CN217913326U - 一种火排稳焰板自动点焊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动点焊装置，具体涉及一种火排稳焰板自动点焊装置，包括旋转固定于机架上的转盘、沿转盘周向设置且固定于转盘上的若干个夹具以及分别固定于机架上并朝向转盘设置的焊机和出料机构；转盘包括上料区、焊接区和出料区，焊机朝向焊接区地设置于焊接区侧边的机架上，出料机构朝向出料区地设置于出料区侧边的机架上。与现有技术相比，本实用新型将原先的人工点焊转变为自动焊接，对人工的要求大幅降低，降低工人的劳动强度，实现自动连续加工，整体生产功效由1200件/人天提升至4000件/人天，产品的合格率由原先的85％提高至98％。

Description

一种火排稳焰板自动点焊装置

技术领域

本实用新型涉及一种自动点焊装置，具体涉及一种火排稳焰板自动点焊装置。

背景技术

燃烧器，是使燃气和空气以一定方式喷出并混合燃烧的装置，可分为工业燃烧器、民用燃烧器、特种燃烧器等。燃烧器一般可用不锈钢或金属钛等耐腐蚀耐高温材料制成。一个设计良好的燃烧器应具有原子化效率高、噪声小、火焰稳定的性能宽，以保证有较高燃烧效率和较低的废气排放。根据所用燃气和助燃气体的种类不同，燃烧器焰口的长宽各有不同。

现在的鼓风式燃烧器火排在生产过程中需要工人手持点焊，靠模具保证稳焰槽的尺寸，并将待焊对象手动摆正位置后进行逐点焊接，但是由于工件尺寸精度要求高，手工点焊的效率很低，不能满足生产的需要，所以每天需要大量工人在普通点焊机上点焊。此外，采用手工点焊的点焊成本很高，劳动强度也很高。由于普通点焊机耗电在16kW/台，因而在批量化的生产过程中，能耗也很高。

为克服上述的生产瓶颈并实现降能耗、降成本和降劳动强度的需求，我们针对性的对火排稳焰板自动点焊装置进行了技术改造。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种火排稳焰板自动点焊装置，大幅提高了火排稳焰板的点焊工效和产品合格率，同时降低了瞬时功率。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种火排稳焰板自动点焊装置，包括旋转固定于机架上的转盘、沿转盘周向设置且固定于转盘上的若干个夹具以及分别固定于机架上并朝向转盘设置的焊机和出料机构；

所述的转盘包括上料区、焊接区和出料区，所述的焊机朝向焊接区地设置于焊接区侧边的机架上，所述的出料机构朝向出料区地设置于出料区侧边的机架上。

优选地，所述的转盘包括上料区、第一焊接区、第二焊接区和出料区，每一区中分别设置一个夹具，相邻夹具之间间隔90°；所述的焊机设有两台，分别设置于第一焊接区侧边和第二焊接区侧边的机架上，并分别朝向第一焊接区和第二焊接区设置。

转盘单次转动90°，使夹具始终在上料-一次焊接-二次焊接-卸料之间按一定的频率旋转，该频率可通过人工根据需求设定。其中一次焊接和二次焊接分别焊接火排的不同位置(采用交叉焊接的方式)。对于整体来说，正常运行时，转盘上应同时存在至少三个工件：放置于上料区的待焊工件、转至第一焊接区待一次焊接或已完成一次焊接的工件、转至第二焊接区待二次焊接或已完成二次焊接的工件和转至出料区待出料的产品工件(或者已完成出料，此时出料区无工件滞留)。

优选地，所述的夹具包括固定于转盘上的夹板、固定于夹板上且用于定位待焊工件的火排靠模和固定于夹板上且用于夹紧待焊工件的夹紧机构。

优选地，夹紧机构为气动夹紧机构。

优选地，所述的出料机构包括固定于机架上的底座、固定于底座中间处的滑道和固定于底座顶部的取件机构。完成焊接的产品工件在转至出料区后，夹具会松开产品工件，随后取件机构会将产品工件由夹具上转移至滑道上，工件会随滑道滑出机架。

优选地，所述的取件机构为电磁取件机构，包括固定于底座顶部的气缸组和安装于气缸组前端的电磁铁。

优选地，所述的焊机为点焊机，包括安装于机架上的焊机底座、固定于焊机底座上的焊机主机和固定于焊机主机上用于点焊的若干组电极组。电极组的数量可以根据待焊的焊点数量任意选择和调节。

优选地，所述的电极组包括固定于焊机主机上的电极驱动气缸、与电极驱动气缸前端滑动连接的电极调节滑块、固定于电极调节滑块上的电极固定座和安装于电极固定座上的电极；所述的电极驱动气缸控制电极沿垂向运动，所述的电极调节滑块控制电极沿水平方向运动。具体来说，可以分为上电级组和下电极组，两部分为对称结构，其具体结构如上所述，上电级组和下电极组的电极相对设置，电极可以由电极固定座上拆下以进行维修和更换。电极驱动气缸和电极调节滑块均用于调整电极对准的位置，以适应不同规格的待焊工件(火排稳焰板)；此外，电极驱动气缸还在焊接过程中为待焊工件提供一定的压力以进行点焊。

优选地，所述的焊机还设有焊机电源，为防止工件焊后氧化变色，所述的焊机电源为中频逆变电源。

优选地，所述的焊机底座通过焊机调节滑块滑动固定于机架上。可以在更换电极和维修检修时使上电级组和下电极组相互错开，便于操作；此外，在调整焊接位置时，也可以作为补偿微调的手段。

优选地，所述的自动点焊装置还包括设置于机架上的控制系统，所述的控制系统包括固定于机架上的压缩空气分配阀、水路控制阀和气压调节板；所述的压缩空气分配阀和气压调节板控制焊接的压缩空气的压力；所述的水路控制阀控制用于冷却电极的水路的流量。

优选地，所述的控制系统还包括固定于机架上的焊接程序编程器和焊接电流调节控制器；所述的焊接程序编程器和焊接电流调节控制器分别与焊机、转盘和夹具相电连接。焊接程序编程器主要通过PLC设定焊接时间，加热时间，预压时间和放电时间。焊接电流调节控制器是一独立的调节系统，包含了多次焊接过程的电流大小调节，确保同一工件由于材料厚度(层数不同)不同，电流路径不同等因数而设置不同的电流参数，也可以适应不同尺寸工件的焊接参数的调整。

优选地，所述的控制系统还包括固定于机架上的指示灯和显示器。指示灯主要显示机器的工作状态。显示器主要对当前焊接的电流，电压，时间等进行显示以便于监控焊接参数的稳定性；此外，当某一参数或焊接动作出现异常时，显示故障代码，便于检修和调整。

本实用新型的工作原理为：

将待焊接的工件(火排稳焰板)放置于转盘上的夹具中(通过靠模完成定位，并通过夹紧机构夹紧)，启动自动点焊装置，转盘旋转90°使工件转动至第一焊接区的焊机处，工件完成一次焊接；随后转盘继续旋转90°使工件转动至第二焊接区的焊机处，工件完成二次焊接；转盘旋转90°使工件转动至出料区的出料机构处，夹具松开工件，取件机构将工件转移至滑道上，滑出自动点焊装置，完成加工。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、通过本实用新型的使用，将原先的人工点焊转变为自动焊接，仅需通过人工放置待焊接工件至夹具上，对人工的要求大幅降低，降低工人的劳动强度；焊机、转盘的使用并配合控制系统的自控，可以实现工件的自动连续加工(包括：1)自动进行加工和2)同时进行多个工件的加工)，使得整体生产的功效可以由原来的约1200件/人天提升至4000件/人天；夹具上通过靠模定位并通过夹紧机构夹紧，使得工件在安装至夹具上后，可以有效定位和固定，在点焊过程中可以提高点焊质量，最终产品的合格率由原先的85％提高至98％。

2、在各焊机上单独设置焊机电源，且采用中频逆变电源，可以把工频三相电源转换为稳定的中频单相电源，电压从380V(线电压380V，相电压220V)提高到514V(三相桥式整流，不包含滤波，输出电压为1.35倍的线电压，即 380*1.35＝514V)，频率从50Hz提高到1000Hz以上，再通过焊接变压器转换和整流，变成需要的直流电流供点焊焊接使用，能够在焊接过程中大大减少飞溅，提高焊接质量及净化焊接环境；一体化模块化设计，焊接控制系统的性能稳定、可靠性高，焊接故障率低；电极压力使用降低、大大提高电极寿命；采用三相平衡负载及中频焊接技术、无需增设电容补偿柜；数字中频焊接，能够节能30％以上，由原工艺的约52.8kWh降低至现工艺的31kWh，大大降低能耗。

3、点焊过程采用交叉焊接的方式进行，能够减少焊接热量集中造成被焊工件变形；还可以避免同时焊接时瞬时焊接电流过大，对供电设备和线路造成冲击电流，影响其他设备的正常运转。

4、通过设置压缩空气分配阀、水路控制阀、气阀调节板、焊接程序编程器、焊接电流调节控制器等部件，能够完成自动调节焊接参数以适应不同焊接需求，同时保证焊接过程的稳定和产品的质量。

5、焊机的电极组中设计能够驱动电极垂向移动的电极驱动气缸和调节电极水平位置的电极调节滑块，能够使电极具有良好的兼容性，可以适用于多种规格的火排稳焰板的焊接；此外，在焊机底座与机架的连接处设置滑块和相应的滑轨，使焊机能够在机架上进行微调，辅助电极位置的调整，同时还能在电极更换或检修时，错开上电级组和下电极组，以方便操作。

附图说明

图1为火排稳焰板自动点焊装置的结构示意图；

图2为火排稳焰板自动点焊装置的局部结构示意图；

图3为火排稳焰板自动点焊装置中焊机的结构示意图；

图4为待焊接火排和稳焰板的结构示意图；

图中：1-机架；11-压缩空气分配阀；12-水路控制阀；13-气压调节板；14-焊接程序编程器；15-焊接电流调节控制器；16-指示灯；17-显示器；2-转盘；3-夹具； 4-焊机；41-焊机主机；42-焊机电源；43-电极驱动气缸；44-电极驱动气缸气路接头；45-电极调节滑块；46-电极固定座；47-电极；48-焊机底座；49-焊机调节滑块； 5-滑道；6-取件机构；7-焊点。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

一种火排稳焰板自动点焊装置，如图1-3所示，包括旋转固定于机架1上的转盘2、沿转盘2周向设置且固定于转盘2上的若干个夹具3以及分别固定于机架1 上并朝向转盘2设置的焊机4和出料机构；

转盘2包括上料区、焊接区和出料区，焊机4朝向焊接区地设置于焊接区侧边的机架1上，出料机构朝向出料区地设置于出料区侧边的机架1上。

更具体地，本实施例中：

如图4所示，为待焊接的火排和稳焰板的结构示意图，其中设置6个焊点77，对称分布于左右两侧，每一侧的3个焊点7形成类似于等腰直角三角形的排布。

如图1所示，为本实施例的火排稳焰板自动点焊装置的整体结构示意图，主体运行部分(运行自动点焊部分)设置在机架1上，控制系统则集成于机架1外侧表面上。为便于机架1的移动，在机架1的支撑处采用万向轮的设计。如图2所示，为去除图1中部分机架1后的局部示意图，运行自动点焊部分包括固定于机架1 上的转盘2，两台焊机4和一个出料机构，根据其功能不同，可以将整体分为四个区域(以转盘2的圆心为交点的四等分)：上料区、第一焊接区、第二焊接区和出料区，在每一个区域内都设置了一个夹具3且相邻两个夹具3之间间隔90°，在第一焊接区的夹具3对应位置设置第一焊机4，在第二焊接区的夹具3对应位置设置第二焊机4，在出料区的夹具3对应位置设置出料机构，第一焊机4、第二焊机4 和出料机构均朝向夹具3的方向(转盘2中心的方向)设置。转盘2在控制系统的控制下单次旋转90°，这样原先位于上料区的夹具3转至第一焊接区，并与第一焊机4的位置相对应，其他位置的夹具3同理，会与对应位置的机构(焊机4或出料机构)相对应，这样使夹具3能够持续处于上料-一次点焊-二次点焊-出料的循环中。

夹具3具体由夹板、火排靠模和夹紧机构构成，夹板将夹具3固定在转盘2 上，固定设置在夹板上的火排靠模和夹紧机构则用于实现工件(稳焰板)的精确定位和稳固固定。夹紧机构采用气动夹紧机构，同时其与控制系统相连接和电连接，可以通过控制系统完成夹具3的自动夹紧和放松。为便于点焊的运行，在火排靠模的末端位置处(待焊工件放置后的焊点7位置处)设置了一条开口，使焊机4在进行点焊时，电极47(上电极47和下电极47)能够抵住待焊工件。

出料机构主要由固定在机架1上的底座、固定在底座中间位置的滑道5和安装在底座顶部的取件机构6三部分组成，如图2所示。取件机构6采用电磁取件机构 6，其由安装在底座顶部的气缸组和设置在气缸组前端(伸缩杆的端头)的电磁铁组成，取件机构6通过气缸组控制电磁铁在水平方向和垂直方向的位置，在需要取件时将电磁铁放下并通过电磁力吸住焊接完成的工件，随后气缸组再次动作使工件转移至滑道5上。滑道5是用于将焊接完成的工件传送至下一工段或者收集的通路，其具有一定的倾斜度，高度较高的一端用于接收来自取件机构6由夹具3上取下的焊接完成的工件，另一端(高度较低的一端)则由机架1侧面的开孔处伸出，可以连接至下一工段或储存处。

用于进行点焊的焊机4(包括第一焊机4和第二焊机4)如图3所示，其展示了两个焊机4去除外壳挡板后的各组件(图3中两个焊机4各组件的相对位置与图 1和图2中相对应)及其安装位置。焊机4包括固定安装在机架1上的焊机底座48、安装在焊机底座48上并与其他主要部件相连接的焊机主机41、向焊机4提供电力的焊机电源42、以及用于进行点焊的电极47组(包括上电级组和下电极47组，两部分在垂向上对称设置)。焊机底座48通过焊机调节滑块49与机架1上的滑轨相配合，使得焊机4能够在机架1上发生滑动，可以在更换电极47或维修检修时，使上电级组和下电极47组相互错开，便于操作；还可以在调整焊接位置时，作为补偿微调的手段。焊机电源42固定安装在焊机主机41上，其采用中频逆变电源，将工频三相电源转换为稳定的中频单相电源，使电压从380V(线电压380V，相电压220V)提高到514V(三相桥式整流，不包含滤波，输出电压为1.35倍的线电压，即380*1.35＝514V)，同时将频率从50Hz提高到1000Hz以上，再通过焊接变压器转换和整流，变成需要的直流电流供点焊焊接使用。电极47组可以分为上电级组和下电极47组，其在垂向上基本是对称结构，在进行点焊时，上电级组与下电极47组分别会加压抵住待焊工件焊点7的两侧，随后接通电流，在电阻热的作用下完成焊接。具体来说，每个电极47组均包括与焊机主机41固定的电极驱动气缸43、向电极驱动气缸43提供气体的电极驱动气缸气路接头44、滑动连接在电极驱动气缸43前端(伸缩杆端头处)的电极调节滑块45、用于安装电极47的电极固定座46和在点焊时抵住待焊工件的电极47。电极驱动气缸气路接头44与控制系统(压缩空气分配阀11和气压调节板13)相连接，可以通过控制系统调节进入电极驱动气缸43的压缩空气的压力以实现电极47的垂向运动以及压力的保持。电极调节滑块45为安装在电极驱动气缸43前端的可以调节电极47水平方向位置的调节组件，其与电极驱动气缸43相配合，可以完成电极47在垂向和水平方向的多方向运动，进而能够使得该焊机4能够对应于多种规格的工件进行点焊。电极47 采用可拆卸的方式安装在电极固定座46上，在需要时可以更换电极47、调整电极 47高度。

每个焊机4上都设置有复数组电极47组，用于满足不同的点焊要求，针对于如图4所示的火排稳焰板的点焊，第一焊机4主要针对焊点7A、焊点7C、焊点 7D和焊点7F这四个焊点7的点焊，第二焊机4则主要针对焊点7B和焊点7E这两个焊点7的点焊，因此在焊机4上设置的电极47组的数量也不相同。该种方法为交叉焊接，可以减少焊接热量集中造成被焊工件变形；还可以避免同时焊接时瞬时焊接电流过大，对供电设备和线路造成冲击电流，影响其他设备的正常运转。

在机架1上还设置有用于操控各部件自动运行和调节工艺参数的控制系统，主要包括压缩空气分配阀11、水路控制阀12、气压调节板13、焊接程序编程器14、焊接电流调节控制器15、指示灯16和显示器17等部件。其中，压缩空气分配阀 11为点焊、电极47运动、工件夹持、焊后工件自动取件提供动力的压缩空气气源支持；水路控制阀12调控水路以保证焊机4上电极47的冷却，保持焊接稳定性；气压调节板13对不同工作的气缸提供调压，控制各种工作气缸的速度、压力，以确保系统协调和焊接工艺稳定、可靠；焊接程序编程器14主要通过PLC设定焊接时间，加热时间，预压时间和放电时间，是一种比较复杂的过程(主要通过手动调试，焊接工件合格后的参数来设置)；焊接电流调节控制器15是一独立的调节系统，包含了多次焊接过程的电流大小调节，确保同一工件由于材料厚度(层数不同)不同，电流路径不同等因数而设置不同的电流参数；指示灯16主要显示装置整体的工作状态，其可分为自动指示灯16、手动指示灯16和调试指示灯16，分别对应于正常生产、调试和编程与参数设定这三种模式，这几个模式都是在PLC人机界面条件下完成；显示器17主要对当前焊接的电流，电压，时间等显示便于监控焊接参数的稳定性，并且当某一参数或焊接动作出现异常时，显示故障代码，便于检修和调整。

对于本实施例的火排稳焰板自动点焊装置，其同时可以处理四个火排稳焰板的点焊，此处以其中一个工件的动作流程为说明，在上料区由人工或者机械手将待点焊的工件安装在上料区的夹具3的火排靠模上，夹紧机构将工件夹紧，然后转盘2 转动90°，使装有工件的夹具3由上料区转动至第一焊接区由第一焊机4进行一次焊接。第一焊机4的上电级组和下电极47组在电极驱动气缸43的作用下抵住待焊工件，随后接通电流并持续压紧使第一焊机4对应的各焊点7完成点焊。一次焊接完成后，第一焊机4的电极驱动气缸43作用将上电级组和下电极47组离开工件，转盘2再次转动90°，使装有工件的夹具3由第一焊接区转动至第二焊接区，通过第二焊机4进行二次焊接。二次焊接的作用过程与一次焊接相同，区别在于两者针对的焊点7不同。在完成二次焊接后，转盘2转动90°，使装有工件的夹具3转动至出料区，转动完成后夹具3松开，在取件机构6的气缸组的推动下，通过电磁铁将焊接完成的工件转移至滑道5上，完成出料。通过本自动点焊装置可以完成自动连续的加工，大幅提升生产效率和产品质量。

本实用新型的工作原理为：

将待焊接的工件(火排稳焰板)放置于转盘2上的夹具3中(通过靠模完成定位，并通过夹紧机构夹紧)，启动自动点焊装置，转盘2旋转90°使工件转动至第一焊接区的焊机4处，工件完成一次焊接；随后转盘2继续旋转90°使工件转动至第二焊接区的焊机4处，工件完成二次焊接；转盘2旋转90°使工件转动至出料区的出料机构处，夹具3松开工件，取件机构6将工件转移至滑道5上，滑出自动点焊装置，完成加工。

经过测试，原先手工点焊时，每天需要近十二人在普通点焊机上点焊，电焊成本很高，劳动强度也很高；同时由于普通点焊机耗电在16kW/台，所以能耗也很高。在采用了本实施例的火排稳焰板自动点焊装置后，工效由原来的1200件/人天提高至4000件/人天；焊接过程中的瞬时功率由原来的52.8kWh降至31kWh；产品合格率由原来的85％提高至98％；同时，人工强度也得到大幅降低；此外，在使用火排稳焰板自动点焊装置后，由于效率和质量的提升，平均每台机壳还能节约近两个焊机。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种火排稳焰板自动点焊装置，其特征在于，包括旋转固定于机架(1)上的转盘(2)、沿转盘(2)周向设置且固定于转盘(2)上的若干个夹具(3)以及分别固定于机架(1)上并朝向转盘(2)设置的焊机(4)和出料机构；

所述的转盘(2)包括上料区、焊接区和出料区，所述的焊机(4)朝向焊接区地设置于焊接区侧边的机架(1)上，所述的出料机构朝向出料区地设置于出料区侧边的机架(1)上。

2.根据权利要求1所述的一种火排稳焰板自动点焊装置，其特征在于，所述的转盘(2)包括上料区、第一焊接区、第二焊接区和出料区，每一区中分别设置一个夹具(3)，相邻夹具(3)之间间隔90°；所述的焊机(4)设有两台，分别设置于第一焊接区侧边和第二焊接区侧边的机架(1)上，并分别朝向第一焊接区和第二焊接区设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种火排稳焰板自动点焊装置，其特征在于，所述的夹具(3)包括固定于转盘(2)上的夹板、固定于夹板上且用于定位待焊工件的火排靠模和固定于夹板上且用于夹紧待焊工件的夹紧机构。

4.根据权利要求1或2所述的一种火排稳焰板自动点焊装置，其特征在于，所述的出料机构包括固定于机架(1)上的底座、固定于底座中间处的滑道(5)和固定于底座顶部的取件机构(6)。

5.根据权利要求4所述的一种火排稳焰板自动点焊装置，其特征在于，所述的取件机构(6)为电磁取件机构，包括固定于底座顶部的气缸组和安装于气缸组前端的电磁铁。

6.根据权利要求1或2所述的一种火排稳焰板自动点焊装置，其特征在于，所述的焊机(4)为点焊机，包括安装于机架(1)上的焊机底座(48)、固定于焊机底座(48)上的焊机主机(41)和固定于焊机主机(41)上用于点焊的若干组电极组。

7.根据权利要求6所述的一种火排稳焰板自动点焊装置，其特征在于，所述的电极组包括固定于焊机主机(41)上的电极驱动气缸(43)、与电极驱动气缸(43)前端滑动连接的电极调节滑块(45)、固定于电极调节滑块(45)上的电极固定座(46)和安装于电极固定座(46)上的电极(47)；所述的电极驱动气缸(43)控制电极(47)沿垂向运动，所述的电极调节滑块(45)控制电极(47)沿水平方向运动。

8.根据权利要求6所述的一种火排稳焰板自动点焊装置，其特征在于，所述的焊机底座(48)通过焊机调节滑块(49)滑动固定于机架(1)上。

9.根据权利要求1或2所述的一种火排稳焰板自动点焊装置，其特征在于，所述的自动点焊装置还包括设置于机架(1)上的控制系统，所述的控制系统包括固定于机架(1)上的压缩空气分配阀(11)、水路控制阀(12)和气压调节板(13)。

10.根据权利要求9所述的一种火排稳焰板自动点焊装置，其特征在于，所述的控制系统还包括固定于机架(1)上的焊接程序编程器(14)和焊接电流调节控制器(15)；所述的焊接程序编程器(14)和焊接电流调节控制器(15)分别与焊机(4)、转盘(2)和夹具(3)相电连接。

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