CN114682894A - 一种多角度高效焊接金刚石预铣刀刀齿的焊接装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多角度高效焊接金刚石预铣刀刀齿的焊接装置及方法，它包括固设于垫板（6）上的用于工装固定柱形本体（1）的夹持旋转机构（7）和用于调整高频焊接机（23）中加热线圈（8）角度的角度调整机构（9），夹持旋转机构（7）包括机箱（10）、纵向气缸（11）和水平气缸（12），纵向气缸（11）活塞杆的作用端上固设有连接板（13），角度调整机构（9）包括固设于工作台上的安装板（20）、固设于安装板（20）左端面上的旋转气缸（21），旋转气缸（21）的旋转轴上固设有弯折板（22），弯折板（22）的水平板的顶表面上固设有高频焊接机（23）。本发明的有益效果是：极大提高金刚石刀片焊接效率、极大减轻工人工作强度、自动化程度高。

Description

一种多角度高效焊接金刚石预铣刀刀齿的焊接装置及方法

技术领域

本发明涉及金刚石刀片焊接的技术领域，特别是一种多角度高效焊接金刚石预铣刀刀齿的焊接装置及方法。

背景技术

金刚石预铣刀用于切割金属材料，其结构如图1~3所示，金刚石预铣刀包括柱形本体1，柱形本体1内开设有与其同轴设置的中心孔2，中心孔2的内侧壁上开设有键槽，柱形本体1的外柱面上分布有多圈基座，多圈基座沿着柱形本体1的轴向设置，每圈基座中基座3的长度方向与柱形本体1的轴线呈夹角设置，基座3的一端面上开设有止口4，止口4内焊接有金刚石刀片5。使用时，将键槽安装于机床的主轴的平键上，以实现对该金刚预铣刀的安装固定，机床的主轴带动金刚预铣刀转动，进而带动金刚石刀片5转动并且切割金属材料。

现有生产金刚石预铣刀的工作步骤为：工人取用一个柱形本体1，然后将柱形本体1的中心孔2套在一根焊接于工作台上的立柱上，然后工人将高频焊接机的加热线圈接触到第一圈基座的基座3的外壁上，并且确保加热线圈与基座3平行，打开高频焊接机，加热线圈对与其接触的基座3加热，而后工人将金刚石刀片5放置在止口4内，在高温下，金刚石刀片5即可焊接在基座3的止口4内，从而实现了第一个金刚石刀片的焊接，然后使柱形本体1绕着立柱的轴线转动，以使该圈基座中的下一个基座3进入到焊接工位，即可实现将第二个金刚石刀片焊接在第二个基座3上，当该圈基座中的基座3上全部焊接有金刚石刀片5后，沿立柱的轴向移动柱形本体1以使下一圈基座中的基座3进入到焊接工位，调整高频焊接机的整体位置，以使加热线圈平行于第二圈基座中的基座3，重复以上的焊接操作，即可在各个基座上焊接一个金刚石刀片。

然而，这种方法虽然能够生产出金刚石预铣刀，但是在实际的生产过程中，仍然存在以下技术缺陷：I、柱形本体1的整体重量本身就很重，需要人工频繁的拨动柱形本体1，消耗工人大量的体力，这无疑是增加了工人的工作强度，同时还降低了金刚石预铣刀的生产效率。II、各圈基座中的基座3与柱形本体1的轴线所呈角度各不相同，每焊接一圈基座中的基座3时，都需要工人调整高频焊接机的整体位置，以使加热线圈与基座的长度方向平行，而为了方便调整高频焊接机的位置，需要工人将高频焊接机抱住才方便焊接，这无疑是增加了工人的工作强度；此外，工人不仅要抱着高频焊接机的本体，又要拨动柱形本体1，而且还要在基座3的止口中放置金刚石刀片，使焊接操作相当不连贯，这不仅增加了工人的工作强度，同时还极大的降低了金刚石刀片的焊接效率。因此，亟需一种极大提高金刚石刀片焊接效率、极大减轻工人工作强度的焊接装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、极大提高金刚石刀片焊接效率、极大减轻工人工作强度、自动化程度高的多角度高效焊接金刚石预铣刀刀齿的焊接装置及方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种多角度高效焊接金刚石预铣刀刀齿的焊接装置，它包括固设于垫板上的用于工装固定柱形本体的夹持旋转机构和用于调整高频焊接机中加热线圈角度的角度调整机构，所述夹持旋转机构包括机箱、纵向气缸和水平气缸，纵向气缸的缸筒固设于机箱的顶部，纵向气缸活塞杆的作用端上固设有连接板，连接板的顶部固设有纵向滑板，水平气缸的缸筒固设于纵向滑板的顶部，水平气缸活塞杆的作用端上固设有L板，L板的顶部固设有水平滑板，水平滑板的顶部固设有纵向设置的伺服电机，伺服电机的输出轴上固设有转盘，转盘的前端面上固设有螺纹杆；

所述角度调整机构包括固设于工作台上的安装板、固设于安装板左端面上的旋转气缸，旋转气缸的旋转轴上固设有弯折板，弯折板的水平板的顶表面上固设有高频焊接机，高频焊接机的加热线圈朝向夹持旋转机构方向运动。

所述机箱的顶表面上固设有两根纵向导轨，两根纵向导轨关于纵向气缸左右对称设置，所述纵向滑板的底表面上固设有两个分别与两根纵向导轨相对应的滑块I，两个滑块I分别滑动安装于两根纵向导轨上。

所述水平气缸缸筒的顶表面上固设有水平导轨，所述水平滑板的底表面上固设有滑块II，滑块II滑动安装于水平导轨上。

所述螺纹杆的外径与柱形本体的中心孔的直径相等。

所述工作台固设于垫板上。

所述转盘与螺纹杆同轴设置。

该焊接装置还包括控制器，所述控制器与旋转气缸的电磁阀、水平气缸的电磁阀、纵向气缸的电磁阀经信号线电连接。

一种多角度高效焊接金刚石预铣刀刀齿的焊接方法，它包括以下步骤：

S1、将柱形本体经中心孔套设在螺纹杆上，且将柱形本体靠在转盘的前端面上，以实现对柱形本体的定位，定位后，工人将锁紧螺母螺纹连接在螺纹杆的螺纹段上，在螺纹连接力下，柱形本体被抵压于锁紧螺母和转盘之间，从而实现了柱形本体的工装固定；

S2、工人控制纵向气缸的活塞杆向后伸出，活塞杆带动连接板向后运动，连接板带动纵向滑板向后运动，纵向滑板带动水平气缸、伺服电机和柱形本体同步向后运动，当第一圈基座运动到焊接工位时，即第一圈基座与加热线圈左右相对立时，控制器控制纵向气缸关闭；

S3、控制水平气缸的活塞杆向右伸出，活塞杆带动L板向右运动，L板带动水平滑板向右运动，进而使柱形本体朝右运动，当活塞杆完全伸出后，加热线圈与柱形本体的柱面相对立；

S4、工人控制伺服电机启动，伺服电机带动转盘转动，转盘带动柱形本体做顺时针转动，当观察到第一圈基座中的第一个基座即将接近加热线圈时，工人控制伺服电机关闭，随后工人控制旋转气缸启动，旋转气缸带动弯折板旋转，弯折板带动高频焊接机绕着旋转气缸的旋转轴的轴线旋转，高频焊接机带动加热线圈同步旋转，当工人观察到加热线圈旋转到与第一个基座平行时，工人将金刚石刀片放入到第一个基座的止口内，随后工人控制高频焊接机启动，加热线圈上产生热量，热量使与加热线圈接触的第一个基座温度升高，在高温下，金刚石刀片焊接在第一个基座上，从而实现了在第一个基座上焊接金刚石刀片；

S5、重复步骤S4的操作，即可在第一圈基座中的所有基座上焊接一个金刚石刀片；

S6、工人控制纵向气缸的活塞杆向后运动一段行程，当第二圈基座与加热线圈左右相对立时，控制器控制纵向气缸关闭；重复步骤S4~S5的操作，即可在第二圈基座的所有基座上焊接一个金刚石刀片，重复步骤S6的操作，即可在柱形本体上各圈基座中的各个基座中焊接一个金刚石刀片，从而最终生产出成品金刚石预铣刀；

S7、工人控制水平气缸的活塞杆复位，随后控制纵向气缸的活塞杆复位，复位后，工人拧出锁紧螺母，最后将成品金刚石预铣刀从螺纹杆上取下，重复步骤S1~S6的操作，即可连续的生产出多个成品金刚石预铣刀。

本发明具有以下优点：结构紧凑、极大提高金刚石刀片焊接效率、极大减轻工人工作强度、自动化程度高。

附图说明

图1 为金刚石预铣刀的结构示意图；

图2 为金刚石预铣刀中柱形本体的结构示意图；

图3 为图2的俯视图；

图4 为本发明的结构示意图；

图5 为图4的俯视图；

图6 为本发明工装固定柱形本体的示意图；

图7 为图6的俯视图；

图8 为第一圈基座中的第一个基座接近加热线圈的示意图；

图9 为本发明的实物图；

图中，1-柱形本体，2-中心孔，3-基座，4-止口，5-金刚石刀片，6-垫板，7-夹持旋转机构，8-加热线圈，9-角度调整机构，10-机箱，11-纵向气缸，12-水平气缸，13-连接板，14-纵向滑板，15-L板，16-水平滑板，17-伺服电机，18-转盘，19-螺纹杆，20-安装板，21-旋转气缸，22-弯折板，23-高频焊接机，24-纵向导轨，25-水平导轨，26-锁紧螺母。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图4~5所示，一种多角度高效焊接金刚石预铣刀刀齿的焊接装置，它包括固设于垫板6上的用于工装固定柱形本体1的夹持旋转机构7和用于调整高频焊接机23中加热线圈8角度的角度调整机构9，所述夹持旋转机构7包括机箱10、纵向气缸11和水平气缸12，纵向气缸11的缸筒固设于机箱10的顶部，纵向气缸11活塞杆的作用端上固设有连接板13，连接板13的顶部固设有纵向滑板14，水平气缸12的缸筒固设于纵向滑板14的顶部，水平气缸12活塞杆的作用端上固设有L板15，L板15的顶部固设有水平滑板16，水平滑板16的顶部固设有纵向设置的伺服电机17，伺服电机17的输出轴上固设有转盘18，转盘18的前端面上固设有螺纹杆19，转盘18与螺纹杆19同轴设置，所述螺纹杆19的外径与柱形本体1的中心孔2的直径相等。

所述角度调整机构9包括固设于工作台上的安装板20、固设于安装板20左端面上的旋转气缸21，工作台固设于垫板6上，旋转气缸21的旋转轴上固设有弯折板22，弯折板22的水平板的顶表面上固设有高频焊接机23，高频焊接机23的加热线圈8朝向夹持旋转机构7方向运动。

所述机箱10的顶表面上固设有两根纵向导轨24，两根纵向导轨24关于纵向气缸11左右对称设置，所述纵向滑板14的底表面上固设有两个分别与两根纵向导轨24相对应的滑块I，两个滑块I分别滑动安装于两根纵向导轨24上。所述水平气缸12缸筒的顶表面上固设有水平导轨25，所述水平滑板16的底表面上固设有滑块II，滑块II滑动安装于水平导轨25上。

该焊接装置还包括控制器，所述控制器与旋转气缸21的电磁阀、水平气缸12的电磁阀、纵向气缸11的电磁阀经信号线电连接，工人可通过控制器控制旋转气缸21的旋转轴旋转，同时还能控制水平气缸12和纵向气缸11活塞杆的伸出或缩回，方便了工人的操作，具有自动化程度高的特点。

一种多角度高效焊接金刚石预铣刀刀齿的焊接方法，它包括以下步骤：

S1、将柱形本体1经中心孔2套设在螺纹杆19上，且将柱形本体1靠在转盘18的前端面上，以实现对柱形本体1的定位，定位后，工人将锁紧螺母26螺纹连接在螺纹杆19的螺纹段上，在螺纹连接力下，柱形本体1被抵压于锁紧螺母26和转盘18之间，从而实现了柱形本体1的工装固定如图6~7所示；

S2、工人控制纵向气缸11的活塞杆向后伸出，活塞杆带动连接板13向后运动，连接板13带动纵向滑板14向后运动，纵向滑板14带动水平气缸12、伺服电机17和柱形本体1同步向后运动，当第一圈基座运动到焊接工位时，即第一圈基座与加热线圈8左右相对立时，控制器控制纵向气缸11关闭；

S3、控制水平气缸12的活塞杆向右伸出，活塞杆带动L板15向右运动，L板15带动水平滑板16向右运动，进而使柱形本体1朝右运动，当活塞杆完全伸出后，加热线圈8与柱形本体1的柱面相对立；

S4、工人控制伺服电机17启动，伺服电机17带动转盘18转动，转盘18带动柱形本体1做顺时针转动，当观察到第一圈基座中的第一个基座3即将接近加热线圈8时如图8所示，工人控制伺服电机17关闭，随后工人控制旋转气缸21启动，旋转气缸21带动弯折板22旋转，弯折板22带动高频焊接机23绕着旋转气缸21的旋转轴的轴线旋转，高频焊接机23带动加热线圈8同步旋转，当工人观察到加热线圈8旋转到与第一个基座3平行时，工人将金刚石刀片5放入到第一个基座3的止口4内，随后工人控制高频焊接机23启动，加热线圈8上产生热量，热量使与加热线圈8接触的第一个基座3温度升高，在高温下，金刚石刀片5焊接在第一个基座3上，从而实现了在第一个基座3上焊接金刚石刀片5；

S5、重复步骤S4的操作，即可在第一圈基座中的所有基座3上焊接一个金刚石刀片5；在步骤S4~S5中，是通过伺服电机17带动转盘18的旋转，进而带动柱形本体1旋转的，相比传统的焊接方法，无需人工频繁的拨动柱形本体1，极大的节省了人工的体力，进而极大的节省了工人的工作强度。此外，通过旋转气缸21的旋转来调节高频焊接机23摆动角度，进而调整加热线圈8的摆动角度，以使加热线圈8与基座3的长度方向平行，因此工人无需抱着高频焊接机的整体位置，从而进一步的减轻了工人的工作强度，提高了成品金刚石预铣刀的生产效率。

S6、工人控制纵向气缸11的活塞杆向后运动一段行程，当第二圈基座与加热线圈8左右相对立时，控制器控制纵向气缸11关闭；重复步骤S4~S5的操作，即可在第二圈基座的所有基座3上焊接一个金刚石刀片5，重复步骤S6的操作，即可在柱形本体1上各圈基座中的各个基座3中焊接一个金刚石刀片5，从而最终生产出成品金刚石预铣刀；

S7、工人控制水平气缸12的活塞杆复位，随后控制纵向气缸11的活塞杆复位，复位后，工人拧出锁紧螺母26，最后将成品金刚石预铣刀从螺纹杆19上取下，重复步骤S1~S6的操作，即可连续的生产出多个成品金刚石预铣刀。由此可知，工人只需在控制器上控制各个部件的动作，并且在基座3的止口4内放置金刚石刀片5即可实现产品的连续生产，相比传统的生产方法，无需工人抱着高频焊接机23以调整其摆动角度，同时还要拨动柱形本体1以使基座3进入到焊接工位，极大的简化了操作工序，进而使生产更加连续，不仅减轻了工人的工作强度，而且还极大的提高了成品金刚石预铣刀的生产效率。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多角度高效焊接金刚石预铣刀刀齿的焊接装置，其特征在于：它包括固设于垫板（6）上的用于工装固定柱形本体（1）的夹持旋转机构（7）和用于调整高频焊接机（23）中加热线圈（8）角度的角度调整机构（9），所述夹持旋转机构（7）包括机箱（10）、纵向气缸（11）和水平气缸（12），纵向气缸（11）的缸筒固设于机箱（10）的顶部，纵向气缸（11）活塞杆的作用端上固设有连接板（13），连接板（13）的顶部固设有纵向滑板（14），水平气缸（12）的缸筒固设于纵向滑板（14）的顶部，水平气缸（12）活塞杆的作用端上固设有L板（15），L板（15）的顶部固设有水平滑板（16），水平滑板（16）的顶部固设有纵向设置的伺服电机（17），伺服电机（17）的输出轴上固设有转盘（18），转盘（18）的前端面上固设有螺纹杆（19）；

所述角度调整机构（9）包括固设于工作台上的安装板（20）、固设于安装板（20）左端面上的旋转气缸（21），旋转气缸（21）的旋转轴上固设有弯折板（22），弯折板（22）的水平板的顶表面上固设有高频焊接机（23），高频焊接机（23）的加热线圈（8）朝向夹持旋转机构（7）方向运动。

2.根据权利要求1所述的一种多角度高效焊接金刚石预铣刀刀齿的焊接装置，其特征在于：所述机箱（10）的顶表面上固设有两根纵向导轨（24），两根纵向导轨（24）关于纵向气缸（11）左右对称设置，所述纵向滑板（14）的底表面上固设有两个分别与两根纵向导轨（24）相对应的滑块I，两个滑块I分别滑动安装于两根纵向导轨（24）上。

3.根据权利要求1所述的一种多角度高效焊接金刚石预铣刀刀齿的焊接装置，其特征在于：所述水平气缸（12）缸筒的顶表面上固设有水平导轨（25），所述水平滑板（16）的底表面上固设有滑块II，滑块II滑动安装于水平导轨（25）上。

4.根据权利要求1所述的一种多角度高效焊接金刚石预铣刀刀齿的焊接装置，其特征在于：所述螺纹杆（19）的外径与柱形本体（1）的中心孔（2）的直径相等。

5.根据权利要求1所述的一种多角度高效焊接金刚石预铣刀刀齿的焊接装置，其特征在于：所述工作台固设于垫板（6）上。

6.根据权利要求1所述的一种多角度高效焊接金刚石预铣刀刀齿的焊接装置，其特征在于：所述转盘（18）与螺纹杆（19）同轴设置。

7.根据权利要求1所述的一种多角度高效焊接金刚石预铣刀刀齿的焊接装置，其特征在于：该焊接装置还包括控制器，所述控制器与旋转气缸（21）的电磁阀、水平气缸（12）的电磁阀、纵向气缸（11）的电磁阀经信号线电连接。

8.一种多角度高效焊接金刚石预铣刀刀齿的焊接方法，采用权利要求1~7中任意一项所述多角度高效焊接金刚石预铣刀刀齿的焊接装置，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、将柱形本体（1）经中心孔（2）套设在螺纹杆（19）上，且将柱形本体（1）靠在转盘（18）的前端面上，以实现对柱形本体（1）的定位，定位后，工人将锁紧螺母（26）螺纹连接在螺纹杆（19）的螺纹段上，在螺纹连接力下，柱形本体（1）被抵压于锁紧螺母（26）和转盘（18）之间，从而实现了柱形本体（1）的工装固定；

S2、工人控制纵向气缸（11）的活塞杆向后伸出，活塞杆带动连接板（13）向后运动，连接板（13）带动纵向滑板（14）向后运动，纵向滑板（14）带动水平气缸（12）、伺服电机（17）和柱形本体（1）同步向后运动，当第一圈基座运动到焊接工位时，即第一圈基座与加热线圈（8）左右相对立时，控制器控制纵向气缸（11）关闭；

S3、控制水平气缸（12）的活塞杆向右伸出，活塞杆带动L板（15）向右运动，L板（15）带动水平滑板（16）向右运动，进而使柱形本体（1）朝右运动，当活塞杆完全伸出后，加热线圈（8）与柱形本体（1）的柱面相对立；

S4、工人控制伺服电机（17）启动，伺服电机（17）带动转盘（18）转动，转盘（18）带动柱形本体（1）做顺时针转动，当观察到第一圈基座中的第一个基座（3）即将接近加热线圈（8）时，工人控制伺服电机（17）关闭，随后工人控制旋转气缸（21）启动，旋转气缸（21）带动弯折板（22）旋转，弯折板（22）带动高频焊接机（23）绕着旋转气缸（21）的旋转轴的轴线旋转，高频焊接机（23）带动加热线圈（8）同步旋转，当工人观察到加热线圈（8）旋转到与第一个基座（3）平行时，工人将金刚石刀片（5）放入到第一个基座（3）的止口（4）内，随后工人控制高频焊接机（23）启动，加热线圈（8）上产生热量，热量使与加热线圈（8）接触的第一个基座（3）温度升高，在高温下，金刚石刀片（5）焊接在第一个基座（3）上，从而实现了在第一个基座（3）上焊接金刚石刀片（5）；

S5、重复步骤S4的操作，即可在第一圈基座中的所有基座（3）上焊接一个金刚石刀片（5）；

S6、工人控制纵向气缸（11）的活塞杆向后运动一段行程，当第二圈基座与加热线圈（8）左右相对立时，控制器控制纵向气缸（11）关闭；重复步骤S4~S5的操作，即可在第二圈基座的所有基座（3）上焊接一个金刚石刀片（5），重复步骤S6的操作，即可在柱形本体（1）上各圈基座中的各个基座（3）中焊接一个金刚石刀片（5），从而最终生产出成品金刚石预铣刀；

S7、工人控制水平气缸（12）的活塞杆复位，随后控制纵向气缸（11）的活塞杆复位，复位后，工人拧出锁紧螺母（26），最后将成品金刚石预铣刀从螺纹杆（19）上取下，重复步骤S1~S6的操作，即可连续的生产出多个成品金刚石预铣刀。

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