CN102350565B - 全自动堆焊机 - Google Patents

Abstract

一种全自动堆焊机。它主要是解决现有堆焊机不能对环体结构的三个面在同一工件夹持装置上进行一次性完成整体焊接工艺等技术问题。其技术方案要点是：它包括可纵向水平移动的移动框架(1)、可垂直移动的水平支架(7)和可沿水平支架(7)横向水平移动的水平滑动支架(9)构成可三个方向活动支架；在水平滑动支架(9)上设置有焊***架(10)，与焊机(13)相连接的焊枪(12)套装在焊枪夹持装置(11)上；在焊枪(12)的对应位置设置有变位机(17)。它能够连续一次性完成工件多个面的焊接，大大地提高了生产效率，并可有效提高产品技术性能。它可广泛应用于需要对工件多个面进行焊接的各种焊接工艺中。

Description

全自动堆焊机

技术领域

本发明涉及一种焊接装置，特别涉及一种全自动堆焊机。

背景技术

现在工程上所采用的在小直径管内壁自动堆焊一层硬质合金材料的焊接设备，主要是由等离子喷焊枪、送粉***、气体精密调节***、冷却***、等离子焊接电源及自动控制***构成，利用氩气把钴铬钨硬质合金粉输送至等离子喷焊枪的焊炬电弧处，熔化后堆焊到小直径管内孔壁表面。由于钴铬钨硬质合金材料的硬脆特性，无法使钴铬钨硬质合金焊条送入管孔内进行堆焊，则首先需要把钴铬钨硬质合金制成粉状，并用氩气输送至焊炬电弧处，与之相配套的设备结构非常复杂。此外，由于粉状钴铬钨硬质合金在短时间熔化和冷却后形成的焊缝组织疏松，不如焊条直接熔化的焊缝质量好。而对于不同的堆焊材料(焊丝、焊带、焊剂)要求不同的工艺才能相适应，才能达到理想的金相组织和力学强度，但现有的堆焊机用简单开关控制，都存在着工艺参数无法准确设定且不能一次性完成多个面的焊接等问题。

如上海市宝山区富锦路果园的宝山钢铁股份有限公司于2006年10月25日申请实用新型专利的“堆焊机”(专利申请号：CN200620047093.4，公开(公告)号：CN200963723，公开(公告)日：2007年10月24日)。它公开了一种用于强化或修复辊轴类金属零件表面的堆焊机，包括机架、机头、翻转机构、行走机构、控制设备，所述控制设备通过机头控制卡与机头相连接，同时通过控制电路板、驱动器与翻转机构和行走机构相连接，以实现行走机构和翻转机构的协同精确转动和移动，机头为两个，一个是丝极机头，一个是带极机头，分别安装在行走机构的两条导轨上；所述控制设备采用工控机，机架为横梁式门形机架；它通过将丝极、带极两种机头设在同一焊机上，实现多功能一体化。并可通过采用计算机精确编程计算和控制，丝极机头和带极机头与翻转机构的协同精确转动和移动，实现丝极摆动弧、环焊、横焊、带极环焊、横焊。但它还是不能对环体结构的三个面在同一工件夹持装置上一次性完成整体焊接的工艺。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种能够连续完成工件多个面的焊接、可有效提高技术性能和生产效率的全自动堆焊机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括移动框架1、水平支架7、移动框架底座19、机座20和电气控制柜24，移动框架1固定安装在移动框架底座19上，移动框架底座19安装在机座20的机座导轨21上，在机座20上安装有机座驱动螺杆22，机座驱动螺杆22穿过移动框架底座19下部安装的螺孔套形成活动配合关系，机座驱动螺杆22与移动框架驱动电机23相连接；移动框架1的一侧安装有垂直导轨4和垂直驱动螺杆3，垂直驱动螺杆3与垂直驱动电机2相连接，水平支架7套装在移动框架1的垂直导轨4上，水平支架7上固定安装有垂直螺孔套，垂直驱动螺杆3穿过水平支架7上的垂直螺孔套形成活动配合关系；水平支架7上设置有水平导轨8和水平驱动螺杆6，水平滑动支架9套装在水平导轨8上，水平滑动支架9上固定安装有水平螺孔套，水平驱动螺杆6穿过水平螺孔套形成活动配合关系，水平驱动螺杆6与水平驱动电机5相连接；水平滑动支架9上设置有焊***架10，焊***架10的外端设置有焊枪夹持装置11，与焊机13相连接的焊枪12套装在焊枪夹持装置11上；在焊枪12的对应位置设置有变位机17；垂直驱动电机2、水平驱动电机5、移动框架驱动电机23和变位机17分别与电气控制柜24相连接。

本发明也可在变位机17的变位机转盘16上设置与工件相配合的工件夹持装置15。

本发明还可在水平支架7的一侧设置有与工件相配合的用于加热工件的加热装置18，加热装置18与变位机17的垂直位置相对应，加热装置18与电气控制柜24相连接或与专用的加热装置电气控制柜25相连接。所述垂直驱动电机2、水平驱动电机5和移动框架驱动电机23采用伺服电机。

本发明所述电气控制柜24既可以是普通电气控制柜，也可以采用工控机；也可在工控机上连接键盘或操作触摸屏，或同时连接键盘和操作触摸屏。

本发明的有益效果是：本发明通过设置可控制三个方向运动的支架与变位机相配合形成一个控制行走机构，并由电气控制柜统一控制可实现精确转动和移动，实现焊机的精确定位焊接，它能够连续一次性完成工件多个面的焊接，大大地提高了生产效率，因可连续一次性完成多个面的焊接，从而可有效提高产品技术性能。它结构简单，焊接工艺性能稳定，堆焊层组织致密，堆焊层的耐磨性有较大提高。由于采用小直径内孔堆焊，并将硬质合金药芯焊丝送入焊炬电弧之中，使管子小直径内孔焊接工艺变得简单，大大节省能源，提高功效，提高焊缝质量。它可广泛应用于需要对工件多个面进行焊接的各种焊接工艺中。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

附图标注说明：1-移动框架，2-垂直驱动电机，3-垂直驱动螺杆，4-垂直导轨，5-水平驱动电机，6-水平驱动螺杆，7-水平支架，8-水平导轨，9-水平滑动支架，10-焊***架，11-焊枪夹持装置，12-焊枪，13-焊机，14-工件，15-工件夹持装置，16-变位机转盘，17-变位机，18-加热装置，19-移动框架底座，20-机座，21-机座导轨，22-机座驱动螺杆，23-移动框架驱动电机，24-电气控制柜，25-加热装置电气控制柜。

具体实施方式

实施例1，如图1所示，本发明包括移动框架1、水平支架7、移动框架底座19、机座20和电气控制柜24，移动框架1固定安装在移动框架底座19上，移动框架底座19安装在机座20的机座导轨21上，在机座20上安装有机座驱动螺杆22，机座驱动螺杆22穿过移动框架底座19下部安装的螺孔套形成活动配合关系，机座驱动螺杆22与移动框架驱动电机23相连接，可通过由与电气控制柜24相连的移动框架驱动电机23驱动机座驱动螺杆22可精准地控制移动框架1需要水平移动距离；移动框架1的一侧安装有垂直导轨4和垂直驱动螺杆3，垂直驱动螺杆3与垂直驱动电机2相连接，水平支架7套装在移动框架1的垂直导轨4上，水平支架7上固定安装有垂直螺孔套，垂直驱动螺杆3穿过水平支架7上的垂直螺孔套形成活动配合关系，可通过由与电气控制柜24相连的垂直驱动电机2驱动垂直驱动螺杆3可精准地控制水平支架7沿移动框架1垂直移动所需移动距离；水平支架7上设置有水平导轨8和水平驱动螺杆6，水平滑动支架9套装在水平导轨8上，水平滑动支架9上固定安装有水平螺孔套，水平驱动螺杆6穿过水平螺孔套形成活动配合关系，水平驱动螺杆6与水平驱动电机5相连接，可通过由与电气控制柜24相连的水平驱动电机5驱动水平驱动螺杆6可精准地控制水平滑动支架9沿水平支架7水平移动所需移动距离；水平滑动支架9上设置有焊***架10，焊***架10的外端设置有焊枪夹持装置11，与焊机13相连接的焊枪12套装在焊枪夹持装置11上；在焊枪12的对应位置设置有变位机17，变位机17与电气控制柜24相连接。所述垂直驱动电机2、水平驱动电机5和移动框架驱动电机23最好采用伺服电机，以实现精准的控制。

本发明通过设置可控制三个方向运动的支架从而可方便控制焊枪12的焊接位置，可三维运动的活动支架与变位机17相配合形成一个控制行走机构，当需要对工件14的上部进行焊接时，将变位机转盘16位于变位机17上部水平位置，将工件14平放在变位机17的变位机转盘16上，焊枪12由水平滑动支架9驱动水平来回焊接，同时由变位机17驱动变位机转盘16转动，通过电气控制柜24可实现两者的同步，从而可对圆形工件上部进行连续焊接，从而连续完成圆筒状工件表面的焊接。当需要对圆筒状工件内壁或外壁进行焊接时，将变位机转盘16转动至变位机17的一侧垂直位置，从而使工件14的圆筒轴线成水平位置，调整焊枪12的位置，控制焊枪12由水平滑动支架9驱动水平来回焊接，同时由变位机17驱动变位机转盘16转动，通过电气控制柜24可实现两者的同步，从而可对圆筒状工件内壁或外壁进行连续焊接，从而连续完成对圆筒状工件内壁或外壁进行焊接。

焊接过程既可以先焊接上表面再焊接内壁和外壁，也可以先焊接内壁、再焊接上表面最后焊接外壁，还以先焊接外壁、再焊接内壁最后焊接上表面。总之，本发明可以在同一工件夹持装置上连续完成各个工作面的焊接工作。

综上所述，本发明通过由电气控制柜统一控制可实现精确转动和移动，实现焊机的精确定位焊接，它能够连续一次性完成工件多个面的焊接，大大地提高了生产效率，因可连续一次性完成多个面的焊接，从而可有效提高产品技术性能。参阅图1。

实施例2，本发明也可在变位机17的变位机转盘16上设置一个与工件相配合的工件夹持装置15，所述夹持装置15既可以是机械控制、也可采用气动方式或液压方式将工件14夹持牢固。参阅图1，其余同实施例1。

实施例3，因为根据工艺要求可能需要在对工件进行焊接前对工件14进行预加热，本发明还可在水平支架7的一侧设置有与工件相配合的用于加热工件的加热装置18，加热装置18与变位机17的垂直位置相对应，加热装置18与电气控制柜24相连接或与专用的加热装置电气控制柜25相连接。当需要对工件14进行预加热时，可通过由与电气控制柜24相连的垂直驱动电机2驱动垂直驱动螺杆3可精准地控制水平支架7沿移动框架1垂直移动，使加热装置18刚好套装在工件14进行预热加热。当达到预热要求后，可提升水平支架7接着进行如实施例1或2所述的焊接工作。参阅图1，其余同上述实施例1或2。

实施例4，本发明所述电气控制柜24既可以是普通电气控制柜，也可以采用工控机；也可在工控机上连接键盘或操作触摸屏，或同时连接键盘和操作触摸屏。当本发明提供的堆焊机工作时，可通过工控机键盘和操作触摸屏将所要实施的焊接工艺参数输入工控机，经过工控机精确编程计算，编码伺服电机精确定位，控制执行机构和焊接机构工作。焊接的各种工艺参数，如焊缝宽度、起弧电流、起弧电压、焊接电流、焊接电压、辊直径大小、焊接线速度、焊接总行程、自动报警等都能够自动记录，并可按照记录或设定的各种焊接工艺规范，并可重现其焊接工艺过程。参阅图1，其余同上述实施例1、2或3。

Claims (4)

1. 一种全自动堆焊机，它包括移动框架（1）、水平支架（7）、移动框架底座（19）、机座（20）和电气控制柜（24），其特征是：移动框架（1）固定安装在移动框架底座（19）上，移动框架底座（19）安装在机座（20）的机座导轨（21）上，在机座（20）上安装有机座驱动螺杆（22），机座驱动螺杆（22）穿过移动框架底座（19）下部安装的螺孔套形成活动配合关系，机座驱动螺杆（22）与移动框架驱动电机（23）相连接；移动框架（1）的一侧安装有垂直导轨（4）和垂直驱动螺杆（3），垂直驱动螺杆（3）与垂直驱动电机（2）相连接，水平支架（7）套装在移动框架（1）的垂直导轨（4）上，水平支架（7）上固定安装有垂直螺孔套，垂直驱动螺杆（3）穿过水平支架（7）上的垂直螺孔套形成活动配合关系；水平支架（7）上设置有水平导轨（8）和水平驱动螺杆（6），水平滑动支架（9）套装在水平导轨（8）上，水平滑动支架（9）上固定安装有水平螺孔套，水平驱动螺杆（6）穿过水平螺孔套形成活动配合关系，水平驱动螺杆（6）与水平驱动电机（5）相连接；水平滑动支架（9）上设置有焊***架（10），焊***架（10）的外端设置有焊枪夹持装置（11），与焊机（13）相连接的焊枪（12）套装在焊枪夹持装置（11）上；在焊枪（12）的对应位置设置有变位机（17），变位机（17）上的变位机转盘（16）位置可以调动；垂直驱动电机（2）、水平驱动电机（5）、移动框架驱动电机（23）和变位机（17）分别与电气控制柜（24）相连接；在变位机（17）的变位机转盘（16）上设置与工件相配合的工件夹持装置（15）。

2.根据权利要求1所述的全自动堆焊机，其特征是：在水平支架（7）的一侧设置有与工件相配合的用于加热工件的加热装置（18），加热装置（18）与变位机（17）的垂直位置相对应，加热装置（18）与电气控制柜（24）相连接或与专用的加热装置电气控制柜（25）相连接。

3.根据权利要求1所述的全自动堆焊机，其特征是：所述垂直驱动电机（2）、水平驱动电机（5）和移动框架驱动电机（23）采用伺服电机。

4.根据权利要求1所述的全自动堆焊机，其特征是：所述电气控制柜（24）采用工控机，在工控机上连接键盘或操作触摸屏，或同时连接键盘和操作触摸屏。