CN2100953U

CN2100953U - 自动框架仿形全环气保焊机

Info

Publication number: CN2100953U
Application number: CN 91225700
Authority: CN
Inventors: 李祺祖
Original assignee: TIANJIN HINGE FACTORY
Current assignee: TIANJIN HINGE FACTORY
Priority date: 1991-10-05
Filing date: 1991-10-05
Publication date: 1992-04-08

Abstract

一种自动框架仿形全环气保焊机，是在床身上装有前、后床体及遮弧帘装置。床体是在装有传动机构的床体箱上装有仿形动力头、Y向移动装置和Z向移动装置，并在Z向移动装置上装有垂直气缸，活塞杆端部装有其末端装着焊枪的机械手肘节。该机可完成X、Y、Z、β、γ方向的运动，加上工件自转。可对框式或非框式工件一次完成全环360°立体焊接，焊缝无接缝，强度高、光滑美观。广泛用于各种车辆、用具、运动器械等行业的生产。并且造价低，生产效率高，操作检修方便，使用安全可靠。

Description

本实用新型属于一种焊机，特别涉及一种全自动框架仿形全环气保焊机。

目前对于框架的各种相贯线焊接，主要采用一般焊机和机器人操作。这些方法的不足之处在于：结构复杂，成本高，可靠性差；对于框架式结构只能分段或分弧焊接，不能达到全环焊接的目的，因而焊缝接点多，不美观，技术不易掌握，工作效率低。

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供一种自动框架仿形全环气保焊机。

本实用新型的目的是这样实现的：

自动框架仿形全环气保焊机的结构是：在床身的底部固装着前床体和可移动的后床体，其上部装有庶弧帘装置。前、后床体的结构是：在床体箱内有伺服电机、减速装置和传动主轴，主轴的端部装有夹具支承件。在床体箱一侧装有电气控制装置，另一侧装有气动装置，床体箱的上部装有与减速装置相联系的仿形动力头，在仿形动力头的上方固装有Y向移动装置和Z向移动装置，在Z向移动装置的后壁上装有垂直气缸，在垂直气缸的活塞杆一端装有机械手肘节，其肘节的末端装有β、γ向转动装置及焊枪。

仿形动力头的结构是固装在床体箱上的支架上装有两个导轨，其上装着可沿导轨移动的仿形动力头箱，其箱内的蜗轮轴一端装有带感应头和开关的感应盘，另一端分别装着蜗轮付和四组凸轮，在蜗轮付的轮轴上又装有一个链轮。四组凸轮上分别装有一根滑杆，其中两根滑杆分别接两根软轴的一端，软轴的另一端分别与架装焊枪的β、γ向转动装置连接，另外两根滑杆分别与Y向移动架和动力头支架接触。

Y向移动装置的结构是固装在仿形动力头箱体上的Y向导轨上装有Y向移动架，Y向移动架底面与仿形动力头中的一个凸轮滑杆的端部接触。

Z向移动装置的结构是在Y向移动架上用滑移导套架装着Z向导轨，其导轨上装着Z向移动架，在Z向移动架上用轴承架装着蜗杆，蜗杆上装有蜗轮付，蜗杆的端部装有伺服电机，在蜗轮轴上装有滚珠丝杠，其滚珠丝杠母固装在Y向移动架上。

β、γ向转动装置的结构是在机械手肘节上固装有固定盘，固定盘上装有内有盘形弹簧的转动盘，转动盘又与仿形动力头的软轴连接，在转动盘上装有焊枪。

庶弧帘装置的结构是在床身上部的框架上装有活塞式气缸，活塞杆连接着链条，与链条啮合的链轮轴的一端装着槽轮，与槽轮连接的钢丝绳上装着带滚轮的庶弧帘。

电气控制装置的电路的原理是电源输入一路经过开关、变压器及桥式整流电路输出低压直流电压供给继电器电压，以控制计算机，并由接近开关和按钮输入计算机信号；电源输入第二路接计算机；第三路通过直流调速板接前、后床体的Z向移动电机；第四路通过直流调速板接主轴伺服电机。

气动装置的气动线路结构是气源通过管道与过滤减压油雾气组件连接后，分两路即第一路、第四路分别输入电控电滑阀，电控电滑阀的压缩空气通过管道各接活塞气缸的A端，其B端与单向节流阀和电气滑阀连接以控制端部的缓冲，过滤减压油雾汽组件又并联一个可调气电开关；第二路是通过减压阀接手动转阀，再与柱塞气缸连接；第三路是通过手动转阀接夹紧工件用气缸；第五路是通过电控电滑阀连接着可缓冲气缸。

附图说明如下：

图1是本实用新型实施例主视图；

图2是本实用新型实施例侧视图；

图3是本实用新型实施例俯视图；

图4是本实用新型实施例仿形动力头结构示意图；

图5是本实用新型实施例仿形动力头箱体内部结构示意图；

图6是本实用新型实施例Y向移动装置和Z向移动装置结构示意图；

图7是本实用新型实施例β、γ向转动装置结构主视图；

图8是本实用新型实施例β、γ向转动装置的侧视图；

图9是本实用新型实施例焊枪转动方向示意图；

图10是本实用新型实施例电气控制电路原理图；

图11是本实用新型实施例气动线路结构原理图。

下面结合附图对本实用新型实施例作进一步详述：

在床身1的底部箱内装有丝杠2和光杠3，箱体的上部一端固装有前床体4，另一端装有导轨5，在导轨上装着可移动的后床体6，床身的上部装有庶弧帘装置7。其前、后床体的结构是；固装在床身上的床体箱8内装有伺服电机9，电机的轴上装着齿带轮10，齿带轮通过齿带11与减速装置的同步齿带轮12相接，同步齿带轮的蜗杆13上装有蜗轮14，蜗轮轴15上装着齿轮16，该齿轮与装在主轴17上的齿轮18啮合，主轴的端部装有法兰19或顶尖20。床体箱的上部固装着仿形动力头支架21（图4），支架间固装着两根X向圆形导轨22，导轨上装有可左右移动的仿形动力头箱23，箱体上用轴承架装着蜗轮轴24（图5），其轴的一端装有带感应头25和开关26的感应盘27，蜗轮轴的另一端装着蜗轮付28、凸轮29、30、31、32。在箱体架上用滑移导套架装着的轮轴33的一端装有链轮34。在凸轮29、30、31、32上分别装有滑杆35、36、37、38，在滑杆37、38上分别接有一根软轴39、40、软轴的另一端分别与前、后床体的β、γ向转动装置的转动盘连接，滑杆35、36分别与Y向移动架和仿形动力头支架接触。在仿形动力头箱体上固装有Y向圆形导轨41（图6），其导轨上装有Y向移动架42，Y向移动架的底面与仿形动力头中滑杆35的端部接触。用滑移导套架装在Y向移动架上的Z向圆形导轨43上装着Z向移动架44，Z向移动架上用轴承45架装着蜗杆46，其杆上装有蜗轮付47，杆的一端装有伺服电机48，在蜗轮的轴上装着滚珠丝杠49，其滚珠丝杠母50固装在Y向移动架上，滚珠丝杠母与丝杠之间装有滚珠51。在Z向移动架的后壁上装有垂直气缸52（图3）垂直气缸的A、B端分别与气动线路连接。在垂直气缸的活塞杆上装有机械手肘节53（图1），机械手肘节末端装有β、γ向转动装置54，其装置上装有焊枪55。β、γ向转动装置的结构如图7、图8所示，机械手肘节的末端固装着固定盘56，固定盘上装有内有盘形弹簧的转动盘57，转动盘与仿形动力头上的软轴39或40连接，在转动盘上装有焊枪55。庶弧帘装置的结构如图2所示，在床身上部的框架上装有活塞式气缸58，活塞杆端部连接着链条59，与链条啮合的链轮轴60的一端装着槽轮61，与槽轮连接的钢丝绳62上装着带滚轮的庶弧帘63。床体箱8的一侧装着气动装置64，其气动线路结构图如图11所示，气源65通过管道与过滤减压油雾气组件66输入第一路、第四路的三位五通双电控电滑阀67、68和可调气电开关69，电控电滑阀67、68的压缩空气通过管道分别接活塞式气缸70、71的A端，气缸的B端分别与电气滑阀72、单向节流阀73及电气滑阀74、单向节流阀75连接，以控制活塞端部的缓冲。第二路是通过减压阀76接手动转阀77，再与柱塞气缸78、79连接。第三路是通过手动转阀80接夹紧工件用气缸81。第五路是通过三位五通双电控电滑阀82与可调缓冲气缸83的A、B端连接。在床体箱的另一侧装有电气控制箱84，其箱内的电路原理图如图10所示。220伏交流电压输入，一路经过开关ZK、变压器T_r和桥式整流电路ZL，输出直流24伏电压供给J₁～J₈继电器，以控制计算机（PC－MELSECF1），并由接近开关XK₁～XK₆和按钮QA₁～QA₆输入计算机信号，XK₁在庶弧帘架上，以控制庶弧帘闭合后Z向焊接。XK₂、XK₃分别在前、后床体的Z向移动架上，分别控制Z向移动架的停止，即Z向焊接前的定位。XK₆在前床体动力头上，控制前、后动力头移动架的移动和环焊开始，XK₄在前床体动力头后背，控制环焊停止和工件复位。XK₅也装在前床体动力头后背，控制复位停止及Z向移动架复位及开帘。电源输出第二路接PC计算机。第三路通过直流调速板TY₁接前、后床体的Z向移动伺服电机D₁、D₂。第四路通过直流调速板TY₂接主轴伺服电机D。

后床体的结构除伺服电机和传动装置以外，其他部分与前床体相同。前床体可单独成为一个独立焊机。后床体的动力是通过床身底箱内的丝杠和光杠传递的。如果后床体上安装伺服电机及传动装置也可单独构成一个独立的焊机。

使用时，将工件夹具装在前、后床体的主轴法兰或顶尖之间夹紧，装上待焊工件，接通电源，启动电机，即带动齿带轮10转动，又通过齿带带动同步齿带轮12和蜗轮14转动，蜗轮轴又带动齿轮16、18转动，从而带动主轴17及工件转动，同时又带动仿形动力头的蜗轮轴24及蜗轮付28转动，由于感应盘27上装有感应头25和开关26，从而控制主传动伺服电机的启动、停止和转速。蜗轮轴的转动带动凸轮29、30、31、32转动，凸轮29控制滑杆35Y向移动，而使焊枪作垂直运动，即Y向运动；凸轮30控制滑杆36X向运动，从而使焊枪作纵向水平运动，即X向运动；凸轮31、32控制滑杆37、38，牵动软轴39、40，使焊枪作β、γ向的转动（转动示意图如图9所示）。Z向移动架44在Z向圆形导轨43上作横向水平移动（即Z向运动），以完成在工件静止时因框架干涉所不能焊到的30°～45°部分。移动架Z向移动的动力是由伺服电机48传动蜗轮付47带动滚珠丝杠49转动，与固定在Y向移动架上的滚珠丝杠母50发生相对移动而形成的。垂直气缸52是当主轴带动工件焊接到315°～330°后，主轴不需反转复位，可将焊枪举高到工件架运行轨道之外，工件架只需继续正转30°～45°至原处复位。前床体4本身是一个完整独立的焊机，可以完成框式或非框式各种断面工件立体相贯线焊缝的全环焊接。后床体可以在床身的导轨上移动，根据所需的距离用丝杠调整后固定，以适应不同工件的焊接要求，后床体的动力是由前床体减速装置通过床身底箱内的光杠输入到主轴及仿形动力头。庶弧帘是安全设施，用来庶蔽焊接时产生的强烈弧光和防止工件旋转时不注意而引起的人身事故，通过接近开关XK₁、XK₅来控制庶弧帘的自动开和闭，特别是只有帘闭合后，焊机才能自动工作，帘不闭合，焊机就不能开动。

本实用新型与现有技术相比有如下优点：

1.适用范围广。

①两个焊枪都可调整到相同或不同的X、Y、Z及β、γ方向的运动，加上工件的自转运动，可对框式或非框式工件一次完成全环360°立体焊接，特别是对框架式工件各种形状的立体相贯线焊缝的360°全焊。

②可对钛、铝、镁及其合金、不锈钢、耐热合金钢、低合金钢等材料的框架进行焊接。

③可作熔化极和不溶化极焊接。

因此广泛应用于自行车、摩托车、汽车、家俱、旅游用俱、运动器械等行业的生产。

2.焊缝强度高，无接缝，光滑美观，可达到生产工件的高质量。

3.由于采用了紧凑的机械传动和微机控制系统，因此体积小，外形美观，工作可靠性高；在开放式的工作空间又增设了自动开、闭的庶弧帘装置，因此使操作，维修方便，安全可靠。

4.该机使用的原材料及零部件全部国产化，因此造价低。又由于采用了全自动的传动机构和微机控制，因此生产效率高。

5.根据加工工件的需要，可以单机使用，也可双机使用。

Claims

1、一种自动框架仿形全环气保焊机，其特征在于：在床身的底部固装着前床体和可移动的后床体，其上部装有庶弧帘装置，前、后床体的结构是：在床体箱内有伺服电机、减速装置和传动主轴，主轴的端部装有夹具支承件，在床体箱一侧装有电气控制装置，另一侧装有气动装置，床体箱的上部装有与减速装置相联系的仿形动力头，在仿形动力头的上方固装有y向移动装置和Z向移动装置，在Z向移动装置的后壁上装有垂直气缸，在垂直气缸的活塞杆一端装有机械手肘节，其肘节的末端装有β、γ向转动装置及焊枪。

2、按照权利要求1所说的焊机，其特征在于：仿形动力头的结构是：固装在床体箱上的支架上装有两个导轨，其上装着可沿导轨移动的仿形动力头箱，其箱内的蜗轮轴一端装有带感应头和开关的感应盘，另一端分别装着蜗轮付和四组凸轮，在蜗轮付的轮轴上又装有一个链轮，四组凸轮上分别装有一根滑杆，其中两根滑杆分别接两根软轴的一端，软轴的另一端分别与架装焊枪的β、γ向转动装置连接，另外两根滑杆分别与Y向移动架和动力头支架接触。

3、按照权利要求1所说的焊机，其特征在于：Y向移动装置的结构是：固装在仿形动力头箱体上的Y向导轨上装有Y向移动架，Y向移动架底面与仿形动力头中的一个凸轮滑杆的端部接触。

4、按照权利要求1所说的焊机，其特征在于：Z向移动装置的结构是；在Y向移动架上用滑移导套架装着Z向导轨，其导轨上装着Z向移动架，在Z向移动架上用轴承架装着蜗杆，蜗杆上装有蜗轮付，蜗杆的端部装有伺服电机，在蜗轮轴上装有滚珠丝杠，其滚珠丝杠母固装在Y向移动架上。

5、按照权利要求1所说的焊机，其特征在于：β、γ向转动装置的结构是：在机械手肘节上固装有固定盘，固定盘上装有内有盘形弹簧的转动盘，转动盘又与仿形动力头的软轴连接，在转动盘上装有焊枪。

6、按照权利要求1所说的焊机，其特征在于：庶弧帘装置的结构是：在床身上部的框架上装有活塞式气缸、活塞杆连接着链条，与链条啮合的链轮轴的一端装着槽轮，与槽轮连接的钢丝绳上装着带滚轮的庶弧帘。

7、按照权利要求1所说的焊机，其特征在于：电气控制装置的电路原理是：电源输入第一路经过开关、变压器及桥式整流电路输出低压直流电压供给继电器电压，以控制计算机，并由接近开关和按钮输入计算机信号；电源输入第二路接计算机；第三路通过直流调速板接前、后床体的Z向移动电机；第四路通过直流调速板接主轴伺服电机。

8、按照权利要求1所说的焊机，其特征在于：气动装置的气动线路结构是：气源通过管道与过滤减压油雾气组件连接后，分两路即第一路、第四路分别输入电控电滑阀，电控电滑阀的压缩空气通过管道各接活塞气缸的A端，其B端与单向节流阀和电气滑阀连接以控制端部的缓冲，过滤减压油雾气组件又并联一个可调气电开关；第二路是通过减压阀接手动转阀，再与柱塞气缸连接；第三路是通过手动转阀接夹紧工件用气缸；第五路是通过电控电滑阀连接着可调缓冲气缸。