特别涉及一种旋耕机刀轴刀库自动焊接机。
背景技术
近年来，随着农业机械化程度的不断加深，旋耕机在土地耕整中得到了广泛应用，市场需求量和年产量均很大。刀轴是旋耕机的主要零件，在刀轴上按照一定的旋转角和间距焊接有一定数量的刀库，刀库中按正旋和反旋的需要装入旋耕刀。
对于旋耕机刀轴刀库的焊接，传统的人工焊接方式，工作量巨大，效率低，且焊接质量得不到保证。现有的自动焊接机原理上可以实现刀轴与刀库的焊接，但是大多数刀轴与刀库之间焊接不均匀，甚至还留有很多缝隙，牢固程度差，在使用过程中断裂情况时有发生。这是因为刀库与刀轴的接触面为弧形，现有自动焊接机的刀库供给装置不能很平稳的将刀库送至刀轴的指定位置，同时，在对刀库的焊缝焊接时，在不同位置焊枪的角度是需要调整变化的，现有的自动焊接机焊枪的角度一般是固定的，满足不了焊接时角度变化的工艺要求，同时焊接中要大量的人工辅助。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能调整焊枪角度可有效提高焊接质量的旋耕机刀轴刀库自动焊接机，同时，该焊接机能实现将刀库平稳准确的送至刀轴的指定位置，并可按不同旋耕机刀轴的要求，调整刀库间的距离和旋转角。
技术方案：本发明所述旋耕机刀轴刀库自动焊接机，包括主机架，在主机架上设有用于控制刀轴转动的旋转分度机构、刀轴顶紧机构和可沿刀轴方向往返运动的横向运动机构，所述横向运动机构上设有用于存储和供给刀库的刀库横向进给机构、用于将刀库推送至刀轴指定位置的刀库纵向进给机构和焊接机构，焊接机构上设有可调整焊接角度的焊枪。
所述焊接机构还包括安装在所述横向运动机构上部的轨道、可沿轨道往返运动的移动电机、安装在移动电机上的吊架、安装在吊架下部的旋转电机，所述焊枪安装在旋转电机上可随旋转电机转动，以达到不同焊接位置对焊枪角度的要求。所述轨道、移动电机、吊架、旋转电机和焊枪均为两个。
所述刀库横向进给机构包括用于存储刀库的刀库槽和用于顶紧刀库的横向油缸，所述刀库槽底部设有用于刀库通过的竖直孔，所述刀库槽中有多个刀库。
所述刀库纵向进给机构包括刀库夹紧爪、用于实现刀库夹紧爪前进和后退的刀库推进油缸、导向杆，所述导向杆一端与刀库夹紧爪固定连接，另一端与刀库推进油缸的缸筒支架滑动连接。所述刀库夹紧爪的纵向进给工作行程由设置在所述导向杆上的行程挡块和设置在刀库推进油缸缸筒上的行程开关控制，所述行程开关和行程挡块均为两个。
所述旋转分度机构包括依次连接的可控制刀轴转动角度的分度伺服电机、减速箱、分度花键轴，分度花键轴穿过固定于主机架上的分度轴承座，并与其旋转连接。
所述刀轴顶紧机构包括设置在主机架上的顶紧滑台、顶紧步进电机和滑动安装在顶紧滑台上的刀轴顶紧架，刀轴顶紧架可在顶紧步进电机的驱动下实现在顶紧滑台上往返运动。
有益效果：本发明的自动焊接机中旋转电机的设置能实现焊枪不同角度的焊接要求，使刀库与刀轴之间完全焊接，且焊接均匀，牢固性好，有效提高了焊接质量；刀库进给机构的设计能平稳准确的将刀库送至刀轴的指定位置，进一步实现牢固焊接，且结构简单，不易出现故障，储存刀库数量多；刀轴顶紧机构的设置使刀轴拆装方便，且能实现对不同长度刀轴的顶紧固定；旋转分度机构的设置可按不同旋耕机刀轴的要求，调整刀库间的距离和旋转角。同时，本发明的自动焊接机操作方便，能够降低工人劳动强度，提高焊接效率，适应性更广。
附图说明
图1为本发明旋耕机刀轴刀库自动焊接机结构示意图；
图2为本发明中旋转分度机构结构示意图；
图3为本发明中刀库横向进给机构结构示意图；
图4为本发明中刀库纵向进给机构结构示意图；
图5为本发明中焊接机构结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。
如图1所示，本发明所述的旋耕机刀轴刀库自动焊接机，包括主机架2、固定安装在主机架2左上平台的旋转分度机构1、滑动连接在主机架2右侧的刀轴顶紧机构9、位于主机架2中间可沿刀轴5方向往返运动的横向运动机构3，横向运动机构3上设有刀库横向进给机构8、刀库纵向进给机构7和焊接机构4。
如图2所示，旋转分度机构1依次包括分度伺服电机10、减速箱11、分度花键轴13，分度伺服电机10与减速箱11之间以及减速箱11与分度花键轴13之间分别由联轴器连接。分度花键轴13穿过固定在主机架2上的分度轴承座12，并与其旋转连接，分度轴承座12增加分度花键轴13的稳定性。旋转分度机构1可在PLC(可编程逻辑控制器，图中未表示)电路调控下，精确控制分度伺服电机10的转动角度，从而实现对刀轴转角的精确控制。另外，可以通过修改参数调整刀库间的距离和旋转角，从而满足不同用户对不同刀轴刀库焊接的要求。
如图1所示，刀轴顶紧机构9包括顶紧轴14、顶紧轴承座15、刀轴顶紧架16、顶紧滚珠丝杠副17、顶紧滑台18和顶紧步进电机19。顶紧轴14安装在固定于刀轴顶紧架16上端的顶紧轴承座15中，刀轴顶紧架16下端两侧与安装在主机架2上的顶紧滑台18滑动连接。顶紧步进电机19安装在主机架2上，顶紧步进电机19输出轴由联轴器与顶紧滚珠丝杠副17的丝杠相连，顶紧滚珠丝杠副17的螺母固定在刀轴顶紧架16下端中间。在PLC电路(图中未表示)控制下，顶紧步进电机19的转动，带动顶紧滚珠丝杠副17的丝杠转动，通过顶紧滚珠丝杠副17的螺母使刀轴顶紧架16实现横向移动，进而实现顶紧轴14对刀轴5自动松开和顶紧。此种设置使刀轴拆装方便，且能实现对不同型号旋耕机的不同长度的刀轴进行顶紧固定。
如图1所示，横向运动机构3包括横向步进电机20、横向滚珠丝杠副21、横向运动机架22、横向滑台23。横向步进电机20安装在主机架2下底面，横向步进电机20的输出轴与横向滚珠丝杠副21的丝杠由联轴器连接，横向滚珠丝杠副21的螺母与横向运动机架22底端固定，横向运动机架22底面通过滑槽与固定在主机架2上的横向滑台23滑动连接。在PLC电路(图中未表示)控制下，横向步进电机20转动，带动横向滚珠丝杠副21的丝杠转动，通过横向滚珠丝杠副21的螺母使横向运动机构3实现横向自动移动，进而实现刀库横向进给机构8、刀库纵向进给机构7和焊接机构4按照焊接工艺要求往返运动。此种设置能满足不同用户对不同刀库间距的要求。
刀库横向进给机构8安装在横向运动机构3的横向运动机架22中间，平行于刀轴方向设置。如图3所示，刀库横向进给机构8包括刀库槽24和横向油缸25，刀库槽24里放有一定数量的刀库6，横向油缸25的活塞杆顶紧刀库6，刀库槽24左端有一竖直孔，当横向油缸25活塞杆稍向后退，运动至竖直孔处的一只刀库6下落，进入刀库纵向进给机构7的刀库夹紧爪27中。
刀库纵向进给机构7安装在横向运动机构3的横向运动机架22中间，垂直于刀轴方向设置。如图4所示，刀库纵向进给机构7包括刀库推进油缸26、刀库夹紧爪27、导向杆28。刀库推进油缸26活塞杆端部连接刀库夹紧爪27，导向杆28一端固定在刀库夹紧爪27上，另一端滑动连接在刀库推进油缸26的缸筒支架上，此种设置保证刀库夹紧爪27不会因发生转动而影响刀库夹紧爪推进的正常工作。导向杆28上设有两个行程挡块30，刀库推进油缸26的缸筒上设有两个行程开关29，行程挡块30和行程开关29配合工作，可实现对刀库夹紧爪27前进和后退位置的控制，从而实现对刀库6的精准抓取和将刀库6精准放置到刀轴上。行程挡块30在导向杆28上的位置可以调节，以满足对不同型号旋耕机刀轴刀库焊接的工作要求。同时，通过将行程开关29的信号传递到PLC电路(图中未表示)以实现刀库供给的自动化。
如图5所示，焊接机构4安装在横向运动机构3的横向运动机架22上部，依次包括轨道31、移动电机32、吊架33、旋转电机34和焊枪35，分两套平行设置。两轨道31安装在横向运动机架22上部的悬臂前端，两移动电机32分别滑动连接在两轨道31上，吊架33安装在移动电机32上，旋转电机34固定在吊架33下端，焊枪35按一个角度固定在旋转电机34上。移动电机32可带动吊架33沿轨道31往返运动，通过控制旋转电机34的转动可实现焊枪空间角度的变化，从而可实现焊接工艺角度的要求。
工作过程：将刀轴5的一端插入旋转分度机构1的分度花键轴13，在顶紧步进电机19的带动下，刀轴顶紧架16向刀轴5轴端移动，使顶紧轴14顶住刀轴5另一端的中心孔，将刀轴5顶紧、固定。将一定数量的刀库6放置于刀库槽24中，通过横向油缸25的活塞杆压紧。横向步进电机20启动，在横向滚珠丝杠副21的作用下，使横向运动机构3上的刀库横向进给机构8、刀库纵向进给机构7和焊接机构4按照焊接工艺要求横向移动至指定位置。刀库横向进给机构8的横向油缸25的活塞杆稍后退，位于竖直孔处的第一只刀库6下落至刀库夹紧爪27中。刀库推进油缸26开始工作，刀库夹紧爪27夹紧刀库6，刀库推进油缸26的活塞杆推动刀库夹紧爪27向前运动，同时带动导向杆28向前运动，当刀库夹紧爪27将刀库6推送至刀轴5上方指定位置时，导向杆28上固定的前端行程挡块30触碰前端行程开关29，刀库推进油缸26的活塞杆停止前进，刀库6停止在刀轴5上方中心线位置。
进入焊接流程，如图1所示，焊接机构4中右侧的移动电机32工作，带动其上的吊架33、旋转电机34、焊枪35沿轨道31向前运动，使右侧焊枪35移动至刀库6与刀轴5间的前侧短焊缝的左侧顶点附近，旋转电机34转动调整右侧焊枪35焊丝的位置至刀库6的左上角顶点处，并且使焊枪焊丝达到焊接工艺要求的焊接角度，起弧，先在刀库6的左上角顶点处焊一点，将刀库6固定在刀轴5上，右侧焊枪35关闭。刀库推进油缸26启动，带动刀库夹紧爪27向后退，当导向杆28上固定的后端行程挡块30触碰后端行程开关29时，刀库推进油缸26的活塞杆停止后退，刀库夹紧爪27停止在初始位置。右侧焊枪35再次起弧，同时横向步进电机20启动，带动横向运动机构3上的焊接机构4向右运动，进行焊接工作，直至前侧短焊缝焊接完成，右侧焊枪35关闭。然后，右侧旋转电机34转动，调整右侧焊枪35焊丝至前侧短焊缝的右上角顶点处，并且使右侧焊枪焊丝达到两侧弧形焊接工艺要求的焊接角度。左侧的移动电机32工作，带动其上的吊架33、旋转电机34、焊枪35沿轨道31向前运动，使左侧焊枪35移动至至刀库6前侧短焊缝的左侧顶点附近，左侧旋转电机34转动调整左侧焊枪35焊丝达到两侧弧形焊接工艺要求的焊接角度。两支焊枪同时起弧，同时分度伺服电机10启动，带动刀轴5顺时针转动，直至刀库6的两侧弧形焊缝焊接完成，分度伺服电机10停止工作，同时两侧焊枪熄弧。右侧焊接机构后退至焊接前的初始位置。左侧旋转电机34转动，调整左侧焊枪35焊丝的位置至刀库6后侧焊缝的左下角顶点处，使焊枪焊丝达到焊接工艺要求的焊接角度，起弧，同时横向步进电机20启动，带动焊接机构4向右运动，进行焊接工作，直至左侧焊枪35运动至刀库6的后侧焊缝的右下角顶点处，完成刀库6后侧短焊缝的焊接，左侧焊枪35熄弧，同时横向步进电机20停止，左侧焊接机构后退至焊接前的初始位置，此时一只刀库6的焊缝全部完成。横向步进电机20启动，带动横向运动机构3上的刀库纵向进给机构7、刀库横向进给机构8和焊接机构4运动至下一个刀库焊接指定位置。重复上述步骤，直至焊接全部完成。
Claims (10)
1.一种旋耕机刀轴刀库自动焊接机，包括主机架(2)，其特征在于，所述主机架(2)上设有用于控制刀轴(5)转动的旋转分度机构(1)、刀轴顶紧机构(9)和可沿刀轴(5)方向往返运动的横向运动机构(3)，所述横向运动机构(3)上设有用于存储和供给刀库(6)的刀库横向进给机构(8)、用于将刀库(6)推送至刀轴(5)指定位置的刀库纵向进给机构(7)和焊接机构(4)，焊接机构(4)上设有可调整焊接角度的焊枪(35)。
2.根据权利要求1所述的旋耕机刀轴刀库自动焊接机，其特征在于，所述焊接机构(4)还包括安装在所述横向运动机构(3)上部的轨道(31)、可沿轨道(31)往返运动的移动电机(32)、安装在移动电机(32)上的吊架(33)、安装在吊架(33)下部的旋转电机(34)，所述焊枪(35)安装在旋转电机(34)上，可随旋转电机(34)转动。
3.根据权利要求2所述的旋耕机刀轴刀库自动焊接机，其特征在于，所述轨道(31)、移动电机(32)、吊架(33)、旋转电机(34)和焊枪(35)均为两个。
4.根据权利要求1所述的旋耕机刀轴刀库自动焊接机，其特征在于，所述刀库横向进给机构(8)包括用于存储刀库(6)的刀库槽(24)和用于顶紧刀库(6)的横向油缸(25)，所述刀库槽(24)底部设有用于刀库(6)通过的竖直孔。
5.根据权利要求4所述的旋耕机刀轴刀库自动焊接机，其特征在于，所述刀库槽(24)中有多个刀库(6)。
6.根据权利要求1所述的旋耕机刀轴刀库自动焊接机，其特征在于，所述刀库纵向进给机构(7)包括刀库夹紧爪(27)、用于实现刀库夹紧爪(27)前进和后退的刀库推进油缸(26)、导向杆(28)，所述导向杆(28)一端与刀库夹紧爪(27)固定连接，另一端与刀库推进油缸(26)的缸筒支架滑动连接。
7.根据权利要求6所述的旋耕机刀轴刀库自动焊接机，其特征在于，所述刀库夹紧爪(27)的纵向进给工作行程由设置在所述导向杆(28)上的行程挡块(30)和设置在刀库推进油缸(26)缸筒上的行程开关(29)控制。
8.根据权利要求7所述的旋耕机刀轴刀库自动焊接机，其特征在于，所述行程开关(29)和行程挡块(30)均为两个。
9.根据权利要求1所述的旋耕机刀轴刀库自动焊接机，其特征在于，所述旋转分度机构(1)包括依次连接的可控制刀轴(5)转动角度的分度伺服电机(10)、减速箱(11)、分度花键轴(13)，分度花键轴(13)穿过固定于主机架(2)上的分度轴承座(12)，并与其旋转连接。
10.根据权利要求1所述的旋耕机刀轴刀库自动焊接机，其特征在于，所述刀轴顶紧机构(9)包括设置在主机架(2)上的顶紧滑台(18)、顶紧步进电机(19)和滑动安装在顶紧滑台(18)上的刀轴顶紧架(16)，刀轴顶紧架(16)可在顶紧步进电机(19)的驱动下实现在顶紧滑台(18)上往返运动。
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