CN202461897U - 带有控制器的头尾式变位机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有控制器的头尾式变位机组，该变位机组包括头架(100)和尾架(200)上分别安装的头架变位机(1)、尾架变位机(2)、头架提升机构(3)和尾架提升机构(4)，其中，所述控制器分别包括回转行程调节模块和提升行程调节模块，能够根据控制参数分别生成并发送用于驱动控制对头架变位机(1)、尾架变位机(2)、头架提升机构(3)和尾架提升机构(4)的信号，从而实现对各个设备的驱动机构进行独立的精确控制，并能够进一步地通过信号生成或发送的设置实现头架(100)和尾架(200)上的相同设备的同步控制。

Description

带有控制器的头尾式变位机组

技术领域

本实用新型属于焊接技术领域，具体地，涉及一种头尾式变位机组，尤其是带有控制器的头尾式变位机组。

背景技术

在截面大而长度较长的桁架臂类部件的组焊过程中，由于焊接工件的尺寸和质量都很大而翻转不易，往往需要通过组焊变位机来驱动焊接工件回转，以在最合适地位置进行组焊焊接。其中，焊接工件需要通过安装板来固定安装到变位机的回转机构上。例如在中国专利申请CN101941129A中，公开了一种增节臂架体装配定位焊的焊接装置，即头尾式变位机组，其中焊接工件10即臂架的两端分别通过多孔工装底板8固定安装到头架变位机1和尾架变位机2上并由该头架变位机1和尾架变位机2驱动臂架转动。在组焊焊接过程中，首先由升降平台7抬升焊接工件10的组件并将该组件固定安装到多孔工装底板8，而后进行组焊。在需要变换焊接位置时，则下降升降平台7，将焊接工件10翻转至合适位置，最后抬升升降平台7并进行所需的组焊焊接(亦称定位焊或装配组焊，其中组焊变位机因为焊接工件要求的定位精度高，因而相较于普通焊接变位机的精度要求更高)。如图1所示的头尾式变位机组中，为保证焊接工件10的两端同步旋转，尾架变位机2是随着头架变位机1进行同步旋转的。这就需要焊接工件10作力矩传导，因而也就需要焊接工件10自身连接以及与多孔工装底板8之间的连接均为刚性连接，从而不适用于无刚性连接尤其是长度超长、大截面的焊接工件。在此类无刚性连接的焊接工件10中，头架变位机1和尾架变位机2需要进行同步旋转。此外，在调节焊接工具10的高度位置时，还存在焊接工具的同步提升或下降的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带有控制器的头尾式变位机组，该头尾式变位机组通过控制器分别控制头架变位机和尾架变位机，以实现对焊接工件两端的旋转和提升的控制。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种带有控制器的头尾式变位机组，该头尾式变位机组包括用于固定焊接工件两端的头架和尾架，以及所述头架和尾架上分别安装的头架变位机、尾架变位机、头架提升机构和尾架提升机构，所述头架变位机和尾架变位机分别包括第一回转盘和第二回转盘，以及驱动所述第一回转盘和第二回转盘旋转的第一回转驱动机构和第二回转驱动机构，所述头架提升机构和尾架提升机构分别包括驱动所述第一回转盘和第二回转盘上升或下降的第一提升驱动机构和第二提升驱动机构，并且，所述头尾式变位机组上还设有控制器，该控制器包括：

回转行程调节模块，被配置成根据回转控制参数生成并发送分别用于在所述焊接工件的组焊过程中控制所述第一回转驱动机构和第二回转驱动机构以调节所述第一回转盘和第二回转盘的旋转方向和旋转角度的第一回转行程调节信号和第二回转行程调节信号；以及

提升行程调节模块，被配置成根据提升控制参数生成并发送分别用于在所述焊接工件的组焊过程中控制所述第一提升驱动机构和第二提升驱动机构以调节所述第一回转盘和第二回转盘的升降方向和升降高度的第一提升行程调节信号和第二提升行程调节信号。

进一步地，可实现同步旋转和同步提升，在所述组焊过程中，所述回转位置调节模块中生成并发送的所述第一回转行程调节信号和第二回转行程调节信号一致，所述提升位置调节模块中生成并发送的所述第一提升行程调节信号和第二提升行程调节信号一致。

通过上述技术方案，在本实用新型的带有控制器的头尾式变位机组中，其控制器分别包括回转行程调节模块和提升行程调节模块，能够根据控制参数分别生成并发送用于驱动控制对头架变位机、尾架变位机、头架提升机构和尾架提升机构的信号，从而实现对各个设备的驱动机构进行独立的精确控制，并能够进一步地通过信号生成或发送的设置实现头架和尾架的相同设备的同步控制。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据现有技术的一种带有控制器的头尾式变位机组的结构示意图；

图2是根据本实用新型一种具体实施方式的带有控制器的头尾式变位机组的结构示意图。

附图标记说明

1    头架变位机      2    尾架变位机

3    头架提升机构    4    尾架提升机构

5    焊接平台        6    工件支撑件

7    升降平台        8    多孔工装底板

10   焊接工件        11   第一回转盘

21     第二回转盘        100    头架

200    尾架

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

如图2所示，本实用新型提供了一种带有控制器的头尾式变位机组，该变位机组包括用于固定焊接工件10两端的头架100和尾架200，以及所述头架100和尾架200上分别安装的头架变位机1、尾架变位机2、头架提升机构3和尾架提升机构4，所述头架变位机1和尾架变位机2分别包括第一回转盘11和第二回转盘21，以及驱动所述第一回转盘11和第二回转盘21旋转的第一回转驱动机构和第二回转驱动机构(图中未显示)，所述头架提升机构3和尾架提升机构4分别包括驱动所述第一回转盘11和第二回转盘21上升或下降的第一提升驱动机构和第二提升驱动机构(图中未显示)，其中所述头尾式变位机组上设置的控制器包括：

回转行程调节模块，被配置成根据回转控制参数生成并发送分别用于在所述焊接工件10的组焊过程中控制所述第一回转驱动机构和第二回转驱动机构以调节所述第一回转盘11和第二回转盘21的旋转方向和旋转角度的第一回转行程调节信号和第二回转行程调节信号；以及

提升行程调节模块，被配置成根据提升控制参数生成并发送分别用于在所述焊接工件10的组焊过程中控制所述第一提升驱动机构和第二提升驱动机构以调节所述第一回转盘11和第二回转盘21的升降方向和升降高度的第一提升行程调节信号和第二提升行程调节信号。

藉此，本实用新型中的控制器分别包括回转行程调节模块和提升行程调节模块，从而能够根据回转或提升控制参数分别生成并发送用于驱动控制对头架变位机、尾架变位机、头架提升机构和尾架提升机构的信号，以实现对各个设备的驱动机构进行独立的精确控制。其中，所述第一回转行程调节信号、第二回转行程调节信号、第一提升行程调节信号和第二提升行程调节信号的一个或多个信号可以为零，从而实现对单个设备的控制，或驱使一个设备主动运动，另一个从动跟随。在利用控制器来执行控制步骤或控制方法时，通过用户输入界面可以给控制器输入特定的控制参数和/或者在控制器中可以预先存储控制参数，控制器可以根据这些控制参数并按照预定的程序来执行控制步骤或控制方法的至少一部分，从而实现焊接工件10在头尾式变位机组中的组焊过程和工件翻转过程，尤其方便进行超长尺寸、大截面和大质量焊接工件的焊接。并且，所述控制器中相关联的回转控制参数可以例如包括但不限于：回转盘的旋转方向(例如正转或反转)、旋转速度、旋转角度和初始相位角，所述控制器中相关联的提升控制参数可以例如包括但不限于：提升速度、下降速度、高度基准位置、设定提升高度位置和设定下降高度位置等。

其中，所述控制器优选为PLC控制器，所述第一回转驱动机构、第二回转驱动机构、第一提升驱动机构和第二提升驱动机构中的至少一个采用伺服电机或液压马达，即所有的驱动机构可以是液压驱动或电机驱动。并且，控制器可采用固定式控制柜和移动式线控盒的方式对各驱动机构进行电连接和控制。

作为本实用新型的优选实施方式，在所述焊接工件10的组焊过程中，所述回转位置调节模块中生成并发送的所述第一回转行程调节信号和第二回转行程调节信号一致，所述提升位置调节模块中生成并发送的所述第一提升行程调节信号和第二提升行程调节信号一致。例如，回转位置调节模块中生成并向所述第一回转驱动机构和第二回转驱动机构分别发送的所述第一回转行程调节信号和第二回转行程调节信号完全一致，即回转盘的初始相位角、旋转方向、旋转速度和旋转角度都相同，则在可容许的误差范围内，通过控制器可实现对第一回转盘11和第二回转盘21的同步旋转和/或同步升降控制。

作为示例，参见图2所示的具有多个焊接面的焊接工件10，该焊接工件的组焊过程可包括交替进行的工件翻转步骤和工件焊接步骤，在所述组焊过程中，在完成一道工件焊接步骤后，进入工件翻转步骤，所述提升行程调节模块向所述第一提升驱动机构和第二提升驱动机构分别发送所述第一提升行程调节信号和第二提升行程调节信号以将所述第一回转盘11和第二回转盘21分别从各自的高度基准位置提升至一个设定提升高度位置上，之后所述回转行程调节模块向所述第一回转驱动机构和第二回转驱动机构分别发送所述第一回转行程调节信号和第二回转行程调节信号以将所述第一回转盘11和第二回转盘21从各自的初始相位角位置朝向设定旋转方向翻转设定旋转角度，最后所述提升行程调节模块向所述第一提升驱动机构和第二提升驱动机构分别发送所述第一提升行程调节信号和第二提升行程调节信号以将所述第一回转盘11和第二回转盘21分别从所述设定提升高度位置下降至一个设定下降高度位置上，从而进入下一道工件焊接步骤。

为控制完成上述的一个组焊过程，相应地，本实施方式中的所述控制器还可包括过程控制模块，该过程控制模块被配置成根据过程控制参数生成并发送用于在所述组焊过程中控制所述回转行程调节模块或提升行程调节模块运行或停止的第一过程调节信号、第二过程调节信号、第三过程调节信号和第四过程调节信号，其中，所述第一过程调节信号用于控制所述提升行程调节模块运行以将所述第一回转盘11和第二回转盘21分别从各自的高度基准位置提升至一个设定提升高度位置，所述第二过程调节信号用于在第二过程调节信号之后控制所述回转行程调节模块运行以将所述第一回转盘11和第二回转盘21分别从各自的初始相位角位置朝向设定旋转方向翻转设定旋转角度，所述第三过程调节信号用于在所述第二过程调节信号之后控制所述提升行程调节模块运行以将所述第一回转盘11和第二回转盘21分别从所述设定提升高度位置下降至一个设定下降高度位置，所述第四过程调节信号用于在所述第三过程调节信号之后控制所述回转行程调节模块和提升行程调节模块均停止运行以进行组焊操作。其中，所述的过程控制模块及其过程调节信号可以手动的或自动的，其过程控制参数可包括但不限于上述的回转控制参数和提升控制参数，以及各过程调节信号的始点和终点时间、持续时间等。

通过控制器的过程控制模块可进行以上方式的重复控制操作，通过重复并交替地发送所述第一至第四过程调节信号，可完成图2所示的桁架臂件的组焊焊接，在实现同步焊接的基础上，桁架臂的四个面可依次翻转到焊接平台5上以组合焊接腹杆等。其中，为适应图2所示的具有4个焊接面的焊接工件，在所述工件翻转步骤中，所述设定旋转角度可固定地设置为90度。这样，还可以减少或调节同步翻转的误差。

如图2所示，该变位机组还包括焊接平台5，以在焊接平台上进行组焊焊接。该焊接平台5位于所述头架100与尾架200之间并设置在所述焊接工件10下方，其中，焊接平台5可固定在底座上，为支撑焊接工件或方便焊接，焊接平台5两侧还可安装工件支撑件6以支撑例如弦杆或方便找准焊接基础等。所述第一回转盘11和第二回转盘21各自的高度基准位置优选为所述焊接平台5的上表面的高度位置。

该变位机组还包括用于检测所述第一回转盘11和第二回转盘21的光电开关，并且所述控制器还包括复位清零模块，被配置成当所述光电开关检测到所述第一回转盘11或第二回转盘21回转一周时，对所述回转行程调节模块的回转控制参数进行重置清零并调节控制所述第一回转盘11或第二回转盘21回到各自的所述初始相位角位置，并且当所述头架提升机构3或尾架提升机构4完成一次上升和下降行程时，对所述提升行程调节模块的提升控制参数进行重置清零并调节控制所述第一回转盘11或第二回转盘21回到各自的所述高度基准位置。控制器通过这种一次回转和升降清零和回归初始位置的方式，可减少误差及误差积累。

此外，该变位机组还可包括报警装置，相应地，所述控制器也还包括报警模块，被配置成当所述回转行程调节模块发送所述第一提升行程调节信号或第二提升行程调节信号时，驱使所述报警装置报警。报警装置可设置在头架100或尾架200上或其它地方，报警装置可以是常见的各种声光报警装置，用以安全警示操作人员。当然，报警装置也可以是不依赖或独立于控制器的独立部件。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.带有控制器的头尾式变位机组，其特征在于，该头尾式变位机组包括用于固定焊接工件(10)两端的头架(100)和尾架(200)，以及所述头架(100)和尾架(200)上分别安装的头架变位机(1)、尾架变位机(2)、头架提升机构(3)和尾架提升机构(4)，所述头架变位机(1)和尾架变位机(2)分别包括第一回转盘(11)和第二回转盘(21)，以及驱动所述第一回转盘(11)和第二回转盘(21)旋转的第一回转驱动机构和第二回转驱动机构，所述头架提升机构(3)和尾架提升机构(4)分别包括驱动所述第一回转盘(11)和第二回转盘(21)上升或下降的第一提升驱动机构和第二提升驱动机构，并且，所述头尾式变位机组上还设有控制器，该控制器包括：

回转行程调节模块，被配置成根据回转控制参数生成并发送分别用于在所述焊接工件(10)的组焊过程中控制所述第一回转驱动机构和第二回转驱动机构以调节所述第一回转盘(11)和第二回转盘(21)的旋转方向和旋转角度的第一回转行程调节信号和第二回转行程调节信号；以及

提升行程调节模块，被配置成根据提升控制参数生成并发送分别用于在所述焊接工件(10)的组焊过程中控制所述第一提升驱动机构和第二提升驱动机构以调节所述第一回转盘(11)和第二回转盘(21)的升降方向和升降高度的第一提升行程调节信号和第二提升行程调节信号。

2.根据权利要求1所述的带有控制器的头尾式变位机组，其特征在于，所述控制器为PLC控制器，所述第一回转驱动机构、第二回转驱动机构、第一提升驱动机构和第二提升驱动机构中的至少一个包括伺服电机或液压马达。

3.根据权利要求1所述的带有控制器的头尾式变位机组，其特征在于，在所述焊接工件(10)的所述组焊过程中，所述回转位置调节模块中生成并发送的所述第一回转行程调节信号和第二回转行程调节信号一致，所述提升位置调节模块中生成并发送的所述第一提升行程调节信号和第二提升行程调节信号一致。

4.根据权利要求3所述的带有控制器的头尾式变位机组，其特征在于，所述控制器还包括过程控制模块，该过程控制模块被配置成根据过程控制参数生成并发送用于在所述组焊过程中控制所述回转行程调节模块或提升行程调节模块运行或停止的第一过程调节信号、第二过程调节信号、第三过程调节信号和第四过程调节信号，其中，所述第一过程调节信号用于控制所述提升行程调节模块运行以将所述第一回转盘(11)和第二回转盘(21)分别从各自的高度基准位置提升至一个设定提升高度位置，所述第二过程调节信号用于在第二过程调节信号之后控制所述回转行程调节模块运行以将所述第一回转盘(11)和第二回转盘(21)分别从各自的初始相位角位置朝向设定旋转方向翻转设定旋转角度，所述第三过程调节信号用于在所述第二过程调节信号之后控制所述提升行程调节模块运行以将所述第一回转盘(11)和第二回转盘(21)分别从所述设定提升高度位置下降至一个设定下降高度位置，所述第四过程调节信号用于在所述第三过程调节信号之后控制所述回转行程调节模块和提升行程调节模块均停止运行以进行组焊操作。

5.根据权利要求4所述的带有控制器的头尾式变位机组，其特征在于，在所述组焊过程中，所述设定旋转角度为90度。

6.根据权利要求4所述的带有控制器的头尾式变位机组，其特征在于，该头尾式变位机组还包括焊接平台(5)，该焊接平台(5)位于所述头架(100)与尾架(200)之间并设置在所述焊接工件(10)下方，并且所述焊接平台(5)上表面的高度位置形成为所述第一回转盘(11)和第二回转盘(21)各自的所述高度基准位置。

7.根据权利要求4所述的带有控制器的头尾式变位机组，其特征在于，该头尾式变位机组还包括用于检测所述第一回转盘(11)或第二回转盘(21)的光电开关，并且所述控制器还包括复位清零模块，被配置成当所述光电开关检测到所述第一回转盘(11)或第二回转盘(21)回转一周时，对所述回转行程调节模块的所述回转控制参数进行重置清零并调节控制所述第一回转盘(11)或第二回转盘(21)回到各自的所述初始相位角位置，并且当所述头架提升机构(3)或尾架提升机构(4)完成一次上升和下降行程后，对所述提升行程调节模块的所述提升控制参数进行重置清零并调节控制所述第一回转盘(11)或第二回转盘(21)回到各自的所述高度基准位置。

8.根据权利要求1所述的带有控制器的头尾式变位机组，其特征在于，该头尾式变位机组还包括报警装置，并且所述控制器还包括报警模块，被配置成当所述回转行程调节模块发送所述第一提升行程调节信号或第二提升行程调节信号时，驱使所述报警装置报警。

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