CN202356770U - 全数字t型管自动焊接机 - Google Patents
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Abstract
一种用于T型管焊缝焊接的全数字T型管自动焊接机属于机械领域。它是根据用户提供的焊接管径数据，通过确定的数学模型用计算机解算出T型管三维焊缝焊接轨迹的数据集，然后由焊接机上的多轴联动系统驱动夹持在焊枪夹持架中、分别置于T型管马鞍焊缝两侧的两把焊枪，完成T型管焊缝全位置三维焊接运动。整机采用工业控制机控制管理。由于限定焊枪的基旋转角度小于90度，因而很好地解决了焊枪与相邻焊管的干涉问题，从而实现了T型管组件的全自动连续焊接。同时又由于采用了摆动焊接机构和激光适时检测控制，使得T型管焊缝的焊接质量明显提高。
Description
技术领域
本实用新型的全数字T型管自动焊接机属于机械领域，尤其涉及一种新型散热器生产工艺流程和其他同类焊接工艺中针对T型管焊缝焊接的连续自动焊接装置。
背景技术
目前在国内对于生产批量相对较大的T型管焊缝焊接，除了个别焊接装备水平较高的企业、制造公司采用工业焊接机器人焊接以外，其余生产厂家均采用人工电弧焊接或气保焊接，焊接工艺水平差，焊接生产率低，焊件变形大，焊接质量完全取决于工人的技术水平。作坊式的生产方式是时至今日这一领域仍然保持着的显著特点。采用工业焊接机器人从事这种单一类型的焊接，虽然焊接质量、生产效率不容置疑，但是设备投资大、运行费用高。研制低价位、低运行成本并能高效高质量完成T型管焊缝连续焊接、性能稳定可靠、对现场工艺适应性强的自动焊接装置是长期以来该领域的人们可望不可及，一直未能解决的技术难题。
发明内容
为了改变这一现状，让一般中小企业都能买得起用得上，本实用新型提供了一种焊接质量稳定、运行可靠、对现场工艺具有很强适应能力的新一代低价位全数字T型管自动焊接机。该焊接装置能够取代该种加工类型的人工焊接，它能有效地提高T型管的焊接质量和焊接效率。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
焊接机由焊枪夹持架、焊枪摆动机构、基旋转托架、伺服升降机构、复合伺服运动机构、走丝机构、激光检测装置、走丝机构、焊接小车、机架床身、伺服控制系统以及对整机系统进行全数字控制的工控驱动电路、控制软件组成。
夹持在焊枪夹持架(22)上的两把焊枪分别置于T型管马鞍型焊缝两侧、彼此相对设置。
拟合T型管三维焊缝数学模型的建立是基于焊枪基旋转臂(25)的旋转轴线与焊件竖管轴线重合，夹持在焊枪夹持架(22)上的焊枪轴线垂直指向焊件横管时为轨迹对称中心，规定基旋转托架(25)在绕基旋转轴旋转90度的范围内焊枪应能插补出180度的焊缝轨迹。
焊接系统采用多轴联动伺服控制以实现焊枪对三维马鞍焊缝的准确拟合。
采用特制加长焊枪嘴和导电嘴结构。
采用摆动机构实现焊枪的摆动焊接，以便形成焊缝的“之”字型焊接熔池。
采用激光检测适时控制技术，以便适时准确检测T型管马鞍焊缝的空间位置。
机床床身采用框架结构，将相关元器件、构件全部置于框架结构的机床床身内。
本实用新型采用自熔化极混合气体保护焊。
用户只需现场输入焊件相关数据，计算机自动生成全数字自动焊接的加工代码，当待焊接的T型管焊件在机架上夹紧定位后启动焊接按钮，固定在T型管两侧的两把焊枪便会在工控机的控制管理下完成T型管组件的全位置自动焊接。
本实用新型的有益效果是：
1、针对国内T型管焊接普遍采用手工焊接现状，使用它能有效提高该类型焊接的工艺水平和自动化程度。
2、操作者只需现场输入焊件数据、对焊枪进行简单调整，T型管焊机就能很方便的焊接加工出符合用户要求的焊件。
3、由于限定焊枪的旋转角度不大于90度，因而很好地解决了焊枪与相邻焊管的干涉问题，从而实现了T型管组件的全自动连续焊接。
4、由于采用了特制加长焊枪嘴和导电嘴结构，使导电嘴(39)与焊枪嘴(23)之间既能形成均匀足够的通气间隙，提高了气体保护效果，同时由于很好的解决了导电嘴(39)与焊枪嘴(23)的隔离绝缘，使得焊接能够继续。
5、由于采用了摆动焊接，它有利于形成焊缝的“之”字型焊接熔池，明显加大了熔池的覆盖宽度，这样又会进一步提高焊接密封性的质量。
6、由于采用了激光检测手段对T型管焊件的竖管位置偏差和横管在焊接过程中产生的热变形进行了适时检测反馈控制，使得焊枪能够精确地跟踪T型管焊缝位置，因而很好的保证了焊接密封性的质量要求。
7.由于机床床身采用框架结构，将相关元器件、构件全部置于带有防护板(29)的机床床身(11)内，这种结构和布局使机床在焊接过程凸显了很好的防护效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的整机结构布局示意图
图2是焊枪伺服机构、送丝机构示意图
图3是焊接机床身结构、布局、防护示意图
图4是特制焊枪嘴、导电嘴示意图
图5是导电嘴绝缘支撑结构示意图
图6是摆动机构示意图
图中：
1、工控机2、电气柜3、地线夹4、焊接架5、焊件6、V型铁7、当铁8、旋转电机9、辅助V型铁10、焊接小车11、床身12、V型铁13焊接架横梁14、走丝机15、焊丝盘16、走丝机悬架17、支撑滚轮18、气瓶19、焊机20、焊枪线21、摆动机构22、焊枪夹持架23、焊枪嘴24、径向直线电机25、基旋转托架26、L型连接架27、铰链28、直线电机29、防护罩30、基旋转电机31、电缆拖链32、焊接小车驱动电机33、床身底框34、直线导轨35、同步带轮36、同步带37、焊枪嘴支撑柱38、焊枪管39、导电嘴40、焊丝41、铰链42、焊枪夹持架底板43、连接板44、减速电机45、Z型板46、偏心轮47、支架48、偏心距49、杠杆50、滚轮架51、激光发射器52、激光接收器53、连接支架
具体实施方式
在图1中，焊件(5)置于焊接架横梁(13)的V型铁(6)、V型铁(12)及辅助V型铁(9)中，地线夹(3)夹紧焊件，气瓶(18)、焊机(19)、电气控制柜(2)及焊接架(4)、焊接小车(10)、床身(11)布局如图1所示。
在图1和图2所示的实施例中，夹持在焊枪夹持架(22)上的两把焊枪分别置于T型管马鞍型焊缝两侧、彼此相对设置，焊枪基旋转臂(25)的旋转轴线与焊件竖管轴线重合。
在图1和图2所示的实施例中，焊接小车(10)的横向移动(即沿焊件横管中心线方向移动)是靠设置在焊接机床身内的焊接小车驱动电机(32)通过同步带轮(35)、同步带(36)的牵引实现。
在图2所示的实施例中，焊接所需的复合运动是由复合伺服运动机构提供，复合伺服运动机构由旋转电机(8)、L型连接架(26)、径向直线电机(24)、导向元件组成，其中焊枪夹持架(22)通过摆动机构(21)与旋转电机(8)的轴连接，旋转电机(8)固定在L型连接架(26)上端，L型连接架(26)通过径向直线电机(24)、导向元件与基旋转托架(25)连接，基旋转托架(25)与基旋转电机(30)的轴连接。
在图2所示的实施例中，焊接所需的升降运动是由伺服升降机构提供，伺服升降机构由铰链(27)、杠杆(49)、支撑轮(50)、直线电机(28)组成，其中铰链(27)与基旋转托架(25)连接，铰链(27)另一侧与杠杆(49)一端连接，杠杆(49)另一端与直线电机(28)的螺母连接，直线电机(28)固定在基旋转托架(25)上，滚轮架(50)与杠杆(49)连接。
在图2所示的实施例中，走丝机构由走丝机悬架(16)、走丝机(14)、支撑轮(17)组成，其中走丝机(14)与走丝机悬架(16)连接，走丝机悬架(16)顶端固定在焊接小车(10)的工作台一侧，支撑滚轮(17)与走丝机悬架(16)底框连接，支撑滚轮(17)与机床床身
(11)的底框接触，两组走丝机分别置于焊接小车(10)工作台两侧。
在图2所示的实施例中，激光检测装置由激光发射器(51)、激光接收器(52)、连接支架(53)组成，其中激光发射器(51)、激光接收器(52)分别固定在相同结构的连接支架(53)上，固定激光发射器(51)的连接支架和固定激光接收器(52)的连接支架分别置于T型管两侧、相对设置并与基旋转托架(25)连接。
在图2和图6所示的实施例中，焊枪摆动机构(21)由铰链(41)、连接板(43)、减速电机(44)、偏心轮(46)及Z型板(45)组成，其中焊枪夹持架(22)与焊枪夹持架底板(42)连接，焊枪夹持架底板(42)通过铰链(41)与连接板(43)连接，焊枪夹持架底板(42)的另一端与Z型板(45)连接，Z型板(45)与偏心轮(46)接触，减速电机(44)通过支架(47)与连接板(43)连接，偏心轮(46)与减速电机(44)的轴连接。这样在焊接过程中焊枪就能形成焊缝的“之”字型焊接熔池，加大了熔池的覆盖宽度。
在图3所示的实施例中，机床床身(11)采用框架结构，两条直线导轨(34)、电缆拖链(31)、焊接小车驱动电机(32)及同步带轮(35)、同步带(36)全部置于带有防护罩(29)的机床床身(11)内。
在图4、图5所示的实施例中，焊枪上的焊枪嘴采用特制加长嘴(23)，焊枪导电嘴(39)前端采用锥形结构，焊枪导电嘴(39)前端在同一圆周上沿径向加工出3或4个均布的小盲孔，孔中插入圆柱形的绝缘桩(37)支撑加长焊枪嘴(23)，使焊枪导电嘴(39)与加长焊枪嘴(23)隔离，有效避免了焊接过程中由于导电嘴(39)、焊枪导电嘴(39)与工件短路打火使焊接不能继续的现象。
Claims (8)
1.一种全数字T型管自动焊接机，由焊枪夹持架、焊枪摆动机构、基旋转托架、伺服升降机构、复合伺服运动机构、走丝机构、激光检测装置、机架床身及伺服控制系统组成，其特征在于：夹持在焊枪夹持架(22)上的两把焊枪分别置于T型管马鞍型焊缝两侧、彼此相对设置，同时规定基旋转托架(25)在绕基旋转轴旋转90度的范围内焊枪应能插补出180度的焊缝轨迹。
2.根据权利要求1所述的T型管自动焊接机，其特征在于：复合伺服运动机构由旋转电机(8)、L型连接架(26)、径向直线电机(24)、导向元件组成，其中焊枪夹持架(22)通过摆动机构(21)与旋转电机(8)的轴连接，旋转电机(8)固定在L型连接架(26)上端，L型连接架(26)通过径向直线电机(24)及导向元件与基旋转托架(25)连接，基旋转托架(25)与基旋转电机(30)的轴连接。
3.根据权利要求1所述的T型管自动焊接机，其特征在于：伺服升降机构由铰链(27)、杠杆(49)、支撑轮(50)、直线电机(28)组成，其中铰链(27)与基旋转托架(25)连接，铰链(27)另一侧与杠杆(49)一端连接，杠杆(49)另一端与直线电机(28)的螺母连接，直线电机(28)固定在基旋转托架(25)上，滚轮架(50)与杠杆(49)连接。
4.根据权利要求1所述的T型管自动焊接机，其特征在于：焊枪上的焊枪嘴采用特制加长嘴(23)，焊枪导电嘴(39)前端采用锥形结构，焊枪导电嘴(39)前端在同一圆周上沿径向加工出3或4个均布的小盲孔，孔中插入圆柱形的绝缘桩(37)支撑加长焊枪嘴(23)，使焊枪导电嘴(39)与加长焊枪嘴(23)隔离。
5.根据权利要求1所述的T型管自动焊接机，其特征在于：床身(11)采用框架结构，两条直线导轨(34)、电缆拖链(31)、焊接小车驱动电机(32)及同步带轮(35)、同步带(36)全部置于框架结构的机床床身(11)内，防护罩(29)装在机床床身(11)两侧。
6.根据权利要求1所述的T型管自动焊接机，其特征在于：走丝机构由走丝机悬架(16)、走丝机(14)、支撑轮(17)组成，其中走丝机(14)与走丝机悬架(16)连接，走丝机悬架(16)顶端固定在焊接小车(10)工作台一侧，支撑滚轮(17)与走丝机悬架(16)底框连接，支撑滚轮(17)与机床床身(11)的底框接触，两组走丝机分别置于焊接小车(10)工作台两侧。
7.根据权利要求1所述的T型管自动焊接机，其特征在于：焊枪摆动机构由铰链(41)、连接板(43)、减速电机(44)、偏心轮(46)及Z型板(45)组成，其中焊枪夹持架(22)与焊枪夹持架底板(42)连接，焊枪夹持架底板(42)通过铰链(41)与连接板(43)连接，焊枪夹持架底板(42)的另一端与Z型板(45)连接，Z型板(45)与偏心轮(46)接触，减速电机(44)通过支架(47)与连接板(43)连接，偏心轮(46)与减速电机(44)的轴连接。
8.根据权利要求1所述的T型管自动焊接机，其特征在于：激光检测装置由激光发射器(51)、激光接收器(52)、连接支架(53)组成，其中激光发射器(51)、激光接收器(52)分别固定在相同结构的连接支架(53)上，固定激光发射器(51)的连接支架和固定激光接收器(52)的连接支架分别置于T型管两侧、相对设置并与基旋转托架(25)连接。
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