CN1586869A - 塑料管材热熔对接焊机 - Google Patents

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Abstract

一种塑料管材热熔对接焊机，属塑料管材焊接设备的制造技术领域。主要包括由带控制器(3)的上机架(1)和下机架(2)等构成的机架，由固定夹持组(5)和移动夹持组(6)等构成的装夹装置，由带翻转油缸(33)的滑动座滑轨(21)、带平移油缸(22)的滑动座(20)、带减速箱(23)的切削马达(26)、带车刀(32)的刀板(30)等构成的切削装置(24)，由上滑座(14)、下滑座(18)、加热板架滑动体(19)、带加热板(17)的加热板架(15)等构成的加热装置。本发明设计合理，整体结构紧凑，能自动连续完成塑料管材的装夹、切削、加热、对接，适用于各类塑料管材的热熔对接，特别适用于φ800～φ2000mm大口径热塑性塑料管材及管件的热熔对接。

Description

塑料管材热熔对接焊机
                      技术领域
本发明涉及一种塑料管材热熔对接焊机，属塑料管材焊接设备的制造技术领域。
                      背景技术
现有塑料管材热熔对接焊机的自动化程度较低，其塑料管材的装夹，铣刀、加热板的置入和移出均需人工手动完成，管端切削采用圆盘铣刀，使用笨重，且目前焊接塑料管材的口径最大只能做到800mm。由于塑料管材的焊接工艺复杂，其工艺温度、压力、时间三个参数在焊接过程中的控制是否精准将直接影响焊接质量的好坏，人工控制不可避免产生偏差，不同操作者所焊接的接头质量也会不同，而目前接头质量的非破坏性检测又没有较好的方法，因此，焊接过程的自动化、工艺参数的实时监测及焊接质量的稳定性变得尤为重要，但由于现有小规格塑料管材热熔对接焊机的焊接工艺过程全部为手动控制，加热板温度、焊接压力等各参数控制不精准，导致焊接质量及稳定性差。
                      发明内容
本发明的目的是提供一种设计合理，能自动连续完成塑料管材的装夹，切削，加热，对接的塑料管材热熔对接焊机。
本发明为塑料管材热熔对接焊机，包括由带控制器的上机架和下机架构成的机架，置于机架上的装夹装置，切削装置，加热装置，其特征在于装夹装置包括固定夹持组和移动夹持组，所述的固定夹持组由置于上机架和下机架之间的固定夹，与固定夹相连带活动油缸的活动夹等构成，所述的移动夹持组由分别置于上机架和下机架上的移动油缸，置于移动油缸之间的固定夹，与固定夹相连带活动油缸的活动夹等构成；切削装置包括置于下机架上带翻转油缸的滑动座滑轨，置于滑动座滑轨上带平移油缸的滑动座，置于滑动座上带减速箱的切削马达，置于减速箱的输出轴上带车刀的刀板；加热装置包括置于上机架上的上滑座，置于下机架上的下滑座，置于上滑座和下滑座之间的加热板架滑动体，通过转动轴与加热板架滑动体相连的带加热板的加热板架，连接加热板与加热板架的加热板油缸；所述的控制器分别与活动油缸，移动油缸，平移油缸，翻转油缸，切削马达，加热板油缸，加热板等相连接。
所述固定夹持组和移动夹持组的固定夹下部还可分别设有带夹紧油缸的夹紧钩，夹紧油缸与控制器相连接。
所述的输出轴与车刀可通过置于输出轴上的定齿轮，置于刀板上的动齿轮，带丝杆的蜗轮蜗杆联接传动，丝杆与车刀相连。
所述的固定夹持组和移动夹持组的活动夹上还可分别设有加热板推离油缸，加热板推离油缸与控制器相连接。
本发明与现有技术相比，具有以下突出优点和积极效果：
1、采用PLC自动控制系统组成的控制器，将活动油缸、夹紧油缸、移动油缸、平移油缸、翻转油缸、切削马达、加热板油缸、加热板推离油缸、加热板等各部件均与控制器相连接，通过这些部件的作用，自动连续完成塑料管材的装夹、切削、加热、对接，并实时监测及调整加热板温度、焊接压力、焊接时间及翻边距离等工艺参数，与现有技术中的手动控制相比，各工艺参数控制精准，使焊接质量有了较大提高且稳定可靠。
2、塑料管材的装夹、卸载无需人力即可自动完成，减轻了操作人员的劳动强度，缩短了接头焊接周期，装夹后塑料管材的对中性好，且装夹装置能较大程度上调整塑料管材的椭圆度。
3、管端切削采用径向进给车刀，结构紧凑、轻便，实现了与加热板的自动切换，克服了现有的圆盘铣刀两端铣削量不均、因管端不平铣削量大、费时等缺点，同时提高了塑料管材端面的切削平整度，焊接后翻边均匀，质量可靠。
4、加热时，加热板可通过加热板油缸自动沿加热板架进出装夹装置之间，缩短切换时间且能保证每次焊接切换时间不变，从而保证焊接质量稳定。
本发明设计合理，整体结构紧凑，适用于各类塑料管材的热熔对接，特别适用于φ800～φ2000mm大口径热塑性塑料管材及管件的热熔对接。
                      附图说明
图1为本发明的整体结构主视图；
图2为本发明的整体结构左视图；
图3为本发明所述切削装置的结构示意图；
图4为本发明所述切削装置的工作状态示意图；
图5为本发明所述加热装置旋转后的结构示意图；
图6为本发明所述加热装置的工作状态示意图。
图中，1为上机架，2为下机架，3为控制器，4为塑料管材，5为固定夹持组，6为移动夹持组，7为加热板推离油缸，8为移动油缸，9为夹紧钩，10为夹紧油缸，11为固定夹，12为活动夹，13为活动油缸；14为上滑座，15为加热板架，16为转动轴，17为加热板，18为下滑座，19为加热板架滑动体，20为滑动座，21为滑动座滑轨，22为平移油缸，23为减速箱，24为切削装置，25为减速箱输出轴，26为切削马达，27为定齿轮，28为动齿轮，29为蜗轮蜗杆，30为刀板，31为丝杆，32为车刀，33为翻转油缸，34为加热板油缸。
                    具体实施方式
本发明主要包括由带控制器3的上机架1和下机架2构成的机架，置于机架上的装夹装置，切削装置24，加热装置。
装夹装置包括固定夹持组5和移动夹持组6。固定夹持组5由置于上机架1和下机架2之间的固定夹11，与固定夹11相连带活动油缸13的活动夹12，置于固定夹11下部带夹紧油缸10的夹紧钩9等构成；移动夹持组6由分别置于上机架1和下机架2上的移动油缸8，置于移动油缸8之间的固定夹11，与固定夹11相连带活动油缸13的活动夹12，置于固定夹11下部带夹紧油缸10的夹紧钩9等构成。通过活动油缸13和夹紧油缸10分别动作驱动活动夹12和夹紧钩9的松开夹紧，实现对塑料管材4的自动装夹及卸载。
切削装置包括置于下机架2上带翻转油缸33的滑动座滑轨21，置于滑动座滑轨21上带平移油缸22的滑动座20，置于滑动座20上带减速箱23的切削马达26，置于减速箱23的输出轴25上带车刀32的刀板30；输出轴25与车刀32可通过置于输出轴25上的定齿轮27，置于刀板30上的动齿轮28，带丝杆31的蜗轮蜗杆29联接传动，丝杆31与车刀32相连。滑动座20在平移油缸22的作用下可沿滑动座滑轨21左右滑动，当滑动到与塑料管材4的管端对应位置时，滑动座滑轨21可在翻转油缸33的驱动下向前翻转，使带刀板30的减速箱23和切削马达26置入固定夹持组5和移动夹持组6之间的中心，开始旋转切削(如附图4所示)。切削完成后滑动座滑轨21向后翻转，滑动座20滑动回复到非工作位置，让开加热板17的进出空间。车刀的切削原理为：切削马达26启动，通过减速箱23传动，使刀板30绕输出轴25旋转，同时带动置于刀板30上与定齿轮27啮合的动齿轮28旋转，再经过蜗轮蜗杆29减速，传动给丝杆31，丝杆31将转动转化为车刀32的平动，实现径向进给，如此，在刀板30周向旋转的同时车刀32径向进给，实现切削。
加热装置包括置于上机架1上的上滑座14，置于下机架2上的下滑座18，置于上滑座14和下滑座18之间的加热板架滑动体19，通过转动轴16与加热板架滑动体19相连的带加热板17的加热板架15，连接加热板17与加热板架15的加热板油缸34；分别置于固定夹持组5和移动夹持组6的活动夹12上的加热板推离油缸7。加热板架15绕转动轴16旋转90度(如附图5所示)，加热板17在加热板油缸34的带动下伸出加热板架15(如附图6所示)，进入固定夹持组5和移动夹持组6的之间。实现加热板17对塑料管材4两个端部的加热，加热到工艺时间后加热板17缩回加热板架15，加热板架15再绕转动轴16旋转90度回到非工作位置(如附图2所示)，加热板架滑动体19可沿上滑座14、下滑座18左右滑动，用来调整加热板架15相对塑料管材4两管端的距离，使加热板17伸进和缩回时不与塑料管材4的两管端接触。
控制器3分别与活动油缸13、夹紧油缸10、移动油缸8、平移油缸22、翻转油缸33、切削马达26、加热板油缸34、加热板推离油缸7、加热板17等相连接。控制器主要由PLC自动控制系统组成，各部件的动作均由PLC控制，操作只需在操作面板上进行；温度控制采用PID算法分区控制；压力通过电磁比例阀开环控制；实时监测量包括加热板温度、焊接压力、焊接时间及翻边距离等，且以上各量均可打印存档。
焊接过程分塑料管材装夹，端面切削，加热熔融，对接及保压冷却五步完成。
装夹：在移动油缸8的作用下将移动夹持组6移动到最右端，夹紧钩9松开，活动夹12在活动油缸13作用下升起，分别将两段塑料管材4吊装到固定夹持组5和移动夹持组6中，两管端伸出两个夹持组的距离由定位装置定位后，活动夹12在活动油缸13作用下落下，夹紧钩9在夹紧油缸10的作用下夹紧。
切削：滑动座20在平移油缸22的作用下沿滑动座滑轨21平移至塑料管材4两管端的中间位置，滑动座滑轨21在翻转油缸33的作用下向前顷翻，使切削马达26和减速箱23置入到两塑料管材4的轴心线上，再将滑动座20向左平移一段距离(此段距离为左端塑料管材4切削余量)，之后将移动夹持组6向左平移一段距离(此段距离为左右两端塑料管材4切削余量之和)，车刀旋转，进行切削，刀板30周向旋转的同时车刀32径向进给，将塑料管材4的管端切下一小段，使待焊接的两管端加热后能紧密贴合在一起。
加热：切削完毕后，滑动座滑轨21向后翻转，滑动座20平移至初始位置，让出加热板17的进出空间，加热板架15旋转至同塑料管材4轴线垂直位置(如附图5所示)，加热板17向前伸入至加热板17的中心与塑料管材4的中心重合，移动夹持组6向左移动使两塑料管材4的端面和加热板两平面贴紧并建立规定的工艺压力(此阶段为带压加热)，加热一定时间后减压(既为去压加热)，此加热过程完全由通过与加热板17相连的控制器3自动控制完成。
对接：加热到工艺时间后移动夹持组6向右移动，同时加热板推离油缸7将加热板17推离管端，加热板17退出，移动夹持组6左移，使两塑料管材4的管端贴合并建立一定的工艺压力，实现对接。
冷却：从塑料管材4的管端对接上开始，移动夹持组6始终保持向左移动的趋势，从而保持规定的工艺压力，直至冷却到规定的时间后去压，焊接完成。

Claims (4)

1、一种塑料管材热熔对接焊机，包括由带控制器(3)的上机架(1)和下机架(2)构成的机架，置于机架上的装夹装置，切削装置(24)，加热装置，其特征在于装夹装置包括固定夹持组(5)和移动夹持组(6)，所述的固定夹持组(5)由置于上机架(1)和下机架(2)之间的固定夹(11)，与固定夹(11)相连带活动油缸(13)的活动夹(12)构成，所述的移动夹持组(6)由分别置于上机架(1)和下机架(2)上的移动油缸(8)，置于移动油缸(8)之间的固定夹(11)，与固定夹(11)相连带活动油缸(13)的活动夹(12)构成；切削装置(24)包括置于下机架(2)上带翻转油缸(33)的滑动座滑轨(21)，置于滑动座滑轨(21)上带平移油缸(22)的滑动座(20)，置于滑动座(20)上带减速箱(23)的切削马达(26)，置于减速箱(23)的输出轴(25)上带车刀(32)的刀板(30)；加热装置包括置于上机架(1)上的上滑座(14)，置于下机架(2)上的下滑座(18)，置于上滑座(14)和下滑座(18)之间的加热板架滑动体(19)，通过转动轴(16)与加热板架滑动体(19)相连的带加热板(17)的加热板架(15)，连接加热板(17)与加热板架(15)的加热板油缸(34)；所述的控制器(3)分别与活动油缸(13)，移动油缸(8)，平移油缸(22)，翻转油缸(33)，切削马达(26)，加热板油缸(34)，加热板(17)相连接。
2、按权利要求1所述的塑料管材热熔对接焊机，其特征在于所述固定夹持组(5)和移动夹持组(6)的固定夹(11)下部还分别设有带夹紧油缸(10)的夹紧钩(9)，夹紧油缸(10)与控制器(3)相连接。
3、按权利要求1所述的塑料管材热熔对接焊机，其特征在于所述的输出轴(25)与车刀(32)通过置于输出轴(25)上的定齿轮(27)，置于刀板(30)上的动齿轮(28)，带丝杆(31)的蜗轮蜗杆(29)联接传动，丝杆(31)与车刀(32)相连。
4、按权利要求1或2所述的塑料管材热熔对接焊机，其特征在于所述的固定夹持组(5)和移动夹持组(6)的活动夹(12)上还分别设有加热板推离油缸(7)，加热板推离油缸(7)与控制器(3)相连接。
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Assignee: ZHEJIANG ZHONGYUAN FENGYE PIPES Co.,Ltd.

Assignor: Fengye Group Zhejiang Province

Contract fulfillment period: 2009.2.7 to 2014.2.6

Contract record no.: 2009330000673

Denomination of invention: Heat melting butt joint welder for plastic pipe

Granted publication date: 20060830

License type: Exclusive license

Record date: 20090417

LIC Patent licence contract for exploitation submitted for record

Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2009.2.7 TO 2014.2.6; CHANGE OF CONTRACT

Name of requester: ZHEJIANG PROV ZHONGYUANFENGYE PIPE CO., LTD.

Effective date: 20090417

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: ZHEJIANG ZHONGYUAN FENGYE PIPES CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: FENGYE GROUP CO., LTD. ZHEJIANG

Effective date: 20140917

Owner name: GUANGZHOU FENGYE PIPE CO., LTD. GUIZHOU FENGYE PIP

Effective date: 20140917

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Owner name: FENGYE GROUP CO., LTD. ZHEJIANG

Free format text: FORMER NAME: FENGYE GROUP CO., LTD., ZHEJIANG

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Patentee after: Maple Leaf Holdings Ltd.

Address before: 311814, Zhejiang City, Zhuji province shop town Meizhou pond

Patentee before: Fengye Group Zhejiang Province

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Effective date of registration: 20140917

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Patentee after: GUANGZHOU FENGYE PIPE INDUSTRY CO.,LTD.

Patentee after: GUIZHOU FENGYE PIPE Co.,Ltd.

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Patentee before: Maple Leaf Holdings Ltd.

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Co-patentee after: GUANGZHOU FENGYE PIPE INDUSTRY CO.,LTD.

Patentee after: Zhejiang maple leaf pipe industry Polytron Technologies Inc.

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