CN202506936U - 一种大型薄壁导管纵缝自动焊接设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种大型薄壁导管纵缝自动焊接设备,包括焊接工装、焊枪移动机构、控制***、焊接电源,焊枪移动机构位于焊接工装上端,控制***连接芯轴位于焊接工装右侧,焊接电源连接控制***。焊接工装由焊接机架、焊漏槽、锁紧机构、芯轴、气动琴键压紧机构、精密滑轨组成;焊枪移动机构由移动滑台、送丝机、焊枪及十字滑架组成;本实用新型能够满足直径为160~1000mm,长度为1600mm,厚度为2~7mm的大型薄壁导管的快速可靠装夹,控制***完成对焊接设备的控制、焊接参数的设置及焊接过程的监控功能,实现了大型薄壁导管纵缝的自动化焊接。
Description
技术领域
本实用新型涉及焊接技术领域,具体涉及一种大型薄壁导管纵缝自动焊接设备,该设备适用于某型火箭贮箱燃料输送导管的纵缝焊接过程,提高了焊接质量和生产效率。
背景技术
目前在航天运载火箭焊接技术领域,由于火箭用零件多为大型结构,同时对于不同型号的火箭,零件的尺寸变化较大,焊接设备难以兼容,各加工单位多采用人工焊接的方法,焊接质量的稳定性难以保证,焊接效率低下。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种大型薄壁导管纵缝焊接设备,它能有效地解决大型薄壁导管装夹不方便,焊接效率低,焊接质量不稳定,操作人员操作不方便等问题。
本实用新型解决其技术问题的技术方案是,一种大型薄壁导管纵缝自动焊接设备,其特征在于:该设备包括焊接工装、焊枪移动机构、控制***、焊接电源等,焊枪移动机构位于焊接工装上端,控制***连接芯轴位于焊接工装右侧,焊接电源连接控制***。
所述焊接工装由焊接机架、焊漏槽、锁紧机构、芯轴、气动琴键压紧机构、精密滑轨组成;
所述焊接机架为焊接工装的支撑机构,芯轴一端固定在焊接机架上,另一端通过锁紧机构锁紧,芯轴上安装有焊漏槽,焊漏槽横截面为梯形,与芯轴的倒V型槽配合;气动琴键压紧机构左右各一排琴键式的压指,放置在焊接机架的上方,导管装夹到芯轴上后通过气动琴键压紧机构压紧。
所述焊枪移动机构由移动滑台、送丝机、焊枪及十字滑架组成,十字滑架调整焊枪与纵缝的间距,移动滑台与精密导轨配合,移动滑台与精密导轨通过丝杠传动,带动其上的送丝机、焊枪、十字滑架和控制小盒一起做直线运动。
所述控制***安装在电气控制柜内,包括可编程控制器、触摸屏、控制电路、控制气路、控制小盒、电磁阀、继电器、直流电源、步进电机驱动器等,可编程控制器采集来自触摸屏、按钮开关、限位开关等的数字量、模拟量信号,通过内部逻辑运算后控制继电器的开断、步进电机的运转等,触摸屏为焊接参数的输入端和焊接状态的显示端。
步进电机、送丝机、焊接电源的控制按钮集成到控制小盒上,控制小盒调整焊接电流、送丝机构的送丝速度,控制焊枪移动机构的启动时间、焊接电源的开启等。
焊枪移动速度和移动距离通过触摸屏输入,并通过触摸屏显示实时数据,可编程控制器接受按钮开关、限位开关等的输入信号,控制步进电机、电磁阀等的动作。
所述控制***软件功能模块包括触摸屏程序和可编程控制器程序两部分,触摸屏程序主要包括功能选择模块、输入模块、状态显示模块和异常报警模块;可编程控制器程序包括初始化模块、复位模块、运动控制模块、输出模块和数据分析模块,触摸屏与可编程控制器通过RS232进行通信,实现焊接过程的人机交互操作。
本实用新型相对于现有技术的有益效果是:针对某型号火箭用燃料输送导管的焊接技术要求,设计了一种自动焊接设备,该设备控制***的设计提高了抗干扰性能,通过人机交互界面,操作方便;选用步进***和精密导轨,提高了控制的精确性。
附图说明
图1 是本实用新型大型薄壁导管纵缝自动焊接设备的总体结构示意图。
具体实施方式
如图1所示,本实用新型包括焊接工装1、焊枪移动机构、控制***10、焊接电源12。
所述焊接工装1由焊接机架、焊漏槽、锁紧机构2、芯轴3、气动琴键压紧机构4、精密滑轨5组成;芯轴3一端固定在焊接机架上,另一端通过锁紧机构2锁紧,锁紧机构2锁紧芯轴3的悬臂端保证芯轴3的平行度,芯轴3上侧安装有焊漏槽,焊漏槽横截面为梯形,与芯轴3的倒V型槽配合;气动琴键压紧机构4为一排琴键式的压指,放置在焊接机架的上方,左右各一排,通过气囊的充放气对琴键压紧机构4施加作用力,将工件固定在芯轴3上。
焊接电源12除满足对焊接性能要求外,还要有外部通讯接口与核心控制器进行通信。
精密滑轨5为螺纹丝杠机构,固定在焊接机架上方侧面,螺纹丝杠机构通过联轴器与步进电机9输出轴的减速器连接。
所述焊枪移动机构由移动滑台13、送丝机6、焊枪7及十字滑架组成,移动滑台13与精密导轨5配合,保证焊枪运动的平稳性和准确性,移动滑台13与精密导轨5通过丝杠传动,带动其上的送丝机6、焊枪7、十字滑架和控制小盒8一起做直线运动;十字滑架用来调整焊枪与焊缝的相对位置,通过对送丝机6的控制来保证焊丝的输送速度。
所述控制***10安装在电气控制柜内,包括可编程控制器、触摸屏11、控制电路、控制气路、控制小盒8、电磁阀、继电器、直流电源、步进电机驱动器等,可编程控制器采集来自触摸屏11、按钮开关、限位开关等的数字量、模拟量信号,通过内部逻辑运算后控制继电器的开断、步进电机9的运转等,触摸屏11为焊接参数的输入端和焊接状态的显示端,实现人机交互操作。
可编程控制器(PLC)接收触摸屏11、控制按钮、限位开关和检测开关等的输入信号,通过内部逻辑运算,控制电磁阀的状态,进而控制气路的开启,控制步进电机驱动器的状态,进而控制步进电机9的启停和转动速度,使焊枪按照设定的速度沿纵缝直线运动,控制送丝电机驱动器,进而控制送丝速度。所述控制小盒8上安装有焊接电源起动按钮、焊接电流调整旋钮、起弧按钮、送丝启动及速度调节旋钮、琴键压紧及松开按钮,操作人员可以边观察熔池状态边控制焊接电流及送丝速度,操作简单方便。
控制小盒8、触摸屏11和电气控制柜上的操作面板共同组成人机交互界面,通过触摸屏11登陆焊接***,设置焊枪的运动行程和速度,并实时显示焊枪速度和移动距离,触摸屏11与PLC通过RS232通信。
控制***10软件功能模块包括触摸屏程序和PLC程序两部分,触摸屏程序主要包括功能选择模块、输入模块、状态显示模块和异常报警模块;PLC程序包括初始化模块、复位模块、运动控制模块、输出模块和数据分析模块,触摸屏与PLC通过RS232进行通信,实现焊接过程的人机交互操作。
整个焊接过程是这样实现的:开启设备的总电源和总气源,输入登陆密码,***初始化焊枪移动机构恢复到原位后,抬起锁紧机构2的拉杆,将导管套入芯轴3上,焊缝对准焊漏槽,按下控制小盒8或电控柜控制面板上的“1#气囊压紧”、“2#气囊压紧”按钮,导管压紧后放下锁紧机构2的拉杆,通过十字滑架调整焊枪对中导管的纵缝,调整送丝高度和送丝的角度,工件准备就绪后,通过触摸屏11设置焊接方式(自控焊接、手动焊接),焊接速度,焊接行程,焊接电流,送丝速度等参数,按下模拟焊接按钮,焊枪将沿焊缝往复运行一次回到原位而不启动焊接电源12,实现模拟焊接。确定焊枪路径无误后,按下“自动焊接”按钮,焊枪移动机构按照设置的焊接参数自动完成焊接过程,焊接完成后,自动关闭焊接电源和所有电机,琴键松开,设备停止,卸下工件。
Claims (6)
1.一种大型薄壁导管纵缝自动焊接设备,其特征在于:该设备包括焊接工装、焊枪移动机构、控制***、焊接电源,焊枪移动机构位于焊接工装上端,控制***连接芯轴位于焊接工装右侧,焊接电源连接控制***。
2.根据权利要求1所述的大型薄壁导管纵缝自动焊接设备,其特征在于:所述焊接工装由焊接机架、焊漏槽、锁紧机构、芯轴、气动琴键压紧机构、精密滑轨组成;
所述焊接机架为焊接工装的支撑机构,芯轴一端固定在焊接机架上,另一端通过锁紧机构锁紧,芯轴上安装有焊漏槽,焊漏槽横截面为梯形,与芯轴的倒V型槽配合;气动琴键压紧机构左右各一排琴键式的压指,放置在焊接机架的上方,导管装夹到芯轴上后通过气动琴键压紧机构压紧。
3.根据权利要求1所述的大型薄壁导管纵缝自动焊接设备,其特征在于:所述焊枪移动机构由移动滑台、送丝机、焊枪及十字滑架组成,十字滑架调整焊枪与纵缝的间距,移动滑台与精密导轨配合,移动滑台与精密导轨通过丝杠传动,带动其上的送丝机、焊枪、十字滑架和控制小盒一起做直线运动。
4.根据权利要求1所述的大型薄壁导管纵缝自动焊接设备,其特征在于:所述控制***安装在电气控制柜内,包括可编程控制器、触摸屏、控制电路、控制气路、控制小盒、电磁阀、继电器、直流电源、步进电机驱动器,可编程控制器采集来自触摸屏、按钮开关、限位开关等的数字量、模拟量信号,通过内部逻辑运算后控制继电器的开断、步进电机的运转等,触摸屏为焊接参数的输入端和焊接状态的显示端。
5.根据权利要求1或4所述的大型薄壁导管纵缝自动焊接设备,其特征在于:步进电机、送丝机、焊接电源的控制按钮集成到控制小盒上,控制小盒调整焊接电流、送丝机构的送丝速度,控制焊枪移动机构的启动时间、焊接电源的开启。
6.根据权利要求1所述的大型薄壁导管纵缝自动焊接设备,其特征在于:所述控制***软件功能模块包括触摸屏程序和可编程控制器程序两部分,触摸屏程序主要包括功能选择模块、输入模块、状态显示模块和异常报警模块;可编程控制器程序包括初始化模块、复位模块、运动控制模块、输出模块和数据分析模块,触摸屏与可编程控制器通过RS232进行通信,实现焊接过程的人机交互操作。
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