CN205310812U - 带有三轴运动系统的塑管焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有三轴运动系统的塑管焊接装置，其技术方案要点是，包括：机架、设于机架上用于夹持主管的管卡治具、用于夹持管焊接头的第一夹具、用于夹持支管的第二夹具；热熔加热装置，热熔加热装置具有两种工作状态，第一种：分别用于对主管侧壁和支管端头加热，第二种：分别用于对主管侧壁和管焊接头侧壁进行加热；实现管卡治具、第一夹具相对轴向运动的线性运动系统；用于将第二夹具朝向主管侧壁运动以及实现热熔加热装置进入或脱离支管轴向的三轴运动系统；还包括实现第一夹具相对轴线旋转的旋转驱动装置。通过该热熔焊接装置，可以实现直径不同的管道之间的热熔焊接，同时还可以实现支管与主管侧壁热熔焊接。

Description

带有三轴运动系统的塑管焊接装置

技术领域

本实用新型涉及塑料成型件的连接、接合技术领域，更具体地说，它涉及一种带有三轴运动系统的塑管焊接装置。

背景技术

PE管、HDPE管、PP管、PVC管、PC管、PPH管等塑料管材在对接时，都会使用到管焊接头，管焊接头的内圈直径等于塑料管材的外圈的直径，用于两分体的管材相互连接，要实现管材连接需要使用到热熔焊接机，通过热熔焊接机对管材进行热熔对接式焊接。

申请号为201420668231.5的中国专利公开了一种塑管热熔焊接机，包括底座、若干位移夹紧结构和焊接板结构，焊接板结构安装箱通过位于底座后方的若干滑杆安装在底座上，焊接板结构侧边设有二次焊接结构，二次焊接结构由二个半圆弧抱爪组成，半圆弧抱爪内侧设有加热模块，所述的半圆弧抱爪外侧通过铰链结构连接有拉杆，拉杆连接在二次焊接结构控制箱内。该种焊接机将相同直径的管材的轴向侧壁进行热熔，然后式管材的相对的端面相互接触融合，实现直径相同的管材对接焊接，但是直径不同的管材需要连接则难以得到实现，比如管接头与管路的连接。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种能同时实现管焊接头与管材、分支管材与主管材热熔焊接的装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种带有三轴运动系统的塑管焊接装置，包括：机架、设于机架上用于夹持主管的管卡治具、用于夹持管焊接头的第一夹具、用于夹持支管的第二夹具；

热熔加热装置，热熔加热装置具有两种工作状态，第一种：分别用于对主管侧壁和支管端头加热，第二种：分别用于对主管侧壁和管焊接头侧壁进行加热；

实现管卡治具、第一夹具相对轴向运动的线性运动系统；

用于将第二夹具朝向主管侧壁运动以及实现热熔加热装置进入或脱离支管轴向的三轴运动系统；

还包括实现第一夹具相对轴线旋转的旋转驱动装置。

进一步设置：所述热熔加热装置包括加热组件、位于加热组件上的加热器，所述加热器与加热组件可拆卸连接，当热熔加热装置处于第一种工作状态时，加热器上设有插入管焊接头内侧的凸端热熔头和套设于主管外侧的凹端热熔头；当热熔加热装置处于第二种工作状态时，加热器上设有抵触支管端头的凸端热熔头和抵触主管外壁的凹端热熔头。

进一步设置：所述三轴运动系统包括X轴方向的第一运动系统、Y轴方向的第二运动系统和Z轴方向的第三运动系统和第四运动系统，所述第二运动系统、第三运动系统和第四运动系统位于第一运动系统上，所述第四运动系统位于第二运动系统上，所述热熔加热装置固定于第四运动系统上沿Z轴方向运动、随第二运动系统沿Y轴方向运动、随第一运动系统沿X轴方向运动，所述热熔加热装置随第二运动系统沿Y轴方向运动至第三运动系统位置处由第三运动系统带动沿Z轴方向下降运动，所述第三运动系统上设有铣削装置，铣削装置包括刀具库及驱动刀具库旋转切换的驱动装置，用于夹持支管的夹具或第二夹具、钻孔装置均固定于刀具库上。

通过采用上述技术方案，通过该热熔焊接装置，可以在实现直径相同管道之间的热熔焊接，也可以实现直径不同的管道之间的热熔焊接，比如直径较大的管焊接头与直径较小的主管相互套接后热熔焊接，同时还可以在一台装置上实现在主管上增设支管，支管的轴线垂直于主管上，并实现支管与主管侧壁热熔焊接，该热熔焊接装置焊接自动化，用途广泛，效率高，焊接质量好，易于工作人员操作。

附图说明

图1为带有三轴运动系统的塑管焊接装置的前视立体图；

图2为带有三轴运动系统的塑管焊接装置的前视立体图去除机架的示意图；

图3为带有三轴运动系统的塑管焊接装置的后视立体图；

图4为带有三轴运动系统的塑管焊接装置的后视立体图去除机架的示意图；

图5为带有三轴运动系统的塑管焊接装置的线性运动系统的结构关系示意图；

图6为带有三轴运动系统的塑管焊接装置的实施例一热熔状态参考图；

图7为带有三轴运动系统的塑管焊接装置的实施例二热熔状态参考图；

图8为带有三轴运动系统的塑管焊接装置的实施例二打孔状态参考图。

图中：1、主管；2、管焊接头；3、机架；4、线性运动系统；5、第一运动系统；6、卡具(第一夹具)；7、管卡治具；8、第一导轨；9、第一滑块；10、手轮；11、第一连接板；12、第一齿条；13、第一齿轮；14、锁件；15、外框架；16、内框架；17、第三导轨；18、第三齿条；19、第三滑块；20、第二连接板；21、第二运动系统；22、第三齿轮；23、履带；24、线性驱动装置；25、第四滑块；26、弹性复位件；27、第四导轨；28、第二齿条；29、第三运动系统；30、第二齿轮；31、热熔加热装置；32、加热组件；33、加热板；34、凸端热熔头；35、凹端热熔头；36、刀具库；37、倾斜面；38、四棱台；39、夹具(第二夹具)；40、支管；41、第四运动系统；42、PLC控制器；43、钻孔工具；44、第五滑块；45、第五导轨；46、铣削装置；47、第二导轨；48、第二滑块；49、固定盘；50、电机；

具体实施方式

参照图1至图8对带有三轴运动系统的塑管焊接装置做进一步说明。

一种带有三轴运动系统的塑管焊接装置，该焊接装置具有三种实施方式，具体如下：

实施例一

一种带有三轴运动系统的塑管焊接装置，包括机架3，机架3上设有用于夹持主管1的管卡治具7、用于夹持管焊接头2的卡具6，卡具6优选为三爪卡盘，三爪卡盘通过支架固定在机架3上，管焊接头2固定在卡具6的卡爪上。市面上的管卡种类繁多，只能起固定主管1的作用，管卡治具7重在工作时能起导引作用，因此，机架3上还设有实现管卡治具7、卡具6相对轴向线性运动系统4，线性运动系统4包括位于机架3上的第一导轨8、滑移连接至第一导轨8上的第一滑块9，第一滑块9在第一导轨8的轴线上分布有两个，管卡治具7固定在第一滑块9上，同样设有两个，通过两个管卡治具7夹持长筒状的主管1，保证主管1的轴线处于水平位置，固定的稳定性好。

管卡治具7上具有一个供主管1穿设的孔以及与孔连通的敞口，孔的轴心与三爪卡盘夹持的中心处于同一轴线上，管卡治具7本体上铰接有用于转动封闭敞口的锁件14，如此设置，方便主管1的安装及拆卸。

管卡治具7固定在第一滑块9上，通过第一滑块9移动实现对主管1的引导作用，第一滑块9的移动通过管卡治具7、卡具6相对轴向线性运动系统4驱动，具体驱动的结构为：在第一导轨8的侧边固定连接有第一齿条12，在第一滑块9上连接出一个第一连接板11，第一连接板11呈相互90度折边的“Z”字型，一侧固定在第一滑块9的侧边，另一侧延伸第一齿条12的外侧，第一连接板11上转动连接有轴杆，轴杆的一端设有与第一齿条12配合的第一齿轮13，另一端设有转动第一齿轮13的手轮10，转动手轮10联动第一齿轮13转动，第一齿轮13与第一齿条12传动配合，由于第一齿条12被固定至第一导轨8的侧边，第一齿条12作为固定端，具有第一齿轮13的第一滑块9作为活动端，在转动手轮10时使第一滑块9在第一导轨8上线性移动。

机架3上设有分别用于对主管1侧壁和管焊接头2侧壁进行加热的热熔加热装置31，热熔加热装置31包括加热组件32、位于加热组件32上的加热器，加热器上设有插入管焊接头2内侧的凸端热熔头34和套设于主管1外侧的凹端热熔头35，加热器的加热板33是竖直设置的，同时加热板33与主管1的端面齐平，凸端热熔头34和凹端热熔头35处于加热板33的两侧，凸端热熔头34靠近三爪卡盘一侧，凸端热熔头34和凹端热熔头35均呈套筒状，所需焊接的管焊接头2的内圈直径是等于主管1的外圈直径的，因此，凸端热熔头34的外圈直径与管焊接头2的内圈直径相等，凹端热熔头35的内圈直径与主管1的外圈直径相等。

需要完成对管焊接头2和主管1的热熔焊接动作，需要实现热熔加热装置31进入或脱离管卡治具7轴向的三轴运动系统，三轴运动系统包括X轴方向的第一运动系统5、Y轴方向的第二运动系统21和Z轴方向的第三运动系统29和第四运动系统41，第二运动系统21、第三运动系统29和第四运动系统41位于第一运动系统5上，第四运动系统41位于第二运动系统21上，热熔加热装置31固定于第四运动系统41上沿Z轴方向运动、随第二运动系统21沿Y轴方向运动、随第一运动系统5沿X轴方向运动。

第一运动系统5上具有外框架15和内框架16，第二运动系统21固定在外框架15的底侧，热熔加热装置31通过第四运动系统41固定在内框架16上，内框架16固定在第二运动系统21上。

上述的第一运动系统5包括位于机架3上的第二导轨47、滑移连接于第二导轨47上的第二滑块48、位于机架3上的履带23，履带23一端固定连接至机架3上，另一端连接至外框架15的侧边上，外框架15固定在第二滑块48上，外框架15通过第二滑块48在第二导轨47上滑移，实现在X轴方向上移动，外框架15的移动需要一个动力源，因此，在第二导轨47的侧边固定连接有第二齿条28，主框架上设有第二齿轮30、驱动第二齿轮30转动的驱动装置，第二齿轮30与第二齿条28齿合，该驱动装置为电机50，通过电机50的转动带动主框架在X轴方向上移动。

上述的第二运动系统21包括位于外框架15的底侧的第五导轨45、滑移连接在第五导轨45的第五滑块44，内框架16固定在第五滑块44上，在第五导轨45轴向的端部上设有推动内框架16往复运动的线性驱动装置24，线性驱动装置24优选为气缸。

上述的第三运动系统29包括第三导轨17、滑移连接在第三导轨17上的第三滑块19，第三导轨17的侧边固定连接有第三齿条18，第三滑块19于第三齿条18一侧延伸出第二连接板20，第二连接板20呈“∏”字型，第二连接板20包围在第三齿条18的外侧，第二连接板20上设有驱动装置，该驱动装置为电机50，电机50的转轴穿过第二连接板20延伸至第二连接板20内侧，电机50的转动与第二连接板20为转动连接，电机50的转轴的轴端设有与第三齿条18联动配合的第三齿轮22，电机50转动带动第三齿轮22转动时，第三齿轮22沿第三齿条18长边向移动，联动第三滑块19于第三导轨17在Z轴方向上运动。

上述的第四运动系统41包括位于内框架16上的第四导轨27、滑移连接至第四导轨27上的第四滑块25，第四导轨27位于内框架16的内侧分布有两条，热熔加热装置31固定在第四滑块25上，内框架16的顶侧和第四滑块25之间设有的弹性复位件26，当第四滑块25处于内框架16的底侧时，通过弹性复位件26自动上升，第四滑块25需要下降时，需要将热熔加热装置31通过第二运动系统21沿Y轴方向运动至第三运动系统29位置处由第三运动系统29带动沿沿Z轴方向下降运动，具体可以表现为：热熔加热装置31固定在第四滑块25上，第四滑块25滑移连接至内框架16上，内框架16固定在第二运动系统21上，内框架16通过第二运动系统21进给至第三运动系统29处，在本方案中，内框架16安装在外框架15的内部，内框架16的高度低于外框架15的高度，由此，内框架16上的热熔加热装置31通过第二运动系统21的气缸进给至第三运动系统29处时，热熔加热装置31位于第三滑块19的下侧，第三滑块19下降时，下压在热熔加热装置31上，并联动热熔加热装置31下降，热熔加热装置31需要上升时，通过气缸收回，热熔加热装置31脱离第三滑块19的下方，热熔加热装置31通过弹性复位件26自动上升。

该带有三轴运动系统的塑管焊接装置还包括控制三轴运动系统运动的PLC控制器42。

通过采用上述技术方案，管焊接头2与主管1热熔焊接的工作过程在PLC控制器42的控制下为：

1)预先准备，开启装置将第三滑块19和热熔加热装置31自动复位到初始位置(第三滑块19位于外框架15的顶侧，热熔加热装置31位于内框架16的顶侧)，通过手动转动手轮10，使管卡治具7背向卡具6一侧移动，管卡治具7与卡具6之间留有间距，管卡治具7上夹持主管1，卡具6夹持管焊接头2，该过程中热熔加热装置31上的加热组件32进行加热；

2)主框架通过第一运动系统5移动至管卡治具7与卡具6之间的间距内；

3)通过气缸推动内框架16沿Y轴方向进给至主管1一侧，将热熔加热装置31进给至第三滑块19的正下方，使凸端热熔头34或凹端热熔头35的轴线与主管1的轴线处于同一竖直平面上；

4)第三滑块19下降，下压下方的驱动热熔加热装置31下降至与主管1位置处，使凸端热熔头34和凹端热熔头35的轴线与主管1的轴线同轴；

5)主框架通过第一运动系统5朝向卡具6一侧移动，将凸端热熔头34插入管焊接头2的内圈，管焊接头2的内圈形成热熔接触部位；

6)转动手轮10，使管卡治具7朝向管焊接头2一侧进给将主管1套接于凹端热熔头35的外圈形成热熔接触部位；

7)转动手轮10，使管卡治具7背向管焊接头2一侧退回，主管1脱离凹端热熔头35；主框架通过第二运动系统21背向卡具6一侧移动，凸端热熔头34脱离管焊接头2；第三滑块19通过第三运动系统29上升复位，热熔加热装置31通过弹性复位件26上升复位，并通过气缸退回；

8)转动手轮10，使管卡治具7朝向管焊接头2一侧进给将主管1插入管焊接头2内，两热熔接触部位抵接，热熔焊接完毕。

实施例二

一种带有三轴运动系统的塑管焊接装置，包括机架3，机架3上设有用于夹持主管1的管卡治具7、用于夹持支管40的夹具39，管卡治上具有一个供主管1穿设的孔以及与孔连通的敞口，孔的轴心与三爪卡盘夹持的中心处于同一轴线上，管卡治具7本体上铰接有用于转动封闭敞口的锁件14，如此设置，方便主管1的安装及拆卸。

机架3上设有分别用于对主管1侧壁和支管40端头加热的热熔加热装置31，热熔加热装置31包括加热组件32、位于加热组件32上的加热器，加热器上设有抵触支管40端头的凸端热熔头34和抵触主管1外壁的凹端热熔头35。加热器的加热板33是水平设置的，凸端热熔头34和凹端热熔头35处于加热板33的两侧，并呈竖直设置，凸端热熔头34竖直向上，凹端热熔头35竖直向下，作为优选，凸端热熔头34和凹端热熔头35均呈实心圆柱状，凸端热熔头34的直径大于支管40的直径，凸端热熔头34朝上的端面设有凸面，凸面呈弧面设置，形状与主管1的外圈弧面相适配。凸端热熔头34用于与支管40的下端面抵触，使支管40的下方热熔形成与主管1外壁相适配的弧面，便于对接。

需要完成对主管1和支管40的热熔焊接动作，带有三轴运动系统的塑管焊接装置还需要用于将夹具39朝向主管1侧壁运动以及实现热熔加热装置31进入或脱离支管40轴向的三轴运动系统，三轴运动系统包括X轴方向的第一运动系统5、Y轴方向的第二运动系统21和Z轴方向的第三运动系统29和第四运动系统41，第二运动系统21、第三运动系统29和第四运动系统41位于第一运动系统5上，第四运动系统41位于第二运动系统21上，热熔加热装置31固定于第四运动系统41上沿Z轴方向运动、随第二运动系统21沿Y轴方向运动、随第一运动系统5沿X轴方向运动。

第一运动系统5上具有外框架15和内框架16，第二运动系统21固定在外框架15的底侧，热熔加热装置31通过第四运动系统41固定在内框架16上，内框架16固定在第二运动系统21上。

上述的第一运动系统5包括位于机架3上的第二导轨47、滑移连接于第二导轨47上的第二滑块48、位于机架3上的履带23，履带23一端固定连接至机架3上，另一端连接至外框架15的侧边上，外框架15固定在第二滑块48上，外框架15通过第二滑块48在第二导轨47上滑移，实现在X轴方向上移动，外框架15的移动需要一个动力源，因此，在第二导轨47的侧边固定连接有第二齿条28，主框架上设有第二齿轮30、驱动第二齿轮30转动的驱动装置，第二齿轮30与第二齿条28齿合，该驱动装置为电机50，通过电机50的转动带动主框架在X轴方向上移动。

上述的第二运动系统21包括位于外框架15的底侧的第五导轨45、滑移连接在第五导轨45的第五滑块44，内框架16固定在第五滑块44上，在第五导轨45轴向的端部上设有推动内框架16往复运动的线性驱动装置24，线性驱动装置24优选为气缸。

上述的第三运动系统29包括第三导轨17、滑移连接在第三导轨17上的第三滑块19，第三导轨17的侧边固定连接有第三齿条18，第三滑块19于第三齿条18一侧延伸出第二连接板20，第二连接板20呈“∏”字型，第二连接板20包围在第三齿条18的外侧，第二连接板20上设有驱动装置，该驱动装置为电机50，电机50的转轴穿过第二连接板20延伸至第二连接板20内侧，电机50的转动与第二连接板20为转动连接，电机50的转轴的轴端设有与第三齿条18联动配合的第三齿轮22，电机50转动带动第三齿轮22转动时，第三齿轮22沿第三齿条18长边向移动，联动第三滑块19于第三导轨17在Z轴方向上运动。

在第三运动系统29上设有铣削装置46，铣削装置46固定在第三滑块19上，第三滑块19的两侧是第三导轨17，铣削装置46位于第三滑块19上且位于两两第三导轨17的中点处，铣削装置46包括刀具库36及驱动刀具库36旋转切换的驱动装置，刀具库36的形状为一个锥形的是四棱台38，第三滑块19上设有一倾斜面37，刀具库36固定在该倾斜面37上，因倾斜面37的设置，刀具库36的四棱台38上处于底侧的斜面处于水平位置。刀具库36的四棱台38的四个斜面分别为第一安装部、第二安装部、第三安装部和第四安装部，用于夹持支管40的夹具39安装至第一安装部上。上述的驱动装置优选为电机50，通过电机50旋转转动刀具库36，可以调取不同安装部上中所夹持的物件，以便于快速调整，无需每次手动更换，实现自动化。

上述的第四运动系统41包括位于内框架16上的第四导轨27、滑移连接至第四导轨27上的第四滑块25，第四导轨27位于内框架16的内侧分布有两条，热熔加热装置31固定在第四滑块25上，内框架16的顶侧和第四滑块25之间设有的弹性复位件26，当第四滑块25处于内框架16的底侧时，通过弹性复位件26自动上升，第四滑块25需要下降时，需要将热熔加热装置31通过第二运动系统21沿Y轴方向运动至第三运动系统29位置处由第三运动系统29带动沿沿Z轴方向下降运动，具体可以表现为：热熔加热装置31固定在第四滑块25上，第四滑块25滑移连接至内框架16上，内框架16固定在第二运动系统21上，内框架16通过第二运动系统21进给至第三运动系统29处，在本方案中，内框架16安装在外框架15的内部，内框架16的高度低于外框架15的高度，由此，内框架16上的热熔加热装置31通过第二运动系统21的气缸进给至第三运动系统29处时，热熔加热装置31位于第三滑块19的下侧，第三滑块19下降时，下压在热熔加热装置31上，并联动热熔加热装置31下降，热熔加热装置31需要上升时，通过气缸收回，热熔加热装置31脱离第三滑块19的下方，热熔加热装置31通过弹性复位件26自动上升。

该带有三轴运动系统的塑管焊接装置还包括用于伸入支管40内对主管1侧壁打孔的钻孔装置，钻孔装置固定在铣削装置46上由三轴运动系统带动，在铣削装置46的第三安装部上具有一个固定盘49，钻孔装置选用电动的钻孔工具43，钻孔工具43安装至固定盘49上，由电机50旋转刀具库36调取。

该带有三轴运动系统的塑管焊接装置还包括控制三轴运动系统运动的PLC控制器42。

通过采用上述技术方案，主管1与支管40热熔焊接的工作过程在PLC控制器42的控制下为：

1)预先准备，在刀具库36的第一安装部上夹持支管40，在第三安装部上安装好钻孔工具43，在管卡治具7上夹持主管1；

2)开启装置将第三滑块19和热熔加热装置31自动复位到初始位置(第三滑块19位于外框架15的顶侧，热熔加热装置31位于内框架16的顶侧)，该过程中热熔加热装置31上的加热组件32进行加热；

3)主框架通过第一运动系统5移动至支管40所安装位置处的同一竖直平面上；

4)热熔加热装置31气缸推动内框架16进给至主管1一侧，将热熔加热装置31进给至铣削装置46的正下方，使凸端热熔头34和凹端热熔头35的轴线与支管40所安装的位置处于同轴；

5)第三滑块19下降，下压下方的驱动热熔加热装置31下降至与主管1的上侧，凹端热熔头35与主管1的外壁抵触，主管1侧壁上形成热熔接触部位，与此同时，凸端热熔头34抵触于支管40的下端，形成热熔接触部位；

6)第三滑块19通过第三运动系统29上升复位，热熔加热装置31通过弹性复位件26上升复位，并通过气缸退回；

7)第三滑块19再次下降，将支管40抵触于主管1的外壁上，两热熔接触部位抵接，热熔焊接完毕，铣削装置46上的夹具39松开支管40并上升复位；

8)刀具库36旋转180度，调取钻孔工具43，再次将第三滑块19下降，铣削装置46上的钻孔工具43下降，伸入支管40内并下降至主管1侧壁上进行钻孔，连通支管40和主管1。

实施例三

一种带有三轴运动系统的塑管焊接装置，包括机架3，机架3上设有用于夹持主管1的管卡治具7、用于夹持管焊接头2的第一夹具6、用于夹持支管40的第二夹具39，市面上的管卡种类繁多，只能起固定主管1的作用，管卡治具7重在工作时能起导引作用，因此，机架3上还设有实现管卡治具7、第一夹具6相对轴向线性运动系统4，线性运动系统4包括位于机架3上的第一导轨8、滑移连接至第一导轨8上的第一滑块9，第一滑块9在第一导轨8的轴线上分布有两个，管卡治具7固定在第一滑块9上，同样设有两个，通过两个管卡治具7夹持长筒状的主管1，保证主管1的轴线处于水平位置，固定的稳定性好。第一夹具6为优选为三爪卡盘，三爪卡盘通过支架固定在机架3上，管焊接头2固定在第一夹具6的卡爪上。

管卡治具7上具有一个供主管1穿设的孔以及与孔连通的敞口，孔的轴心与三爪卡盘夹持的中心处于同一轴线上，管卡治具7本体上铰接有用于转动封闭敞口的锁件14，如此设置，方便主管1的安装及拆卸。

管卡治具7固定在第一滑块9上，通过第一滑块9移动实现对主管1的引导作用，第一滑块9的移动通过管卡治具7、第一夹具6相对轴向线性运动系统4驱动，具体驱动的结构为：在第一导轨8的侧边固定连接有第一齿条12，在第一滑块9上连接出一个第一连接板11，第一连接板11呈相互90度折边的“Z”字型，一侧固定在第一滑块9的侧边，另一侧延伸第一齿条12的外侧，第一连接板11上转动连接有轴杆，轴杆的一端设有与第一齿条12配合的第一齿轮13，另一端设有转动第一齿轮13的手轮10，转动手轮10联动第一齿轮13转动，第一齿轮13与第一齿条12传动配合，由于第一齿条12被固定至第一导轨8的侧边，第一齿条12作为固定端，具有第一齿轮13的第一滑块9作为活动端，在转动手轮10时使第一滑块9在第一导轨8上线性移动。

该带有三轴运动系统的塑管焊接装置还包括热熔加热装置31，热熔加热装置31具有两种工作状态，第一种：分别用于对主管1侧壁和支管40端头加热，第二种：分别用于对主管1侧壁和管焊接头2侧壁进行加热。

热熔加热装置31用于对主管1侧壁和管焊接头2侧壁加热时，热熔加热装置31包括加热组件32、位于加热组件32上的加热器，加热器上设有插入管焊接头2内侧的凸端热熔头34和套设于主管1外侧的凹端热熔头35，加热器的加热板33是竖直设置的，同时加热板33与主管1的端面齐平，凸端热熔头34和凹端热熔头35处于加热板33的两侧，凸端热熔头34靠近三爪卡盘一侧，凸端热熔头34和凹端热熔头35均呈套筒状，所需焊接的管焊接头2的内圈直径是等于主管1的外圈直径的，因此，凸端热熔头34的外圈直径与管焊接头2的内圈直径相等，凹端热熔头35的内圈直径与主管1的外圈直径相等。

热熔加热装置31用于对主管1侧壁和支管40端头加热时，热熔加热装置31包括加热组件32、位于加热组件32上的加热器，加热器上设有抵触支管40端头的凸端热熔头34和抵触主管1外壁的凹端热熔头35。加热器的加热板33是水平设置的，凸端热熔头34和凹端热熔头35处于加热板33的两侧，并呈竖直设置，凸端热熔头34竖直向上，凹端热熔头35竖直向下，作为优选，凸端热熔头34和凹端热熔头35均呈实心圆柱状，凸端热熔头34的直径大于支管40的直径，凸端热熔头34朝上的端面设有凸面，凸面呈弧面设置，形状与主管1的外圈弧面相适配。凸端热熔头34用于与支管40的下端面抵触，使支管40的下方热熔形成与主管1外壁相适配的弧面，便于对接。

需要完成对主管1和支管40热熔焊接动作以及完成管焊接头2和主管1的热熔焊接动作，该带有三轴运动系统的塑管焊接装置还包括用于将第二夹具39朝向主管1侧壁运动以及实现热熔加热装置31进入或脱离支管40轴向的三轴运动系统。

第一运动系统5上具有外框架15和内框架16，第二运动系统21固定在外框架15的底侧，热熔加热装置31通过第四运动系统41固定在内框架16上，内框架16固定在第二运动系统21上。

上述的第一运动系统5包括位于机架3上的第二导轨47、滑移连接于第二导轨47上的第二滑块48、位于机架3上的履带23，履带23一端固定连接至机架3上，另一端连接至外框架15的侧边上，外框架15固定在第二滑块48上，外框架15通过第二滑块48在第二导轨47上滑移，实现在X轴方向上移动，外框架15的移动需要一个动力源，因此，在第二导轨47的侧边固定连接有第二齿条28，主框架上设有第二齿轮30、驱动第二齿轮30转动的驱动装置，第二齿轮30与第二齿条28齿合，该驱动装置为电机50，通过电机50的转动带动主框架在X轴方向上移动。

上述的第二运动系统21包括位于外框架15的底侧的第五导轨45、滑移连接在第五导轨45的第五滑块44，内框架16固定在第五滑块44上，在第五导轨45轴向的端部上设有推动内框架16往复运动的线性驱动装置24，线性驱动装置24优选为气缸。

上述的第三运动系统29包括第三导轨17、滑移连接在第三导轨17上的第三滑块19，第三导轨17的侧边固定连接有第三齿条18，第三滑块19于第三齿条18一侧延伸出第二连接板20，第二连接板20呈“∏”字型，第二连接板20包围在第三齿条18的外侧，第二连接板20上设有驱动装置，该驱动装置为电机50，电机50的转轴穿过第二连接板20延伸至第二连接板20内侧，电机50的转动与第二连接板20为转动连接，电机50的转轴的轴端设有与第三齿条18联动配合的第三齿轮22，电机50转动带动第三齿轮22转动时，第三齿轮22沿第三齿条18长边向移动，联动第三滑块19于第三导轨17在Z轴方向上运动。

在第三运动系统29上设有铣削装置46，铣削装置46固定在第三滑块19上，第三滑块19的两侧是第三导轨17，铣削装置46位于第三滑块19上且位于两两第三导轨17的中点处，铣削装置46包括刀具库36及驱动刀具库36旋转切换的驱动装置，刀具库36的形状为一个锥形的是四棱台38，第三滑块19上设有一倾斜面37，刀具库36固定在该倾斜面37上，因倾斜面37的设置，刀具库36的四棱台38上处于底侧的斜面处于水平位置。刀具库36的四棱台38的四个斜面分别为第一安装部、第二安装部、第三安装部和第四安装部，用于夹持支管40的第二夹具39安装至第一安装部上。上述的驱动装置优选为电机50，通过电机50旋转转动刀具库36，可以调取不同安装部上中所夹持的物件，以便于快速调整，无需每次手动更换，实现自动化。

上述的第四运动系统41包括位于内框架16上的第四导轨27、滑移连接至第四导轨27上的第四滑块25，第四导轨27位于内框架16的内侧分布有两条，热熔加热装置31固定在第四滑块25上，内框架16的顶侧和第四滑块25之间设有的弹性复位件26，当第四滑块25处于内框架16的底侧时，通过弹性复位件26自动上升，第四滑块25需要下降时，需要将热熔加热装置31通过第二运动系统21沿Y轴方向运动至第三运动系统29位置处由第三运动系统29带动沿沿Z轴方向下降运动，具体可以表现为：热熔加热装置31固定在第四滑块25上，第四滑块25滑移连接至内框架16上，内框架16固定在第二运动系统21上，内框架16通过第二运动系统21进给至第三运动系统29处，在本方案中，内框架16安装在外框架15的内部，内框架16的高度低于外框架15的高度，由此，内框架16上的热熔加热装置31通过第二运动系统21的气缸进给至第三运动系统29处时，热熔加热装置31位于第三滑块19的下侧，第三滑块19下降时，下压在热熔加热装置31上，并联动热熔加热装置31下降，热熔加热装置31需要上升时，通过气缸收回，热熔加热装置31脱离第三滑块19的下方，热熔加热装置31通过弹性复位件26自动上升。

该带有三轴运动系统的塑管焊接装置还包括用于伸入支管40内对主管1侧壁打孔的钻孔装置，钻孔装置固定在铣削装置46上由三轴运动系统带动，在铣削装置46的第三安装部上具有一个固定盘49，钻孔装置选用电动的钻孔工具43，钻孔工具43安装至固定盘49上，由电机50旋转刀具库36调取。

该带有三轴运动系统的塑管焊接装置还包括实现第一夹具6相对轴线旋转的旋转驱动装置，旋转驱动装置优选为电机50，电机50的转轴转动连接于支架上，电机50的转轴连接于第一夹具6上，通过电机50的旋转，联动第一夹具6旋转。

该带有三轴运动系统的塑管焊接装置还包括控制三轴运动系统运动的PLC控制器42。

通过采用上述技术方案，管焊接头2与主管1热熔焊接的工作过程以及主管1与支管40热熔焊接的工作过程在PLC控制器42的控制下同时实现，具体为：

1)预先准备，通过手动转动手轮10，调整管卡治具7背向第一夹具6一侧移动，管卡治具7与第一夹具6之间留有间距，管卡治具7上夹持主管1，第一夹具6夹持管焊接头2，第二夹具35上夹持支管40，手动更换用于对主管1侧壁和管焊接头2侧壁进行加热的热熔加热装置31；

2)开启装置将第三滑块19和热熔加热装置31自动复位到初始位置(第三滑块19位于外框架15的顶侧，热熔加热装置31位于内框架16的顶侧)该过程中热熔加热装置31上的加热组件32进行加热；

3)主框架通过第一运动系统5移动至管卡治具7与第一夹具6之间的间距内；

4)通过气缸推动内框架16沿Y轴方向进给至主管1一侧，将热熔加热装置31进给至第三滑块19的正下方，使凸端热熔头34或凹端热熔头35的轴线与主管1的轴线处于同一竖直平面上；

5)第三滑块19下降，下压下方的驱动热熔加热装置31下降至与主管1位置处，使凸端热熔头34和凹端热熔头35的轴线与主管1的轴线同轴；

6)主框架通过第一运动系统5朝向第一夹具6一侧移动，将凸端热熔头34插入管焊接头2的内圈，管焊接头2的内圈形成热熔接触部位；

7)转动手轮10，使管卡治具7朝向管焊接头2一侧进给将主管1套接于凹端热熔头35的外圈形成热熔接触部位；

8)转动手轮10，使管卡治具7背向管焊接头2一侧退回，主管1脱离凹端热熔头35；主框架通过第二运动系统21背向第一夹具6一侧移动，凸端热熔头34脱离管焊接头2；第三滑块19通过第三运动系统29上升复位，热熔加热装置31通过弹性复位件26上升复位，并通过气缸退回；

9)转动手轮10，使管卡治具7朝向管焊接头2一侧进给将主管1插入管焊接头2内，两热熔接触部位抵接，热熔焊接完毕；

10)手动松开管卡治具7，旋转驱动装置联动第一夹具6旋转，第一夹具6带动焊接好之后的管焊接头2与主管1一并转动，将需要焊接主管1位置竖直朝上，最后压紧管卡治具7；

11)手动更换用于对主管1侧壁和支管40端头加热的热熔加热装置31；

12)主框架通过第一运动系统5移动至支管40所安装位置处的同一竖直平面上；

13)热熔加热装置31气缸推动内框架16进给至主管1一侧，将热熔加热装置31进给至铣削装置46的正下方，使凸端热熔头34和凹端热熔头35的轴线与支管40所安装的位置处于同轴；

14)第三滑块19下降，下压下方的驱动热熔加热装置31下降至与主管1的上侧，凹端热熔头35与主管1的外壁抵触，主管1侧壁上形成热熔接触部位，与此同时，凸端热熔头34抵触于支管40的下端，形成热熔接触部位；

15)第三滑块19通过第三运动系统29上升复位，热熔加热装置31通过弹性复位件26上升复位，并通过气缸退回；

16)第三滑块19再次下降，将支管40抵触于主管1的外壁上，两热熔接触部位抵接，热熔焊接完毕，铣削装置46上的第二夹具39松开支管40并上升复位；

17)刀具库36旋转180度，调取钻孔工具43，再次将第三滑块19下降，铣削装置46上的钻孔工具43下降，伸入支管40内并下降至主管1侧壁上进行钻孔，连通支管40和主管1。

另外，在上述实施例二和实施例三中，刀具库36上的第三安装部或第四安装部可以夹持切割刀具，通过PLC控制器42的控制，实现对主管1的切割工作。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种带有三轴运动系统的塑管焊接装置，包括：机架、设于机架上用于夹持主管的管卡治具、用于夹持管焊接头的第一夹具、用于夹持支管的第二夹具；

热熔加热装置，热熔加热装置具有两种工作状态，第一种：分别用于对主管侧壁和支管端头加热，第二种：分别用于对主管侧壁和管焊接头侧壁进行加热；

实现管卡治具、第一夹具相对轴向运动的线性运动系统；

用于将第二夹具朝向主管侧壁运动以及实现热熔加热装置进入或脱离支管轴向的三轴运动系统；

还包括实现第一夹具相对轴线旋转的旋转驱动装置。

2.根据权利要求1所述的带有三轴运动系统的塑管焊接装置，其特征在于：所述三轴运动系统包括X轴方向的第一运动系统、Y轴方向的第二运动系统和Z轴方向的第三运动系统和第四运动系统，所述第二运动系统、第三运动系统和第四运动系统位于第一运动系统上，所述第四运动系统位于第二运动系统上，所述热熔加热装置固定于第四运动系统上沿Z轴方向运动、随第二运动系统沿Y轴方向运动、随第一运动系统沿X轴方向运动，所述热熔加热装置随第二运动系统沿Y轴方向运动至第三运动系统位置处由第三运动系统带动沿Z轴方向下降运动，所述第三运动系统上设有铣削装置，铣削装置包括刀具库及驱动刀具库旋转切换的驱动装置，用于夹持支管的夹具或第二夹具、钻孔装置均固定于刀具库上。

3.根据权利要求1所述的带有三轴运动系统的塑管焊接装置，其特征在于：所述热熔加热装置包括加热组件、位于加热组件上的加热器，所述加热器与加热组件可拆卸连接，当热熔加热装置处于第一种工作状态时，加热器上设有插入管焊接头内侧的凸端热熔头和套设于主管外侧的凹端热熔头；当热熔加热装置处于第二种工作状态时，加热器上设有抵触支管端头的凸端热熔头和抵触主管外壁的凹端热熔头。