CN110587085B - 一种等离子粉末堆焊机的摆动盖面辅助装置 - Google Patents

Abstract

一种等离子粉末堆焊机的摆动盖面辅助装置，其特征在于，包括基座；基座上单边支撑有水平的滑板，滑板上滑动设置有焊枪支架；滑板的一端设置有驱动电机，驱动电机连接有用于驱动焊枪支架纵向往复运动的连杆装置；基座上沿其长度方向设置有丝杠，丝杠上螺纹连接有滑动组件，滑动组件上设置有滑动平台，且滑动平台上通过升降装置连接有工件平台，工件平台的一端设置有立板，立板朝向滑板的面上设置有旋转台，旋转台上设置有用于夹持工件的夹具；还包括有连接旋转台的驱动机构，且驱动机构通过齿轮减速箱连接滑动组件。本发明采用熔覆工件可升降、旋转过程中平移，焊枪往复摆动对圆柱形工件进行周身熔覆，设计合理，造价低廉。

Description

一种等离子粉末堆焊机的摆动盖面辅助装置

技术领域：

本发明涉及等离子粉末堆焊机的辅助熔覆设备，特别涉及一种等离子粉末堆焊机的摆动盖面辅助装置。

背景技术：

等离子粉末堆焊工艺已应用于工业制造业的多个领域，主要目的在于获得有特定性能(耐磨、耐蚀、耐温等性能)的合金硬面层。

在等离子粉末堆焊工艺中，对辊轴等一系列圆柱形工件进行周身熔覆时，采用人工堆焊，工作效率低，熔覆质量差；在自动堆焊时，圆柱形工件需固定在数控机床的卡盘上，调整数控机床的旋转以及移动的参数，同时焊枪通过摇摆电机或机械臂进行摇摆熔覆，自动化堆焊熔覆效果好，且提高工作效率；但众所周知，等离子粉末堆焊机的价格相比其他焊机价格较高，需配套使用的数控机床、机械臂等更是造价高昂，至此限制一些小型企业采购高性能的等离子粉末堆焊设备，扼制等离子粉末堆焊设备的推广以及应用。

发明内容：

鉴于此，有必要设计一种等离子粉末堆焊机的摆动盖面辅助装置对圆柱形工件进行自动化熔覆，且造价低廉。

一种等离子粉末堆焊机的摆动盖面辅助装置，其特征在于，包括基座；所述基座上单边支撑有水平的滑板，所述滑板上滑动设置有焊枪支架；所述滑板的一端设置有驱动电机，所述驱动电机连接有用于驱动所述焊枪支架纵向往复运动的连杆装置；

所述基座上沿其长度方向设置有丝杠，所述丝杠上螺纹连接有滑动组件，所述滑动组件上设置有滑动平台，且所述滑动平台上通过升降装置连接有工件平台，所述工件平台的一端设置有立板，所述立板朝向所述滑板的面上设置有旋转台，所述旋转台上设置有用于夹持工件的夹具；

还包括有连接所述旋转台的驱动机构，且所述驱动机构通过齿轮减速箱连接所述滑动组件。

优选的，所述基座上滑动设置有立柱，所述立柱支撑所述滑板的一端。

优选的，所述滑板延其长度方向平行开设有两条滑槽，所述焊枪支架的底部设置有与所述滑槽相配合的滑块。

优选的，所述焊枪支架为朝向所述立板的折弯状架体，且所述焊枪支架的横杆端部设置有转动并可锁定在设定位置的焊枪卡环。

优选的，所述连杆装置包括可拆卸连接所述驱动电机的输出轴的四孔轮，铰接在所述四孔轮上任意一个孔上的连接杆，所述连接杆通过转轴连接所述焊枪支架。

优选的，所述升降装置包括：相对设置的两个杆组；其中，

每个杆组包括：横杆，与所述横杆转动连接的两个第一支撑杆以及与所述横杆转动连接的两个第二支撑杆；且所述两个第一支撑杆分别与滑动平台转动连接，所述两个第二支撑杆分别与所述工件平台转动连接；

所述升降装置还包括：与两个所述横杆螺纹连接的螺纹杆；且所述螺纹杆与所述两个横杆连接的螺纹的螺旋方向相反。

优选的，所述驱动机构为低速伺服电机；所述低速伺服电机的输出轴上设置第一链条轮，所述第一链条轮的轴心连接有轴棒，所述轴棒与所述旋转台的圆心部位固定连接；所述齿轮减速箱的输入端设置有第二链条轮，所述第一链条轮与所述第二链条轮之间连接有长度可调的链条。

优选的，所述滑动组件包括：贯穿所述丝杠的安装块，转动连接在所述安装块上且与所述丝杠螺纹连接的螺母驱动齿；其中，所述齿轮减速箱的输出端设置有与所述螺母驱动齿相啮合的齿轮。

本发明采用驱动电机带动焊枪往复摇摆喷焊，圆柱形工件卡合在旋转台的夹具上，伺服电机带动旋转台旋转，且伺服电机同时带动滑动平台进行纵向移动，与往复摇摆的焊枪相配合，对圆柱形工件周身进行熔覆，同时可根据不同直径的圆柱形工件调整工件平台高度，适用范围较广泛；本发明设计合理，降低等离子粉末堆焊时所需配套设备的费用。

附图说明：

附图1是本发明等离子粉末堆焊机的摆动盖面辅助装置的立体结构示意图；

附图2是本发明等离子粉末堆焊机的摆动盖面辅助装置的局部示意图；

附图3是本发明中螺母驱动齿的结构示意图；

附图4是本发明中升降装置的立体结构示意图；

附图5是本发明中夹具的结构示意图；

附图6是本发明中链条的连接示意图；

附图7是本发明焊枪卡换的结构示意图；

附图8是本发明连杆装置的结构示意图。

图中：基座-1 立柱-2 滑板-3 滑动平台-4 工件平台-5 立板-6 旋转台-7 低速伺服电机-8 丝杠-9 链条-10 齿轮减速箱-11 驱动电机-12 焊枪支架-13 焊枪卡环-14安装块-15 螺母驱动齿-16 两个第二滑槽-17 折弯滑槽-18 推力滚子轴承-19 螺纹部-20两个第一支撑杆-21 两个第二支撑杆-22 横杆-23 螺纹杆-24 手轮-25 夹具-26 第一链条轮-27 第二链条轮-28 锁紧轴-29 支撑底板-30 连接杆-31 四孔轮-32 转轴-33

具体实施方式：

如附图1中所示，一种等离子粉末堆焊机的摆动盖面辅助装置，其特征在于，包括基座1，该基座1作为本申请实施例中的支撑载体，可固定装配在车间地面上或在基座1底部安装脚轮设置成可移动式，具体设置根据工况使用环境而定；在基座1上的一端设置有立柱2，立柱2支撑有滑板3，该立柱2采用单边支撑或采用两个立柱支撑滑板3的底部两端。

滑板3上延其长度方向设置有两条滑槽，两条滑槽内滑动装配有支撑底板30，支撑底板30上固定设置有折弯状的焊枪支架13，焊枪支架13的横架的端部通过锁紧轴29连接有焊枪卡环14(如图7所示)；上述结构中可以看出，将焊枪卡接在焊枪卡环14内，同时通过锁紧轴29对焊枪熔覆角度进行调节，调节完毕后旋紧锁紧轴29，至此焊枪卡环14为固定状态，焊枪在工作时始终保持设定的角度进行熔覆作业；焊枪调整角度可为竖直状或向外侧倾斜15°-30°之间，根据不同的熔覆要求进行调节；同时焊枪在熔覆工作时，为了增加单次熔覆面积，多采用摇摆式熔覆，以往设备均采用摇摆电机或机械手臂，摇摆电机存在一定的振动性，致使焊枪在焊枪卡环14内的角度容易发生变化，影响焊接质量；机械手臂性能稳定，但所需配套使用PLC控制器等配套设施进行参数的设定，致使成本高昂；本申请实施例中采用，驱动电机12连接连杆装置驱动支撑底板30在滑板3上按设定调整行程进行往复移动，从而实现熔覆盖面。

一并参阅图1以及图8，在具体设置驱动电机12连接连杆装置时，驱动电机12为横向固定装配在滑板3上，连杆装置包括可拆卸的固定连接在驱动电机12输出轴上的四孔轮32，以及铰接在四孔轮32上任意一个孔上的连接杆31，并且连接杆31远离四孔轮32的一端通过转轴33铰接支撑底板30的中间位置；本申请实施例中的四孔轮32也可采用多孔轮或单孔轮，为偏心孔的即可，为了方便调节焊枪纵向摇摆的幅度，将四孔轮32设置为可拆卸的连接驱动电机12，需调节时只需更换偏心孔距离轴心长度不同的轮即可；并且为了调节焊枪摇摆速度，该驱动电机12采用调速电机，并配备有调速旋钮进行调节；

上述结构中可以看出，在启动驱动电机12旋转的同时，连接杆31的一端与四孔轮32上任意一个偏心孔铰接，该连接杆31连接偏心孔的一端可为折弯状，折弯部设有销孔，穿插过偏心孔后在销孔内穿入销钉即可，拆卸方便，性能可靠；四孔轮32的转动带动连杆进行回收以及延伸的往复运动，同时铰接连接杆31的支撑底板30在两个滑槽内进行纵向往复移动，使焊枪摆动幅度均匀，性能稳定，且制作简单，造价较低。

继续参阅图1以及图2，同时为了增强多工况的使用环境，在基座1上设置有沿基座1周长曲率的一半设置折弯滑槽18，立柱2上设置有与折弯滑槽18相配合的滑块，使立柱2滑动装配在折弯滑槽18内，并可锁定在任意位置，具体将滑块锁定在折弯滑槽18内采用锁紧螺栓进行锁紧；通过设有的折弯滑槽18使焊枪的朝向以及位置发生变化，针对不同的熔覆工件进行调整。

另外，本申请实施例中采用简单的机械式原理加以整合利用，发挥最大优势，使圆柱形的熔覆工件具有高度可调，旋转时同步移动于焊枪相配合使用，保证熔覆效果；

继续参阅图2以及图3，为了使熔覆工件可朝摇摆的焊枪稳步移动，在基座1上沿纵其长度方向设置有丝杠9，丝杠9为固定设置在基座1上，且丝杠9的两端设置有连接基座1的丝杠固定块，丝杠9与基座1上表面相距一定距离；丝杠9上连接有滑动组件，该滑动组件包括安装块15，安装块15上开设有供丝杠9穿过的贯穿孔，并且在基座1上设置有两个第二滑槽17，该处命名为两个第二滑槽17为了与上述的两个滑槽进行区分，便于理解，安装块15底部设置有与两个第二滑槽17相配和的两个第二滑块，因此安装块15为纵向滑动连接在基座1上，且丝杠9位于贯穿孔内；滑动组件还包括，转动连接在贯穿孔内的螺母驱动齿16，该螺母驱动齿16通过推力滚子轴承19装配在贯穿孔的一端，同时螺母驱动齿16内设置有螺纹部20，螺纹部20与丝杠9螺纹连接；上述结构中可以看出，通过对螺母驱动齿16施加外力驱动其旋转，螺纹部20在丝杠9上螺纹旋转，同时使安装块15沿两个第二滑槽17纵向移动，使其有效减少因丝杠9旋转产生扭力传递不稳定；此外，在安装块15上装配有滑动平台4，滑动平台4通过升降装置连接有工件平台5，该工件平台5为用于熔覆工件固定的台体。

继续参阅图4，在具体设置升降装置时，升降装置包括：相对设置的两个杆组；其中，每个杆组包括：横杆23，与横杆23转动连接的两个第一支撑杆21以及与横杆23转动连接的两个第二支撑杆22；且两个第一支撑杆21分别与滑动平台4转动连接，两个第二支撑杆22分别与工件平台5转动连接；升降装置还包括：与两个横杆23螺纹连接的螺纹杆24；且螺纹杆24与两个横杆23连接的螺纹的螺旋方向相反。上述结构中可以看出，在两个横杆23相对的位置开设有与螺纹杆24相配合的螺孔，通过旋转螺纹杆24调节两个横杆23之间的距离，从而使工件平台5的高度进行变化，该螺纹杆24可采用手轮25驱动或驱动马达驱动，操作简单便捷，适用于不同直径的圆柱形工件进行高度的调整。

继续参阅图5，此外，圆柱形工件进行周身熔覆时，需使熔覆工件进行不断旋转，焊枪始终位于熔覆工件的最高点进行喷焊，为此，在工件平台5上设置有立板6，立板6上设置有旋转台7，在立板6上开设贯穿的轴承孔，该旋转台7为通过轴承套装在轴承孔内；旋转台7上设置有用于夹持熔覆工件的夹具26，该夹具26可采用卡盘，将熔覆工具卡接在卡盘上旋紧，通过升降装置调整熔覆工件与焊枪之间至合适间距，从而由低速伺服电机8带动旋转台7进行旋转，使焊枪能够对熔覆工件的周身进行熔覆；另外，本申请实施例中提供另外一种卡合熔覆工件的方式，例如耐磨板，在对耐磨板进行熔覆时，因耐磨板为平板，熔覆时不需要旋转，可采用在旋转台7两侧对应设置有固定夹板，该固定夹板为水平设置的U形板，该U形板的上下两端均设置锁紧栓，用于将耐磨板的一端插入U形板的槽内由锁紧栓固定；耐磨板的另一端采用带有轮子的支撑载体将耐磨板支撑为水平状态，同时调整立柱2滑动至折弯滑槽18的纵向槽内位于耐磨板的一侧进行熔覆，使适用范围更广。

继续参阅图1以及图6，在对圆柱形熔覆工件进行周身熔覆时，需在工件熔覆一周后进行移动，使下一个熔覆焊道与其汇合，从而形成螺旋状的熔覆面，熔覆表面平整、美观；为此，低速伺服电机8带动旋转台7旋转的同时带动安装块15在基座1上移动；在具体设置时，低速伺服电机8的输出轴上设置有第一链条轮27，第一链条轮27的轴心水平连接有轴棒，轴棒与旋转台7的圆心部位固定连接，从而使低速伺服电机8启动时带动旋转台7旋转；另外低速伺服电机8为通过电机支架安装在立板6的背面，在电机支架上设有供链条10通过的长腰孔；并且因为熔覆工件的旋转速度和移动速度不成正比，移动速度要低于旋转速度才能保证熔覆质量，为此在滑动平台4与安装块15之间设置有齿轮减速箱11，齿轮减速箱11的出入端设置有第二链条轮28，第一链条轮27与第二链条轮28在同一竖直线上，同时链条10与第一链条轮27和第二链条轮28连接；同时，因所熔覆的工件直径不同，需使工件平台5上升或下降，为此采用可快速拆卸的曳引链，根据第一链条轮27与第二链条轮28之间的距离改变链条10长度；上述结构中，通过低速伺服电机8的启动，带动第一链条轮27旋转，经过链条10传送第二链条轮28旋转，经齿轮减速箱11内的减速齿轮减速后，在齿轮减速箱11的输出端即为低速端设置有与螺母驱动齿16相啮合的齿轮，从而低速传动力带动螺母驱动齿16在丝杠9上旋转，从而使装配有熔覆工件的工件平台5不间断移动，对熔覆工件周身进行熔覆。

在对圆柱形熔覆工件喷焊时，采用滑板3与旋转台7相对而置，装配有熔覆工件的旋转台7在旋转过程中逐渐靠近滑板3，从折弯状的焊枪支架13底部穿过，纵向摇摆的焊枪支架13带动焊枪对熔覆工件周身螺旋熔覆，其移动速度、旋速、焊枪的摇摆距以及焊机出粉量等根据不同工件所需熔覆要求作出参数调整；

在对平板进行熔覆时，采用滑板3位于旋转台7的一侧，调节焊枪朝向以及角度，将平板卡合在固定夹板上，且同低速伺服电机8带动旋转台7空转，在沿丝杠9移动的同时，焊枪在平板上熔覆出一条直线焊道，在针对较宽的平板时，需工人在每焊出一条焊道后，将平板向一侧平移一定距离，使下一焊道与上一焊道相交汇，大大节省劳动力，有效保证熔覆质量，提高工作效率。本发明中，对圆柱形熔覆工件实现自动化操作，对平板类的熔覆工件实现半自动化操作，有效降低制作成本，且性能可靠。

Claims (8)

1.一种等离子粉末堆焊机的摆动盖面辅助装置，其特征在于，包括：基座；所述基座上单边支撑有水平的滑板，所述滑板上滑动设置有焊枪支架；所述滑板的一端设置有驱动电机，所述驱动电机连接有用于驱动所述焊枪支架纵向往复运动的连杆装置；

所述基座上沿其长度方向设置有丝杠，所述丝杠上螺纹连接有滑动组件，所述滑动组件上设置有滑动平台，且所述滑动平台上通过升降装置连接有工件平台，所述工件平台的一端设置有立板，所述立板朝向所述滑板的面上设置有旋转台，所述旋转台上设置有用于夹持工件的夹具；

还包括有连接所述旋转台的驱动机构，且所述驱动机构通过齿轮减速箱连接所述滑动组件。

2.如权利要求1所述的等离子粉末堆焊机的摆动盖面辅助装置，其特征在于，所述基座上滑动设置有立柱，所述立柱支撑所述滑板的一端。

3.如权利要求1所述的等离子粉末堆焊机的摆动盖面辅助装置，其特征在于，所述滑板延其长度方向平行开设有两条滑槽，所述焊枪支架的底部设置有与所述滑槽相配合的滑块。

4.如权利要求1-3任意一项所述的等离子粉末堆焊机的摆动盖面辅助装置，其特征在于，所述焊枪支架为朝向所述立板的折弯状架体，且所述焊枪支架的横杆端部设置有转动并可锁定在设定位置的焊枪卡环。

5.如权利要求1所述的等离子粉末堆焊机的摆动盖面辅助装置，其特征在于，所述连杆装置包括可拆卸连接所述驱动电机的输出轴的四孔轮，铰接在所述四孔轮上任意一个孔上的连接杆，所述连接杆通过转轴连接所述焊枪支架。

6.如权利要求1所述的等离子粉末堆焊机的摆动盖面辅助装置，其特征在于，所述升降装置包括：相对设置的两个杆组；其中，

每个杆组包括：横杆，与所述横杆转动连接的两个第一支撑杆以及与所述横杆转动连接的两个第二支撑杆；且所述两个第一支撑杆分别与滑动平台转动连接，所述两个第二支撑杆分别与所述工件平台转动连接；

所述升降装置还包括：与两个所述横杆螺纹连接的螺纹杆；且所述螺纹杆与所述两个横杆连接的螺纹的螺旋方向相反。

7.如权利要求1所述的等离子粉末堆焊机的摆动盖面辅助装置，其特征在于，所述驱动机构为低速伺服电机；所述低速伺服电机的输出轴上设置第一链条轮，所述第一链条轮的轴心连接有轴棒，所述轴棒与所述旋转台的圆心部位固定连接；所述齿轮减速箱的输入端设置有第二链条轮，所述第一链条轮与所述第二链条轮之间连接有长度可调的链条。

8.如权利要求7所述的等离子粉末堆焊机的摆动盖面辅助装置，其特征在于，所述滑动组件包括：贯穿所述丝杠的安装块，转动连接在所述安装块上且与所述丝杠螺纹连接的螺母驱动齿；其中，所述齿轮减速箱的输出端设置有与所述螺母驱动齿相啮合的齿轮。

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