CN113579570A - 一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置及其方法，包括机架、下模固定定位结构、热模板结构、上模固定定位结构、下模具、上模具和自动控制系统；所述下模固定定位结构包括下模对接结构、下模X轴调节机构、下模Y轴调节机构、下模旋转调节机构和下模Z轴调节机构；所述下模对接结构上方安装有下模X轴调节机构，下模X轴调节机构上方安装有下模Y轴调节机构；本发明提高调试效率，以适应多种规格的工件的加工，可以根据工件的规格，通过运动控制器进行初步的调试，然后根据工业相机反馈的图像进行二次的精确的对中调试；同时采用步进电机代替气缸，其调节的精度高，同时也可以减少合模时对工件的冲击。

Description

一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置及其方法

技术领域

本发明涉及纯化柱加工领域，具体是一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置及其方法。

背景技术

现有的用于滤筒焊接的热板机主要问题是调模困难，换模会花费大量时间，并在每次换模调试时会消耗产品，导致浪费。

调模困难方面主要有：1.调整螺丝部分空间较小，普通的内六角板手很难到达；2.上下模具和热模的对中靠肉眼对正有一定的难度，并很难保证一致性；3.合模时空间小，测量工具不能伸入，没两测量工具的辅助进行调模。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置，包括机架、下模固定定位结构、热模板结构、上模固定定位结构、下模具、上模具和自动控制系统；

所述机架主要用于安装下模固定定位结构、热模板结构、上模固定定位结构；所述机架包括相互固定连接的四根立柱、顶架和底架，其中顶架、底架均为矩形框体，立柱固定连接在顶架和底架的四角处，

所述下模固定定位结构包括下模对接结构、下模X轴调节机构、下模Y轴调节机构、下模旋转调节机构和下模Z轴调节机构；

所述下模对接结构上方安装有下模X轴调节机构，下模X轴调节机构上方安装有下模Y轴调节机构，下模Y轴调节机构上方安装有下模旋转调节机构，下模旋转调节机构上安装有下模Z轴调节机构；

所述下模对接结构包括下模对接导轨、下模对接滑块、下模对接平台和下模对接伺服电机；下模对接导轨固定安装在立柱的内侧，下模对接导轨上滑动连接有下模对接滑块，下模对接滑块位于下模对接平台的四角处，下模对接平台通过下模对接连接块与下模对接平台固定连接；下模对接伺服电机为直线电机，下模对接伺服电机固定安装在下模对接伺服电机安装板上，下模对接伺服电机安装板与立柱固定连接，下模对接伺服电机的输出轴与下模对接平台底部中心处固定连接；

所述上模固定定位结构包括上模对接结构和上模X轴调节机构；所述上模对接结构下方安装有上模X轴调节机构，上模X轴调节机构下方安装有上模具；

所述上模对接结构包括上模对接导轨、上模对接滑块、上模对接平台和上模对接伺服电机；上模对接导轨固定安装在立柱的内侧，上模对接导轨上滑动连接有上模对接滑块，上模对接滑块位于上模对接平台的四角处，上模对接平台通过上模对接连接块与上模对接平台固定连接；上模对接伺服电机为直线电机，上模对接伺服电机固定安装在上模对接伺服电机安装板上，上模对接伺服电机安装板与立柱固定连接，上模对接伺服电机的输出轴与上模对接平台底部中心处固定连接。

进一步的，所述下模X轴调节机构包括下模X轴调节导轨、下模X轴调节滑块和下模X轴调节平台，所述下模X轴调节导轨固定安装在下模对接结构的下模对接平台的顶部，下模X轴调节导轨上滑动连接有下模X轴调节滑块，下模X轴调节滑块顶部固定连接有下模X轴调节平台；所述下模X轴调节机构还包括下模X轴滚珠丝杠驱动机构，下模X轴滚珠丝杠驱动机构用于驱动下模X轴调节平台在X轴上的位移，

所述下模X轴滚珠丝杠驱动机构包括下模X轴滚珠丝杆、下模X轴滚珠丝杆安装座和下模X轴滚珠丝杠伺服电机，所述下模X轴滚珠丝杆安装座设有两个，且两个下模X轴滚珠丝杆安装座固定安装在下模对接平台的顶部，下模X轴滚珠丝杆转动设置在下模X轴滚珠丝杆安装座中间，下模X轴滚珠丝杆沿着X轴的方向布置，下模X轴滚珠丝杠伺服电机同样安装在下模对接平台的顶部，下模X轴滚珠丝杠伺服电机通过连轴器驱动连接下模X轴滚珠丝杆，下模X轴滚珠丝杆上安装有下模X轴丝杆螺母，下模X轴丝杆螺母固定安装在下模X轴调节平台的底部。

进一步的，所述下模Y轴调节机构包括下模Y轴调节导轨、下模Y轴调节滑块和下模Y轴调节平台，所述下模Y轴调节导轨固定安装在下模X轴调节机构的下模X轴调节平台的顶部，下模Y轴调节导轨上滑动连接有下模Y轴调节滑块，下模Y轴调节滑块顶部固定连接有下模Y轴调节平台；所述下模Y轴调节机构还包括下模Y轴滚珠丝杠驱动机构，下模Y轴滚珠丝杠驱动机构用于驱动下模Y轴调节平台在下模Y轴上的位移；

所述下模Y轴滚珠丝杠驱动机构包括下模Y轴滚珠丝杆、下模Y轴滚珠丝杆安装座和下模Y轴滚珠丝杠伺服电机，所述下模Y轴滚珠丝杆安装座设有两个，且两个下模Y轴滚珠丝杆安装座固定安装在下模X轴调节平台的顶部，下模Y轴滚珠丝杆转动设置在下模Y轴滚珠丝杆安装座中间，下模Y轴滚珠丝杆沿着Y轴的方向布置，下模Y轴滚珠丝杠伺服电机同样安装在下模X轴调节平台的顶部，下模Y轴滚珠丝杠伺服电机通过连轴器驱动连接下模Y轴滚珠丝杆，下模Y轴滚珠丝杆上安装有下模Y轴丝杆螺母，下模Y轴丝杆螺母固定安装在下模Y轴调节平台底部。

进一步的，所述下模旋转调节机构包括下模旋转调节主轴、下模主轴安装架、下模具安装板和下模旋转调节伺服电机，下模主轴安装架固定安装在下模Y轴调节机构的下模Y轴调节平台的顶部，下模主轴安装架内通过两个对称设置的圆锥滚子轴承安装有下模旋转调节主轴，两个对称设置的圆锥滚子轴承可以起到限制下模旋转调节主轴在轴向的位移的作用，下模旋转调节主轴底部固定安装有下模具安装板，下模旋转调节伺服电机固定安装在下模Y轴调节平台的顶部，同时下模旋转调节伺服电机通过蜗轮蜗杆传动结构驱动连接下模旋转调节主轴，本发明通过下模旋转调节伺服电机可以驱动下模具安装板的转动，从而调节下模具的转动角度。

进一步的，所述下模具包括一个下模具安装架，下模具安装架上安装有下模具夹具和Z轴调节机构，Z轴调节机构包括一块Z轴调节板和一个Z轴调节伺服电机，Z轴调节伺服电机固定安装在下模具安装架上，Z轴调节伺服电机的输出轴底部与Z轴调节板固定连接，下模具夹具包括上定夹具、下动夹具和下夹具气缸，上定夹具固定安装在下模具安装架顶部，下夹具气缸安装在下模具安装架顶部且下夹具气缸的输出轴与下动夹具固定连接，通过下夹具气缸驱动下模具夹具夹紧滤筒，通过Z轴调节伺服电机调节Z轴调节板调节下模具的深度以适应不同高度的滤筒。

进一步的，所述上模X轴调节机构包括上模X轴调节导轨、上模X轴调节滑块和上模X轴调节平台，所述上模X轴调节导轨固定安装在上模对接结构的上模对接平台的底部，上模X轴调节导轨上滑动连接有上模X轴调节滑块，上模X轴调节滑块底部固定连接有上模X轴调节平台；所述上模X轴调节机构还包括上模X轴滚珠丝杠驱动机构，上模X轴滚珠丝杠驱动机构用于驱动上模X轴调节平台在X轴上的位移；

所述上模X轴滚珠丝杠驱动机构包括上模X轴滚珠丝杆、上模X轴滚珠丝杆安装座和上模X轴滚珠丝杠伺服电机，所述上模X轴滚珠丝杆安装座设有两个，且两个上模X轴滚珠丝杆安装座固定安装在上模对接平台的底部，上模X轴滚珠丝杆转动设置在上模X轴滚珠丝杆安装座中间，上模X轴滚珠丝杆沿着X轴的方向布置，上模X轴滚珠丝杠伺服电机同样安装在上模对接平台的底部，上模X轴滚珠丝杠伺服电机通过连轴器驱动连接上模X轴滚珠丝杆，上模X轴滚珠丝杆上安装有上模X轴丝杆螺母，上模X轴丝杆螺母固定安装在上模X轴调节平台的顶部。

进一步的，所述上模X轴调节平台的底部设有上模具，上模具与下模具对应设置，上模具包括上模具夹具，上模具夹具包括上定夹具、上动夹具和上夹具气缸，上定夹具固定安装在上模X轴调节平台的底部，上夹具气缸安装在上模X轴调节平台底部且上夹具气缸的输出轴与上动夹具固定连接，通过上夹具气缸驱动上模具夹具夹紧滤筒端盖。

进一步的，所述热模板结构包括热模板驱动机构和热模板，热模板驱动机构包括热模板驱动导轨、热模板驱动滑块和热模板驱动气缸，热模板驱动滑块滑动设置在热模板驱动导轨上，热模板驱动导轨固定安装在立柱上，热模板固定连接在两块隔热板之间，隔热板固定安装在热模板驱动滑块上；热模板驱动滑块之间，热模板下方还设有热模板驱动气缸，热模板驱动气缸固定安装在立柱上，热模板驱动气缸的输出轴顶部固定连接隔热板，隔热板为隔热材料，可以有效的防止热模板的高温传导至其他部件；热模板内安装有电热线圈用于加热热模板。

进一步的，所述自动控制系统包括相互电连接的控制单元、视觉检测单元、运动控制器和执行单元，

所述控制单元为工控机，用于系统总体调度和人机交互，连接有显示器和键盘，用于系统人机交互；

所述视觉检测单元为四组CCD工业相机；CCD工业相机为博视精达HC-CCD工业相机；其中三组CCD工业相机分别用于观察下模具所夹持工件的X轴、Y轴、Z轴的位置，另一组CCD工业相机用于观察上模具所夹持工件的Z轴位置；

所述运动控制器负责运行PLC程序和执行单元运动程序，完成执行单元运动工作流程和时序控制；

所述执行单元包括下模对接伺服电机、下模X轴滚珠丝杠伺服电机、下模Y轴滚珠丝杠伺服电机、下模旋转调节伺服电机、下夹具气缸、上模对接伺服电机、上模X轴滚珠丝杠伺服电机、上夹具气缸、热模板驱动气缸、热模板的电热线圈的开关；

其中下模X轴滚珠丝杠伺服电机驱动下模X轴调节平台运动调节下模具在X轴的位置，下模Y轴滚珠丝杠伺服电机驱动下模Y轴调节平台的运动以调节下模具在Y轴的位置，下模旋转调节伺服电机驱动下模具安装板转动以调节下模具的转动角度；热模板驱动气缸驱动热模板的前后位移，热模板的电热线圈的开关控制热模板的加热。

一种超纯水滤筒自动纠偏焊接方法，具体包括以下步骤；

S1、加工工件的选定：根据加工工件的型号，输入型号，工控机通过运动控制器控制执行单元；下模X轴滚珠丝杠伺服电机驱动下模X轴调节平台运动调节下模具在X轴的位置；下模Y轴滚珠丝杠伺服电机驱动下模Y轴调节平台的运动以调节下模具在Y轴的位置；下模旋转调节伺服电机驱动下模具安装板转动以调节下模具的转动角度；Z轴调节机构调节Z轴调节板的高度；上模X轴滚珠丝杠伺服电机调节上模具在X轴上的位置；

S2、工件上料：在下模具和上模具上放入工件，下模具和上模具夹紧工件；同时CCD工业相机对工件位置进行检测，并进行下模具和上模具位置的微调；

S3、工件加热：下模对接伺服电机驱动下模具上行，上模对接伺服电机驱动上模具下行；两个工件均接近热模板，热模板的电热线圈对两个工件即将热合的面进行加热；

S4、热模板抽出：下模对接伺服电机驱动下模具下行，上模对接伺服电机驱动上模具上行；热模板驱动气缸驱动热模板抽出；

S5、工件焊接：下模对接伺服电机驱动下模具上行，上模对接伺服电机驱动上模具下行；两个工件焊接成功；

S6、工件下料：下模具和上模具松开工件，取出工件，然后重复步骤S2-S6。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

可视化，提高调试效率，采用CCD工业相机配合工控机共同调节上下模具位置的调节，以适应多种规格的工件的加工；可以根据工件的规格，通过运动控制器进行初步的调试，然后根据工业相机反馈的图像进行二次的精确的对中调试；同时采用步进电机代替气缸，其调节的精度高，同时也可以减少合模时对工件的冲击。

附图说明

图1为一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置的结构示意图。

图2为一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置中下模固定定位结构的结构示意图。

图3为一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置中下模固定定位结构的侧视图。

图4为一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置中A处的结构示意图。

图5为一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置中下模固定定位结构的结构示意图。

图6为一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置中下模固定定位结构的侧视图。

图7为一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置的控制系统框图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-7，一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置，包括机架100、下模固定定位结构200、热模板结构300、上模固定定位结构400、下模具500、上模具600和自动控制系统00；

所述机架100主要用于安装下模固定定位结构200、热模板结构300、上模固定定位结构400；所述机架100包括相互固定连接的四根立柱110、顶架120和底架130，其中顶架120、底架130均为矩形框体，立柱110固定连接在顶架120和底架130的四角处，

所述机架100为铝合金型材或者其他型材组合而成，即立柱110、顶架120、底架130均为铝合金型材或者其他型材，而机架100的固定连接一般为通过螺栓连接或者通过型材配件(内置连接件、斜角连接件、槽条连接件、角槽连接件等)进行连接，但是也不排除通过焊接等其他现有的固定方式进行连接；所述底架130的底部四角处还固定安装有四个支撑脚140；

所述下模固定定位结构200包括下模对接结构210、下模X轴调节机构220、下模Y轴调节机构230、下模旋转调节机构240和下模Z轴调节机构250；

所述下模对接结构210上方安装有下模X轴调节机构220，下模X轴调节机构220上方安装有下模Y轴调节机构230，下模Y轴调节机构230上方安装有下模旋转调节机构240，下模旋转调节机构240上安装有下模Z轴调节机构250；

本发明中，通过下模X轴调节机构220调节下模具500在X轴方向(左右方向)上的位置，通过下模Y轴调节机构230调节下模具500在下模Y轴方向(前后方向)上的位置，通过下模旋转调节机构240调节下模具500在水平方向上的转动角度；

所述下模对接结构210包括下模对接导轨211、下模对接滑块212、下模对接平台213和下模对接伺服电机215；下模对接导轨211固定安装在立柱110的内侧，下模对接导轨211上滑动连接有下模对接滑块212，下模对接滑块212位于下模对接平台213的四角处，下模对接平台213通过下模对接连接块214与下模对接平台213固定连接；下模对接伺服电机215为直线电机，下模对接伺服电机215固定安装在下模对接伺服电机安装板216上，下模对接伺服电机安装板216与立柱110固定连接，下模对接伺服电机215的输出轴与下模对接平台213底部中心处固定连接；

所述下模X轴调节机构220包括下模X轴调节导轨221、下模X轴调节滑块222和下模X轴调节平台223，所述下模X轴调节导轨221固定安装在下模对接结构210的下模对接平台213的顶部，下模X轴调节导轨221上滑动连接有下模X轴调节滑块222，下模X轴调节滑块222顶部固定连接有下模X轴调节平台223；所述下模X轴调节机构220还包括下模X轴滚珠丝杠驱动机构224，下模X轴滚珠丝杠驱动机构224用于驱动下模X轴调节平台223在X轴上的位移，

所述下模X轴滚珠丝杠驱动机构224包括下模X轴滚珠丝杆2241、下模X轴滚珠丝杆安装座2242和下模X轴滚珠丝杠伺服电机2243，所述下模X轴滚珠丝杆安装座2242设有两个，且两个下模X轴滚珠丝杆安装座2242固定安装在下模对接平台213的顶部，下模X轴滚珠丝杆2241转动设置在下模X轴滚珠丝杆安装座2242中间，下模X轴滚珠丝杆2241沿着X轴的方向布置，下模X轴滚珠丝杠伺服电机2243同样安装在下模对接平台213的顶部，下模X轴滚珠丝杠伺服电机2243通过连轴器驱动连接下模X轴滚珠丝杆2241，下模X轴滚珠丝杆2241上安装有下模X轴丝杆螺母2244，下模X轴丝杆螺母2244固定安装在下模X轴调节平台223的底部；

本发明通过驱动下模X轴滚珠丝杠伺服电机2243转动，下模X轴滚珠丝杠伺服电机2243通过下模X轴滚珠丝杆2241和下模X轴丝杆螺母2244驱动下模X轴调节平台223在X轴上的位移；

所述下模Y轴调节机构230包括下模Y轴调节导轨231、下模Y轴调节滑块232和下模Y轴调节平台233，所述下模Y轴调节导轨231固定安装在下模X轴调节机构220的下模X轴调节平台223的顶部，下模Y轴调节导轨231上滑动连接有下模Y轴调节滑块232，下模Y轴调节滑块232顶部固定连接有下模Y轴调节平台233；所述下模Y轴调节机构230还包括下模Y轴滚珠丝杠驱动机构234，下模Y轴滚珠丝杠驱动机构234用于驱动下模Y轴调节平台233在下模Y轴上的位移；

所述下模Y轴滚珠丝杠驱动机构234包括下模Y轴滚珠丝杆2341、下模Y轴滚珠丝杆安装座2342和下模Y轴滚珠丝杠伺服电机2343，所述下模Y轴滚珠丝杆安装座2342设有两个，且两个下模Y轴滚珠丝杆安装座2342固定安装在下模X轴调节平台223的顶部，下模Y轴滚珠丝杆2341转动设置在下模Y轴滚珠丝杆安装座2342中间，下模Y轴滚珠丝杆2341沿着Y轴的方向布置，下模Y轴滚珠丝杠伺服电机2343同样安装在下模X轴调节平台223的顶部，下模Y轴滚珠丝杠伺服电机2343通过连轴器驱动连接下模Y轴滚珠丝杆2341，下模Y轴滚珠丝杆2341上安装有下模Y轴丝杆螺母2344，下模Y轴丝杆螺母2344固定安装在下模Y轴调节平台233底部；

本发明通过驱动下模Y轴滚珠丝杠伺服电机2343转动，下模Y轴滚珠丝杠伺服电机2343通过下模Y轴滚珠丝杆2341和下模Y轴丝杆螺母2344驱动下模Y轴调节平台233在下模Y轴上的位移；

所述下模旋转调节机构240包括下模旋转调节主轴241、下模主轴安装架242、下模具安装板243和下模旋转调节伺服电机244，下模主轴安装架242固定安装在下模Y轴调节机构230的下模Y轴调节平台233的顶部，下模主轴安装架242内通过两个对称设置的圆锥滚子轴承安装有下模旋转调节主轴241，两个对称设置的圆锥滚子轴承可以起到限制下模旋转调节主轴241在轴向的位移的作用，下模旋转调节主轴241底部固定安装有下模具安装板243，下模旋转调节伺服电机244固定安装在下模Y轴调节平台233的顶部，同时下模旋转调节伺服电机244通过蜗轮蜗杆传动结构245驱动连接下模旋转调节主轴241，本发明通过下模旋转调节伺服电机244可以驱动下模具安装板243的转动，从而调节下模具的转动角度；

所述下模具500包括一个下模具安装架510，下模具安装架510上安装有下模具夹具520和Z轴调节机构250，Z轴调节机构250包括一块Z轴调节板251和一个Z轴调节伺服电机252，Z轴调节伺服电机252固定安装在下模具安装架510上，Z轴调节伺服电机252的输出轴底部与Z轴调节板251固定连接，

下模具夹具520包括上定夹具521、下动夹具522和下夹具气缸523，上定夹具521固定安装在下模具安装架510顶部，下夹具气缸523安装在下模具安装架510顶部且下夹具气缸523的输出轴与下动夹具522固定连接，通过下夹具气缸523驱动下模具夹具520夹紧滤筒，通过Z轴调节伺服电机252调节Z轴调节板251调节下模具500的深度以适应不同高度的滤筒；

所述上模固定定位结构400包括上模对接结构410和上模X轴调节机构420；所述上模对接结构410下方安装有上模X轴调节机构420，上模X轴调节机构420下方安装有上模具600，

本发明中，通过上模X轴调节机构420调节上模具600在X轴方向(左右方向)上的位置，

所述上模对接结构410包括上模对接导轨411、上模对接滑块412、上模对接平台413和上模对接伺服电机415；上模对接导轨411固定安装在立柱110的内侧，上模对接导轨411上滑动连接有上模对接滑块412，上模对接滑块412位于上模对接平台413的四角处，上模对接平台413通过上模对接连接块414与上模对接平台413固定连接；上模对接伺服电机415为直线电机，上模对接伺服电机415固定安装在上模对接伺服电机安装板416上，上模对接伺服电机安装板416与立柱110固定连接，上模对接伺服电机415的输出轴与上模对接平台413底部中心处固定连接；

所述上模X轴调节机构420包括上模X轴调节导轨421、上模X轴调节滑块422和上模X轴调节平台423，所述上模X轴调节导轨421固定安装在上模对接结构410的上模对接平台413的底部，上模X轴调节导轨421上滑动连接有上模X轴调节滑块422，上模X轴调节滑块422底部固定连接有上模X轴调节平台423；所述上模X轴调节机构420还包括上模X轴滚珠丝杠驱动机构424，上模X轴滚珠丝杠驱动机构424用于驱动上模X轴调节平台423在X轴上的位移，

所述上模X轴滚珠丝杠驱动机构424包括上模X轴滚珠丝杆4241、上模X轴滚珠丝杆安装座4242和上模X轴滚珠丝杠伺服电机4243，所述上模X轴滚珠丝杆安装座4242设有两个，且两个上模X轴滚珠丝杆安装座4242固定安装在上模对接平台413的底部，上模X轴滚珠丝杆4241转动设置在上模X轴滚珠丝杆安装座4242中间，上模X轴滚珠丝杆4241沿着X轴的方向布置，上模X轴滚珠丝杠伺服电机4243同样安装在上模对接平台413的底部，上模X轴滚珠丝杠伺服电机4243通过连轴器驱动连接上模X轴滚珠丝杆4241，上模X轴滚珠丝杆4241上安装有上模X轴丝杆螺母4244，上模X轴丝杆螺母4244固定安装在上模X轴调节平台423的顶部；

本发明通过驱动上模X轴滚珠丝杠伺服电机4243转动，上模X轴滚珠丝杠伺服电机4243通过上模X轴滚珠丝杆4241和上模X轴丝杆螺母4244驱动上模X轴调节平台423在X轴上的位移；

所述上模X轴调节平台423的底部设有上模具600，上模具600与下模具对应设置，上模具600包括上模具夹具610，上模具夹具610包括上定夹具611、上动夹具612和上夹具气缸613，上定夹具611固定安装在上模X轴调节平台423的底部，上夹具气缸613安装在上模X轴调节平台423底部且上夹具气缸613的输出轴与上动夹具612固定连接，通过上夹具气缸613驱动上模具夹具610夹紧滤筒端盖；

所述热模板结构300包括热模板驱动机构310和热模板320，热模板驱动机构310包括热模板驱动导轨311、热模板驱动滑块312和热模板驱动气缸313，热模板驱动滑块312滑动设置在热模板驱动导轨311上，热模板驱动导轨311固定安装在立柱110上，热模板320固定连接在两块隔热板330之间，隔热板330固定安装在热模板驱动滑块312上；热模板驱动滑块312之间，热模板320下方还设有热模板驱动气缸313，热模板驱动气缸313固定安装在立柱110上，热模板驱动气缸313的输出轴顶部固定连接隔热板330，隔热板330为隔热材料，可以有效的防止热模板320的高温传导至其他部件；热模板320内安装有电热线圈用于加热热模板320；

所述自动控制系统包括相互电连接的控制单元、视觉检测单元、运动控制器和执行单元，

所述控制单元为工控机，用于系统总体调度和人机交互，连接有显示器和键盘，用于系统人机交互；具体的，所述工控机的型号为研华AIMC-2000；

所述视觉检测单元为四组CCD工业相机；CCD工业相机为博视精达HC-500CCD工业相机；其中三组CCD工业相机分别用于观察下模具500所夹持工件的X轴、Y轴、Z轴的位置，另一组CCD工业相机用于观察上模具600所夹持工件的Z轴位置；

所述运动控制器负责运行PLC程序和执行单元运动程序，完成执行单元运动工作流程和时序控制；具体的，所述运动控制器的型号为欧姆龙CK3E-1210；

所述执行单元包括下模对接伺服电机215、下模X轴滚珠丝杠伺服电机2243、下模Y轴滚珠丝杠伺服电机2343、下模旋转调节伺服电机244、下夹具气缸523、上模对接伺服电机415、上模X轴滚珠丝杠伺服电机4243、上夹具气缸613、热模板驱动气缸313、热模板320的电热线圈的开关；

其中下模X轴滚珠丝杠伺服电机2243驱动下模X轴调节平台223运动调节下模具500在X轴的位置，下模Y轴滚珠丝杠伺服电机2343驱动下模Y轴调节平台的运动以调节下模具500在Y轴的位置，下模旋转调节伺服电机244驱动下模具安装板243转动以调节下模具500的转动角度；

一种超纯水滤筒自动纠偏焊接方法，具体包括以下步骤；

S1、加工工件的选定：根据加工工件的型号，输入型号，工控机通过运动控制器控制执行单元；下模X轴滚珠丝杠伺服电机2243驱动下模X轴调节平台223运动调节下模具500在X轴的位置；下模Y轴滚珠丝杠伺服电机2343驱动下模Y轴调节平台的运动以调节下模具500在Y轴的位置；下模旋转调节伺服电机244驱动下模具安装板243转动以调节下模具500的转动角度；Z轴调节机构250调节Z轴调节板251的高度；上模X轴滚珠丝杠伺服电机4243调节上模具600在X轴上的位置；

S2、工件上料：在下模具500和上模具600上放入工件，下模具500和上模具600夹紧工件；同时CCD工业相机对工件位置进行检测，并进行下模具500和上模具600位置的微调；

S3、工件加热：下模对接伺服电机215驱动下模具500上行，上模对接伺服电机415驱动上模具下行；两个工件均接近热模板320，热模板320的电热线圈对两个工件即将热合的面进行加热；

S4、热模板抽出：下模对接伺服电机215驱动下模具500下行，上模对接伺服电机415驱动上模具上行；热模板驱动气缸313驱动热模板320抽出；

S5、工件焊接：下模对接伺服电机215驱动下模具500上行，上模对接伺服电机415驱动上模具下行；两个工件焊接成功；

S6、工件下料：下模具500和上模具600松开工件，取出工件，然后重复步骤S2-S6。

在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“X”、“Y”、“Z”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，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本发明的限制。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置，包括机架、下模固定定位结构、热模板结构、上模固定定位结构、下模具、上模具和自动控制系统，其特征在于：

所述机架主要用于安装下模固定定位结构、热模板结构、上模固定定位结构；所述机架包括相互固定连接的四根立柱、顶架和底架，其中顶架、底架均为矩形框体，立柱固定连接在顶架和底架的四角处，

所述下模固定定位结构包括下模对接结构、下模X轴调节机构、下模Y轴调节机构、下模旋转调节机构和下模Z轴调节机构；

所述下模对接结构上方安装有下模X轴调节机构，下模X轴调节机构上方安装有下模Y轴调节机构，下模Y轴调节机构上方安装有下模旋转调节机构，下模旋转调节机构上安装有下模Z轴调节机构；

所述下模对接结构包括下模对接导轨、下模对接滑块、下模对接平台和下模对接伺服电机；下模对接导轨固定安装在立柱的内侧，下模对接导轨上滑动连接有下模对接滑块，下模对接滑块位于下模对接平台的四角处，下模对接平台通过下模对接连接块与下模对接平台固定连接；下模对接伺服电机为直线电机，下模对接伺服电机固定安装在下模对接伺服电机安装板上，下模对接伺服电机安装板与立柱固定连接，下模对接伺服电机的输出轴与下模对接平台底部中心处固定连接；

所述上模固定定位结构包括上模对接结构和上模X轴调节机构；所述上模对接结构下方安装有上模X轴调节机构，上模X轴调节机构下方安装有上模具；

所述上模对接结构包括上模对接导轨、上模对接滑块、上模对接平台和上模对接伺服电机；上模对接导轨固定安装在立柱的内侧，上模对接导轨上滑动连接有上模对接滑块，上模对接滑块位于上模对接平台的四角处，上模对接平台通过上模对接连接块与上模对接平台固定连接；上模对接伺服电机为直线电机，上模对接伺服电机固定安装在上模对接伺服电机安装板上，上模对接伺服电机安装板与立柱固定连接，上模对接伺服电机的输出轴与上模对接平台底部中心处固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置，其特征在于，所述下模X轴调节机构包括下模X轴调节导轨、下模X轴调节滑块和下模X轴调节平台，所述下模X轴调节导轨固定安装在下模对接结构的下模对接平台的顶部，下模X轴调节导轨上滑动连接有下模X轴调节滑块，下模X轴调节滑块顶部固定连接有下模X轴调节平台；所述下模X轴调节机构还包括下模X轴滚珠丝杠驱动机构，下模X轴滚珠丝杠驱动机构用于驱动下模X轴调节平台在X轴上的位移，

所述下模X轴滚珠丝杠驱动机构包括下模X轴滚珠丝杆、下模X轴滚珠丝杆安装座和下模X轴滚珠丝杠伺服电机，所述下模X轴滚珠丝杆安装座设有两个，且两个下模X轴滚珠丝杆安装座固定安装在下模对接平台的顶部，下模X轴滚珠丝杆转动设置在下模X轴滚珠丝杆安装座中间，下模X轴滚珠丝杆沿着X轴的方向布置，下模X轴滚珠丝杠伺服电机同样安装在下模对接平台的顶部，下模X轴滚珠丝杠伺服电机通过连轴器驱动连接下模X轴滚珠丝杆，下模X轴滚珠丝杆上安装有下模X轴丝杆螺母，下模X轴丝杆螺母固定安装在下模X轴调节平台的底部。

3.根据权利要求1所述的一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置，其特征在于，所述下模Y轴调节机构包括下模Y轴调节导轨、下模Y轴调节滑块和下模Y轴调节平台，所述下模Y轴调节导轨固定安装在下模X轴调节机构的下模X轴调节平台的顶部，下模Y轴调节导轨上滑动连接有下模Y轴调节滑块，下模Y轴调节滑块顶部固定连接有下模Y轴调节平台；所述下模Y轴调节机构还包括下模Y轴滚珠丝杠驱动机构，下模Y轴滚珠丝杠驱动机构用于驱动下模Y轴调节平台在下模Y轴上的位移；

所述下模Y轴滚珠丝杠驱动机构包括下模Y轴滚珠丝杆、下模Y轴滚珠丝杆安装座和下模Y轴滚珠丝杠伺服电机，所述下模Y轴滚珠丝杆安装座设有两个，且两个下模Y轴滚珠丝杆安装座固定安装在下模X轴调节平台的顶部，下模Y轴滚珠丝杆转动设置在下模Y轴滚珠丝杆安装座中间，下模Y轴滚珠丝杆沿着Y轴的方向布置，下模Y轴滚珠丝杠伺服电机同样安装在下模X轴调节平台的顶部，下模Y轴滚珠丝杠伺服电机通过连轴器驱动连接下模Y轴滚珠丝杆，下模Y轴滚珠丝杆上安装有下模Y轴丝杆螺母，下模Y轴丝杆螺母固定安装在下模Y轴调节平台底部。

4.根据权利要求1所述的一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置，其特征在于，所述下模旋转调节机构包括下模旋转调节主轴、下模主轴安装架、下模具安装板和下模旋转调节伺服电机，下模主轴安装架固定安装在下模Y轴调节机构的下模Y轴调节平台的顶部，下模主轴安装架内通过两个对称设置的圆锥滚子轴承安装有下模旋转调节主轴，两个对称设置的圆锥滚子轴承可以起到限制下模旋转调节主轴在轴向的位移的作用，下模旋转调节主轴底部固定安装有下模具安装板，下模旋转调节伺服电机固定安装在下模Y轴调节平台的顶部，同时下模旋转调节伺服电机通过蜗轮蜗杆传动结构驱动连接下模旋转调节主轴，本发明通过下模旋转调节伺服电机可以驱动下模具安装板的转动，从而调节下模具的转动角度。

5.根据权利要求1所述的一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置，其特征在于，所述下模具包括一个下模具安装架，下模具安装架上安装有下模具夹具和Z轴调节机构，Z轴调节机构包括一块Z轴调节板和一个Z轴调节伺服电机，Z轴调节伺服电机固定安装在下模具安装架上，Z轴调节伺服电机的输出轴底部与Z轴调节板固定连接，下模具夹具包括上定夹具、下动夹具和下夹具气缸，上定夹具固定安装在下模具安装架顶部，下夹具气缸安装在下模具安装架顶部且下夹具气缸的输出轴与下动夹具固定连接，通过下夹具气缸驱动下模具夹具夹紧滤筒，通过Z轴调节伺服电机调节Z轴调节板调节下模具的深度以适应不同高度的滤筒。

6.根据权利要求1所述的一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置，其特征在于，所述上模X轴调节机构包括上模X轴调节导轨、上模X轴调节滑块和上模X轴调节平台，所述上模X轴调节导轨固定安装在上模对接结构的上模对接平台的底部，上模X轴调节导轨上滑动连接有上模X轴调节滑块，上模X轴调节滑块底部固定连接有上模X轴调节平台；所述上模X轴调节机构还包括上模X轴滚珠丝杠驱动机构，上模X轴滚珠丝杠驱动机构用于驱动上模X轴调节平台在X轴上的位移；

所述上模X轴滚珠丝杠驱动机构包括上模X轴滚珠丝杆、上模X轴滚珠丝杆安装座和上模X轴滚珠丝杠伺服电机，所述上模X轴滚珠丝杆安装座设有两个，且两个上模X轴滚珠丝杆安装座固定安装在上模对接平台的底部，上模X轴滚珠丝杆转动设置在上模X轴滚珠丝杆安装座中间，上模X轴滚珠丝杆沿着X轴的方向布置，上模X轴滚珠丝杠伺服电机同样安装在上模对接平台的底部，上模X轴滚珠丝杠伺服电机通过连轴器驱动连接上模X轴滚珠丝杆，上模X轴滚珠丝杆上安装有上模X轴丝杆螺母，上模X轴丝杆螺母固定安装在上模X轴调节平台的顶部。

7.根据权利要求1所述的一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置，其特征在于，所述上模X轴调节平台的底部设有上模具，上模具与下模具对应设置，上模具包括上模具夹具，上模具夹具包括上定夹具、上动夹具和上夹具气缸，上定夹具固定安装在上模X轴调节平台的底部，上夹具气缸安装在上模X轴调节平台底部且上夹具气缸的输出轴与上动夹具固定连接，通过上夹具气缸驱动上模具夹具夹紧滤筒端盖。

8.根据权利要求1所述的一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置，其特征在于，所述热模板结构包括热模板驱动机构和热模板，热模板驱动机构包括热模板驱动导轨、热模板驱动滑块和热模板驱动气缸，热模板驱动滑块滑动设置在热模板驱动导轨上，热模板驱动导轨固定安装在立柱上，热模板固定连接在两块隔热板之间，隔热板固定安装在热模板驱动滑块上；热模板驱动滑块之间，热模板下方还设有热模板驱动气缸，热模板驱动气缸固定安装在立柱上，热模板驱动气缸的输出轴顶部固定连接隔热板，隔热板为隔热材料，可以有效的防止热模板的高温传导至其他部件；热模板内安装有电热线圈用于加热热模板。

9.根据权利要求1所述的一种超纯水滤筒自动纠偏焊接装置，其特征在于，所述自动控制系统包括相互电连接的控制单元、视觉检测单元、运动控制器和执行单元，

所述控制单元为工控机，用于系统总体调度和人机交互，连接有显示器和键盘，用于系统人机交互；

所述视觉检测单元为四组CCD工业相机；CCD工业相机为博视精达HC-CCD工业相机；其中三组CCD工业相机分别用于观察下模具所夹持工件的X轴、Y轴、Z轴的位置，另一组CCD工业相机用于观察上模具所夹持工件的Z轴位置；

所述运动控制器负责运行PLC程序和执行单元运动程序，完成执行单元运动工作流程和时序控制；

所述执行单元包括下模对接伺服电机、下模X轴滚珠丝杠伺服电机、下模Y轴滚珠丝杠伺服电机、下模旋转调节伺服电机、下夹具气缸、上模对接伺服电机、上模X轴滚珠丝杠伺服电机、上夹具气缸、热模板驱动气缸、热模板的电热线圈的开关；

其中下模X轴滚珠丝杠伺服电机驱动下模X轴调节平台运动调节下模具在X轴的位置，下模Y轴滚珠丝杠伺服电机驱动下模Y轴调节平台的运动以调节下模具在Y轴的位置，下模旋转调节伺服电机驱动下模具安装板转动以调节下模具的转动角度；热模板驱动气缸驱动热模板的前后位移，热模板的电热线圈的开关控制热模板的加热。

10.一种超纯水滤筒自动纠偏焊接方法，其特征在于，具体包括以下步骤；

S1、加工工件的选定：根据加工工件的型号，输入型号，工控机通过运动控制器控制执行单元；下模X轴滚珠丝杠伺服电机驱动下模X轴调节平台运动调节下模具在X轴的位置；下模Y轴滚珠丝杠伺服电机驱动下模Y轴调节平台的运动以调节下模具在Y轴的位置；下模旋转调节伺服电机驱动下模具安装板转动以调节下模具的转动角度；Z轴调节机构调节Z轴调节板的高度；上模X轴滚珠丝杠伺服电机调节上模具在X轴上的位置；

S2、工件上料：在下模具和上模具上放入工件，下模具和上模具夹紧工件；同时CCD工业相机对工件位置进行检测，并进行下模具和上模具位置的微调；

S3、工件加热：下模对接伺服电机驱动下模具上行，上模对接伺服电机驱动上模具下行；两个工件均接近热模板，热模板的电热线圈对两个工件即将热合的面进行加热；

S4、热模板抽出：下模对接伺服电机驱动下模具下行，上模对接伺服电机驱动上模具上行；热模板驱动气缸驱动热模板抽出；

S5、工件焊接：下模对接伺服电机驱动下模具上行，上模对接伺服电机驱动上模具下行；两个工件焊接成功；

S6、工件下料：下模具和上模具松开工件，取出工件，然后重复步骤S2-S6。

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