CN211248732U - 一种链轮自动焊接机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种链轮自动焊接机。此焊接机包括机架、机械传动系统、工件装夹机构、焊接系统、焊枪驱动机构及自动控制系统，机架内部主要为机械传动系统及电器控制中心，机械传动系统主要由伺服电机、减速机、链条、链轮、传动轴等主要部件组成，焊接系统主要由焊接机、焊枪、焊枪驱动机构、气缸等主要部件组成，焊枪通过传动轴使工件的装夹机构变位至一定角度并做旋转运动，焊枪驱动机构将焊枪通过气缸运动移至工件处，自动控制系统包括传感器、行程控制器、带触摸屏控制盒、远程控制手柄等。本实用新型有如下优点：1、降低人工焊接劳动强度；2、提高焊接效率；3、提高焊接质量；4、增加焊接安全性；5、操作简捷，无需专业焊接人员。

Description

一种链轮自动焊接机

技术领域

本实用新型涉及链轮焊接技术领域，尤其涉及的是一种链轮自动焊接机。

背景技术

链轮制造业中，非标链轮的齿片和轮毂通常通过焊接方式来完成连接，这种制造方式成本较低，符合市场需求。普通的齿片和轮毂焊接时，齿片平放在焊接平台上，再将轮毂定位再齿片之上，以垂直的方式进行手工焊接，焊接时，焊接熔池中的融水因重力原因，导致靠近齿片部分较厚，靠近轮毂部分较薄，两边焊缝不均匀，靠近齿片部分熔深较好，但靠近轮毂部分熔深较差，导致强度不一致。另外，手工焊接劳动强度大，焊缝质量主要靠人工控制，无法保证，焊缝不均匀；如果采用简易装置焊接，在焊接过程中不能实现焊枪的自动移动、升降等，无法保证工件的焊接质量；机器人焊接自动化程度高、焊接质量稳定，但成本高、投资大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种操作简单快捷、劳动强度低、工作效率高、安全可靠且焊接质量好的链轮自动焊接机。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种链轮自动焊接机，包括：

一机架，所述机架内设有工件装夹机构及电气控制系统；所述工件装夹机构整体为“日”字形框架结构，其中部设有耳轴，所述机架内设有两块带有通孔的垂直侧板，侧板上端固定于所述机架中间的横梁上，所述工件装夹机构的耳轴两端穿过通过所述侧板上的通孔，悬挂于所述机架中，能沿所述耳轴中轴线自由摆动；所述机架底部设有第一伺服电机，所述第一伺服电机主轴与减速器输入端连接，减速器输出端通过链条与所述耳轴端部的齿圈连接，所述工件装夹机构在第一伺服电机及链条驱动下，能沿所述耳轴中轴线调整并固定自身的倾角；所述工件装夹机构的上端面开有轴孔，轴孔内装有一根可沿自身中轴线自由旋转的枢轴，枢轴上端装有可拆卸的工装夹具；所述工件装夹机构中间设有一块向外延伸的横板，横板外端设有第二伺服电机，所述第二伺服电机固定于横板下方，其传动轴穿过横板与一驱动链轮连接，所述枢轴中段设有同轴齿轮，所述第二伺服电机的驱动链轮通过链条与所述枢轴的同轴齿轮连接，驱使所述枢轴带动其上端的工装夹具连同工件一起旋转；

所述电气控制系统包括传感器、行程控制器、带触摸屏控制盒，远程控制手柄和单片机系统，所述传感器的信号输出端通过线缆与单片机系统连接，用于感知工装夹具是否装载有工件；所述行程控制器的信号输出端通过线缆与所述焊枪驱动机构连接，用于限制焊枪的位移量；所述带触摸屏控制盒和远程控制手柄的信号输出端分别通过线缆与所述单片机系统连接，用于控制所述工件装夹机构、电气控制系统及焊接系统的运行状态；

一焊接系统，包括二氧化碳气瓶、焊接机、焊枪驱动气缸、焊枪驱动机构、焊枪，所述焊枪驱动气缸用于控制所述焊枪的前后移动，所述焊枪驱动机构用于控制所述焊枪的升降运动。

进一步的，所述机架外立面设有一块可升降的自动门，所述自动门的上端与设置于所述机架顶端的双作用气缸的活塞杆铰接，在所述气缸驱动下，所述自动门可自由升降；所述气缸的供气开关通过线缆与所述单片机系统连接。当工件进入焊接状态前，由所述单片机系统控制气缸关闭机架上的自动门，防止弧光伤害，当工件焊接结束，自动门自动打开，以取出工件。

工作时，将工件固定于工件装夹机构之上，通过带触摸屏控制盒启动第一伺服电机，将工件装夹机构调整至设定好的角度，并通过带触摸屏控制盒或者远程控制手柄通过焊枪驱动机构调整焊枪的位置，以上步骤完成后，通过带触摸屏控制盒启动焊接，所述第二伺服电机开始运作，带动工件自转，同时电焊机、焊枪等均同时开始工作，当工件旋转至一定角度后，焊接动作结束，焊枪退出工件上方并自动移至设定好的安全位置，所述第一伺服电机将工件装夹架构恢复至初始角度，将工件移出即完成一个工作行程。

工作原理:第二伺服电机控制工件装夹机构的旋转运动，第一伺服电机伺将动力输入减速机，通过减速机减速将动力通过链条控制工件装夹机构的倾角，以消除垂直焊接时焊缝不饱满的缺陷，满足产品设计要求。通过带触摸屏控制盒的屏幕操作来完成参数设置，焊接调试，焊接实时跟踪等工作；通过伺服电机实现位置、速度和力矩的闭环控制；克服了步进电机失步的问题，电机加减速的动态相应时间短，发热和噪音明显降低；所述机架采用封闭式设计，最大限度的避免了灰尘、水以及其它有害物质的侵蚀。

本实用新型相比现有技术具有以下的优点：本实用新型提供的一种链轮自动焊接机，其传动系统为链轮+链条传动，此传动件使传动过程平稳、速度稳定，保证了机构运行以及焊接过程的平稳性，从而保证焊接质量；焊枪驱动系统可以前后左右上下方向运动，极大优化了焊枪位置的可调整性，对于优化焊缝起关键作用；工件装夹机构的可变倾角设计，使焊接时的焊缝在工件拼焊时可最大化实现均匀性，以达到最优的焊接效果；整个链轮自动焊接机自动化程度高，通过带触摸屏控制盒的控制即可完成工件的焊接，焊接效率高，焊接效果好，同时也降低了焊接人员的劳动强度，最大幅度的减少了弧光和烟尘的伤害。

附图说明

图1是本实用新型的立体图，

图2是本实用新型的主视图，

图3是机架的主视图，

图4是本实用新型的俯视图，

图5是工件装夹机构的主视图，

图6是工件装夹机构的立体图，

图7是工件装夹机构的右视图，

图8是焊枪驱动机构的立体图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案前提下实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

参见图1-4，本实用新型提供的链轮自动焊接机，机架6内部安装的部件有第一伺服第一伺服电机16，减速机14，传动轴11，链条10，第二伺服第二伺服电机9，工件装夹机构8，传动轴18，链条19，机架外部安装有二氧化碳气瓶1，电焊机2，焊枪驱动气缸3，焊枪驱动机构4，焊枪5，自动门13，带触摸屏控制盒17，远程控制手柄12，另外还有电控系统。

参见图5-8，工件装夹机构8整体为“日”字形框架结构，其中部设有耳轴82，机架6内设有两块带有通孔的垂直侧板，侧板上端固定于机架6中间的横梁上，耳轴82两端穿过通过侧板上的通孔，悬挂于机架6中，能沿耳轴82中轴线自由摆动；机架6底部设有第一伺服第一伺服电机16，第一伺服第一伺服电机16主轴与减速器14的输入端连接，减速器输出端通过链条11与耳轴端部的齿圈81连接，工件装夹机构8在第一伺服第一伺服电机16及链条11驱动下，能沿耳轴82中轴线调整并固定自身的倾角。

工件装夹机构8的上端面开有轴孔，轴孔内装有一根可沿自身中轴线自由旋转的枢轴85，枢轴85上端装有可拆卸的工装夹具83；工件装夹机构中间设有一块向外延伸的横板84，第二伺服第二伺服电机9固定于横板84的下方，其传动轴穿过横板84与驱动链轮7连接，枢轴85中段设有同轴齿轮，第二伺服第二伺服电机9的驱动链轮7通过链条10与枢轴85的同轴齿轮连接，驱使枢轴85带动其上端的工装夹具83连同工件一起旋转。

电气控制系统包括传感器、行程控制器、带触摸屏控制盒17，远程控制手柄12和单片机系统，传感器的信号输出端通过线缆与单片机系统连接，用于感知工装夹具83是否装载有工件；行程控制器的信号输出端通过线缆与焊枪驱动机构4连接，用于限制焊枪5的位移量；带触摸屏控制盒17和远程控制手柄12的信号输出端分别通过线缆与单片机系统连接，用于控制工件装夹机构8、电气控制系统及焊接系统的倾角和运行状态。

一焊接系统，包括二氧化碳气瓶1、焊接机2、焊枪驱动气缸3焊枪驱动机构4、焊枪5，焊枪驱动气缸3用于控制焊枪5的前后移动，焊枪驱动机构4用于控制焊枪5的升降运动。

机架外立面设有一块可升降的自动门13，自动门13的上端与设置于机架顶端的双作用气缸15的活塞杆铰接，在双作用气缸15驱动下，自动门13可自由升降；双作用气缸15的供气开关通过线缆与单片机系统连接。当工件进入焊接状态前，由单片机系统控制双作用气缸15关闭机架上的自动门13，防止弧光伤害工人，当工件焊接结束，自动门13自动打开，以取出工件。

以下为工件焊接的一个流程工作：首先将配对好的工件置于工装夹具83上，定好工件后，启动开关(带触摸屏控制盒17)，带有链轮自动焊接机的所有的控制功能，并且全部通过触控屏幕来实现，例如：焊接参数的设定、变位装置的旋转角度的设定、气缸的运作、焊接调试、电机的启停、紧急停止等一系列功能。通过带触摸屏控制盒启动后，双作用气缸15开始工作，自动门13关闭，自动门13主要为保护操作人员防止被弧光灼伤以及焊接烟尘的阻隔作用，然后第一伺服电机16开始运行，动力通过减速机14，由传动轴18、链条11及耳轴82，带动工件装夹机构8，使其向左变位设定的角度后停止，焊枪驱动气缸3和焊枪驱动机构4将焊枪5从原始设定位置移动至工件上方设定好的焊接位置，此位置为批量工件的记忆位置，可随着工件不同调整，此时伺服第二伺服电机9开始运行，将动力通过链轮7、链条10带动工装夹具83转动，同时电焊机2与二氧化碳气瓶1开始焊接工作，当工件旋转至设定好的角度后，工装夹具83停止转动，同时电焊机2、二氧化碳气瓶1停止工作，焊枪驱动气缸3和焊枪驱动机构4开始运转，将焊枪移至初始安全位置，然后将工件装夹机构8恢复至初始角度后停止，同时双作用气缸15运行带动自动门13开启，到此完成一个工件的焊接工作。

远程控制手柄12在不方便使用带触摸屏控制盒17的情况下使用，大多用于批量工件焊接前的试焊工作，可以方便的调整焊枪的角度，以及变位装置的转动角度，以便操作人员可以近距离观察焊枪的位置以及工件旋转后的最佳位置。

本实施例提供的一种链轮自动焊接机，其传动系统有伺服电机、减速机、链轮、链条、传动轴，链条在传动过程中均匀转动，使焊接过程平稳，速度恒定，保证焊接时焊缝的均匀美观，不易产生虚焊、气孔等瑕疵，从而保证了链轮的焊接质量。工件装夹机构8上有可拆卸式的工装模具，以便固定工件在移动过程中保持固定不动，使焊接工作精确执行，焊枪5固定在焊枪驱动机构4上，保证焊枪的在焊接工作时不会因为焊机出丝抖动，保证焊接质量可靠。焊枪设计有防护装置，当操作人员操作不当时，焊枪5顶住某部件后自动停止运行，防止误操作后撞坏焊枪。链轮自动焊接机通过PLC控制系统控制运行过程，自动化程度高，焊接过程安全，焊接性能优异，完全取代人工焊接，其焊接的链轮相比人工焊接的焊缝更加均匀、大小一致，焊接熔深稳定可靠。

以上仅为本实用新型较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种链轮自动焊接机，其特征在于包括以下部件：

一机架，所述机架内设有工件装夹机构及电气控制系统；所述工件装夹机构整体为“日”字形框架结构，其中部设有耳轴，所述机架内设有两块带有通孔的垂直侧板，侧板上端固定于所述机架中间的横梁上，所述工件装夹机构的耳轴两端穿过通过所述侧板上的通孔，悬挂于所述机架中，能沿所述耳轴中轴线自由摆动；所述机架底部设有第一伺服电机，所述第一伺服电机主轴与减速器输入端连接，减速器输出端通过链条与所述耳轴端部的齿圈连接，所述工件装夹机构在第一伺服电机及链条驱动下，能沿所述耳轴中轴线调整并固定自身的倾角；所述工件装夹机构的上端面开有轴孔，轴孔内装有一根可沿自身中轴线自由旋转的枢轴，枢轴上端装有可拆卸的工装夹具；所述工件装夹机构中间设有一块向外延伸的横板，横板外端设有第二伺服电机，所述第二伺服电机固定于横板下方，其传动轴穿过横板与一驱动链轮连接，所述枢轴中段设有同轴齿轮，所述第二伺服电机的驱动链轮通过链条与所述枢轴的同轴齿轮连接，驱使所述枢轴带动其上端的工装夹具连同工件一起旋转；

一焊接系统，包括二氧化碳气瓶、焊接机、焊枪驱动气缸、焊枪驱动机构、焊枪，所述焊枪驱动气缸用于控制所述焊枪的前后移动，所述焊枪驱动机构用于控制所述焊枪的升降运动；

所述电气控制系统包括传感器、行程控制器、带触摸屏控制盒，远程控制手柄和单片机系统，所述传感器的信号输出端通过线缆与单片机系统连接，用于感知工装夹具是否装载有工件；所述行程控制器的信号输出端通过线缆与所述焊枪驱动机构连接，用于限制焊枪的位移量；所述带触摸屏控制盒和远程控制手柄的信号输出端分别通过线缆与所述单片机系统连接，用于控制所述工件装夹机构、电气控制系统及焊接系统的运行状态。

2.根据权利要求1所述的一种链轮自动焊接机，其特征在于：所述机架外立面设有一块可升降的自动门，所述自动门的上端与设置于所述机架顶端的双作用气缸的活塞杆铰接，在所述气缸驱动下，所述自动门可自由升降；所述气缸的供气开关通过线缆与所述单片机系统连接。

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