專利名稱：自動框架仿形全環(huán)氣保焊機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種焊機，特別涉及一種全自動框架仿形全環(huán)氣保焊機。
目前對于框架的各種相貫線焊接，主要采用一般焊機和機器人操作。這些方法的不足之處在于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，可靠性差；對于框架式結(jié)構(gòu)只能分段或分弧焊接，不能達到全環(huán)焊接的目的，因而焊縫接點多，不美觀，技術(shù)不易掌握，工作效率低。
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種自動框架仿形全環(huán)氣保焊機。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的自動框架仿形全環(huán)氣保焊機的結(jié)構(gòu)是在床身的底部固裝著前床體和可移動的后床體，其上部裝有庶弧簾裝置。前、后床體的結(jié)構(gòu)是在床體箱內(nèi)有伺服電機、減速裝置和傳動主軸，主軸的端部裝有夾具支承件。在床體箱一側(cè)裝有電氣控制裝置，另一側(cè)裝有氣動裝置，床體箱的上部裝有與減速裝置相聯(lián)系的仿形動力頭，在仿形動力頭的上方固裝有Y向移動裝置和Z向移動裝置，在Z向移動裝置的后壁上裝有垂直氣缸，在垂直氣缸的活塞桿一端裝有機械手肘節(jié)，其肘節(jié)的末端裝有β、γ向轉(zhuǎn)動裝置及焊槍。
仿形動力頭的結(jié)構(gòu)是固裝在床體箱上的支架上裝有兩個導(dǎo)軌，其上裝著可沿導(dǎo)軌移動的仿形動力頭箱，其箱內(nèi)的蝸輪軸一端裝有帶感應(yīng)頭和開關(guān)的感應(yīng)盤，另一端分別裝著蝸輪付和四組凸輪，在蝸輪付的輪軸上又裝有一個鏈輪。四組凸輪上分別裝有一根滑桿，其中兩根滑桿分別接兩根軟軸的一端，軟軸的另一端分別與架裝焊槍的β、γ向轉(zhuǎn)動裝置連接，另外兩根滑桿分別與Y向移動架和動力頭支架接觸。
Y向移動裝置的結(jié)構(gòu)是固裝在仿形動力頭箱體上的Y向?qū)к壣涎b有Y向移動架，Y向移動架底面與仿形動力頭中的一個凸輪滑桿的端部接觸。
Z向移動裝置的結(jié)構(gòu)是在Y向移動架上用滑移導(dǎo)套架裝著Z向?qū)к?，其?dǎo)軌上裝著Z向移動架，在Z向移動架上用軸承架裝著蝸桿，蝸桿上裝有蝸輪付，蝸桿的端部裝有伺服電機，在蝸輪軸上裝有滾珠絲杠，其滾珠絲杠母固裝在Y向移動架上。
β、γ向轉(zhuǎn)動裝置的結(jié)構(gòu)是在機械手肘節(jié)上固裝有固定盤，固定盤上裝有內(nèi)有盤形彈簧的轉(zhuǎn)動盤，轉(zhuǎn)動盤又與仿形動力頭的軟軸連接，在轉(zhuǎn)動盤上裝有焊槍。
庶弧簾裝置的結(jié)構(gòu)是在床身上部的框架上裝有活塞式氣缸，活塞桿連接著鏈條，與鏈條嚙合的鏈輪軸的一端裝著槽輪，與槽輪連接的鋼絲繩上裝著帶滾輪的庶弧簾。
電氣控制裝置的電路的原理是電源輸入一路經(jīng)過開關(guān)、變壓器及橋式整流電路輸出低壓直流電壓供給繼電器電壓，以控制計算機，并由接近開關(guān)和按鈕輸入計算機信號；電源輸入第二路接計算機；第三路通過直流調(diào)速板接前、后床體的Z向移動電機；第四路通過直流調(diào)速板接主軸伺服電機。
氣動裝置的氣動線路結(jié)構(gòu)是氣源通過管道與過濾減壓油霧氣組件連接后，分兩路即第一路、第四路分別輸入電控電滑閥，電控電滑閥的壓縮空氣通過管道各接活塞氣缸的A端，其B端與單向節(jié)流閥和電氣滑閥連接以控制端部的緩沖，過濾減壓油霧汽組件又并聯(lián)一個可調(diào)氣電開關(guān)；第二路是通過減壓閥接手動轉(zhuǎn)閥，再與柱塞氣缸連接；第三路是通過手動轉(zhuǎn)閥接夾緊工件用氣缸；第五路是通過電控電滑閥連接著可緩沖氣缸。


如下圖1是本實用新型實施例主視圖；
圖2是本實用新型實施例側(cè)視圖；圖3是本實用新型實施例俯視圖；圖4是本實用新型實施例仿形動力頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型實施例仿形動力頭箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實用新型實施例Y向移動裝置和Z向移動裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實用新型實施例β、γ向轉(zhuǎn)動裝置結(jié)構(gòu)主視圖；圖8是本實用新型實施例β、γ向轉(zhuǎn)動裝置的側(cè)視圖；圖9是本實用新型實施例焊槍轉(zhuǎn)動方向示意圖；圖10是本實用新型實施例電氣控制電路原理圖；圖11是本實用新型實施例氣動線路結(jié)構(gòu)原理圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型實施例作進一步詳述在床身1的底部箱內(nèi)裝有絲杠2和光杠3，箱體的上部一端固裝有前床體4，另一端裝有導(dǎo)軌5，在導(dǎo)軌上裝著可移動的后床體6，床身的上部裝有庶弧簾裝置7。其前、后床體的結(jié)構(gòu)是；固裝在床身上的床體箱8內(nèi)裝有伺服電機9，電機的軸上裝著齒帶輪10，齒帶輪通過齒帶11與減速裝置的同步齒帶輪12相接，同步齒帶輪的蝸桿13上裝有蝸輪14，蝸輪軸15上裝著齒輪16，該齒輪與裝在主軸17上的齒輪18嚙合，主軸的端部裝有法蘭19或頂尖20。床體箱的上部固裝著仿形動力頭支架21(圖4)，支架間固裝著兩根X向圓形導(dǎo)軌22，導(dǎo)軌上裝有可左右移動的仿形動力頭箱23，箱體上用軸承架裝著蝸輪軸24(圖5)，其軸的一端裝有帶感應(yīng)頭25和開關(guān)26的感應(yīng)盤27，蝸輪軸的另一端裝著蝸輪付28、凸輪29、30、31、32。在箱體架上用滑移導(dǎo)套架裝著的輪軸33的一端裝有鏈輪34。在凸輪29、30、31、32上分別裝有滑桿35、36、37、38，在滑桿37、38上分別接有一根軟軸39、40、軟軸的另一端分別與前、后床體的β、γ向轉(zhuǎn)動裝置的轉(zhuǎn)動盤連接，滑桿35、36分別與Y向移動架和仿形動力頭支架接觸。在仿形動力頭箱體上固裝有Y向圓形導(dǎo)軌41(圖6)，其導(dǎo)軌上裝有Y向移動架42，Y向移動架的底面與仿形動力頭中滑桿35的端部接觸。用滑移導(dǎo)套架裝在Y向移動架上的Z向圓形導(dǎo)軌43上裝著Z向移動架44，Z向移動架上用軸承45架裝著蝸桿46，其桿上裝有蝸輪付47，桿的一端裝有伺服電機48，在蝸輪的軸上裝著滾珠絲杠49，其滾珠絲杠母50固裝在Y向移動架上，滾珠絲杠母與絲杠之間裝有滾珠51。在Z向移動架的后壁上裝有垂直氣缸52(圖3)垂直氣缸的A、B端分別與氣動線路連接。在垂直氣缸的活塞桿上裝有機械手肘節(jié)53(圖1)，機械手肘節(jié)末端裝有β、γ向轉(zhuǎn)動裝置54，其裝置上裝有焊槍55。β、γ向轉(zhuǎn)動裝置的結(jié)構(gòu)如圖7、圖8所示，機械手肘節(jié)的末端固裝著固定盤56，固定盤上裝有內(nèi)有盤形彈簧的轉(zhuǎn)動盤57，轉(zhuǎn)動盤與仿形動力頭上的軟軸39或40連接，在轉(zhuǎn)動盤上裝有焊槍55。庶弧簾裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示，在床身上部的框架上裝有活塞式氣缸58，活塞桿端部連接著鏈條59，與鏈條嚙合的鏈輪軸60的一端裝著槽輪61，與槽輪連接的鋼絲繩62上裝著帶滾輪的庶弧簾63。床體箱8的一側(cè)裝著氣動裝置64，其氣動線路結(jié)構(gòu)圖如圖11所示，氣源65通過管道與過濾減壓油霧氣組件66輸入第一路、第四路的三位五通雙電控電滑閥67、68和可調(diào)氣電開關(guān)69，電控電滑閥67、68的壓縮空氣通過管道分別接活塞式氣缸70、71的A端，氣缸的B端分別與電氣滑閥72、單向節(jié)流閥73及電氣滑閥74、單向節(jié)流閥75連接，以控制活塞端部的緩沖。第二路是通過減壓閥76接手動轉(zhuǎn)閥77，再與柱塞氣缸78、79連接。第三路是通過手動轉(zhuǎn)閥80接夾緊工件用氣缸81。第五路是通過三位五通雙電控電滑閥82與可調(diào)緩沖氣缸83的A、B端連接。在床體箱的另一側(cè)裝有電氣控制箱84，其箱內(nèi)的電路原理圖如圖10所示。220伏交流電壓輸入，一路經(jīng)過開關(guān)ZK、變壓器Tr和橋式整流電路ZL，輸出直流24伏電壓供給J1～J8繼電器，以控制計算機(PC－MELSECF1)，并由接近開關(guān)XK1～XK6和按鈕QA1～QA6輸入計算機信號，XK1在庶弧簾架上，以控制庶弧簾閉合后Z向焊接。XK2、XK3分別在前、后床體的Z向移動架上，分別控制Z向移動架的停止，即Z向焊接前的定位。XK6在前床體動力頭上，控制前、后動力頭移動架的移動和環(huán)焊開始，XK4在前床體動力頭后背，控制環(huán)焊停止和工件復(fù)位。XK5也裝在前床體動力頭后背，控制復(fù)位停止及Z向移動架復(fù)位及開簾。電源輸出第二路接PC計算機。第三路通過直流調(diào)速板TY1接前、后床體的Z向移動伺服電機D1、D2。第四路通過直流調(diào)速板TY2接主軸伺服電機D。
后床體的結(jié)構(gòu)除伺服電機和傳動裝置以外，其他部分與前床體相同。前床體可單獨成為一個獨立焊機。后床體的動力是通過床身底箱內(nèi)的絲杠和光杠傳遞的。如果后床體上安裝伺服電機及傳動裝置也可單獨構(gòu)成一個獨立的焊機。
使用時，將工件夾具裝在前、后床體的主軸法蘭或頂尖之間夾緊，裝上待焊工件，接通電源，啟動電機，即帶動齒帶輪10轉(zhuǎn)動，又通過齒帶帶動同步齒帶輪12和蝸輪14轉(zhuǎn)動，蝸輪軸又帶動齒輪16、18轉(zhuǎn)動，從而帶動主軸17及工件轉(zhuǎn)動，同時又帶動仿形動力頭的蝸輪軸24及蝸輪付28轉(zhuǎn)動，由于感應(yīng)盤27上裝有感應(yīng)頭25和開關(guān)26，從而控制主傳動伺服電機的啟動、停止和轉(zhuǎn)速。蝸輪軸的轉(zhuǎn)動帶動凸輪29、30、31、32轉(zhuǎn)動，凸輪29控制滑桿35Y向移動，而使焊槍作垂直運動，即Y向運動；凸輪30控制滑桿36X向運動，從而使焊槍作縱向水平運動，即X向運動；凸輪31、32控制滑桿37、38，牽動軟軸39、40，使焊槍作β、γ向的轉(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)動示意圖如圖9所示)。Z向移動架44在Z向圓形導(dǎo)軌43上作橫向水平移動(即Z向運動)，以完成在工件靜止時因框架干涉所不能焊到的30°～45°部分。移動架Z向移動的動力是由伺服電機48傳動蝸輪付47帶動滾珠絲杠49轉(zhuǎn)動，與固定在Y向移動架上的滾珠絲杠母50發(fā)生相對移動而形成的。垂直氣缸52是當(dāng)主軸帶動工件焊接到315°～330°后，主軸不需反轉(zhuǎn)復(fù)位，可將焊槍舉高到工件架運行軌道之外，工件架只需繼續(xù)正轉(zhuǎn)30°～45°至原處復(fù)位。前床體4本身是一個完整獨立的焊機，可以完成框式或非框式各種斷面工件立體相貫線焊縫的全環(huán)焊接。后床體可以在床身的導(dǎo)軌上移動，根據(jù)所需的距離用絲杠調(diào)整后固定，以適應(yīng)不同工件的焊接要求，后床體的動力是由前床體減速裝置通過床身底箱內(nèi)的光杠輸入到主軸及仿形動力頭。庶弧簾是安全設(shè)施，用來庶蔽焊接時產(chǎn)生的強烈弧光和防止工件旋轉(zhuǎn)時不注意而引起的人身事故，通過接近開關(guān)XK1、XK5來控制庶弧簾的自動開和閉，特別是只有簾閉合后，焊機才能自動工作，簾不閉合，焊機就不能開動。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點1.適用范圍廣。
①兩個焊槍都可調(diào)整到相同或不同的X、Y、Z及β、γ方向的運動，加上工件的自轉(zhuǎn)運動，可對框式或非框式工件一次完成全環(huán)360°立體焊接，特別是對框架式工件各種形狀的立體相貫線焊縫的360°全焊。
②可對鈦、鋁、鎂及其合金、不銹鋼、耐熱合金鋼、低合金鋼等材料的框架進行焊接。
③可作熔化極和不溶化極焊接。
因此廣泛應(yīng)用于自行車、摩托車、汽車、家俱、旅游用俱、運動器械等行業(yè)的生產(chǎn)。
2.焊縫強度高，無接縫，光滑美觀，可達到生產(chǎn)工件的高質(zhì)量。
3.由于采用了緊湊的機械傳動和微機控制系統(tǒng)，因此體積小，外形美觀，工作可靠性高；在開放式的工作空間又增設(shè)了自動開、閉的庶弧簾裝置，因此使操作，維修方便，安全可靠。
4.該機使用的原材料及零部件全部國產(chǎn)化，因此造價低。又由于采用了全自動的傳動機構(gòu)和微機控制，因此生產(chǎn)效率高。
5.根據(jù)加工工件的需要，可以單機使用，也可雙機使用。
權(quán)利要求1.一種自動框架仿形全環(huán)氣保焊機，其特征在于在床身的底部固裝著前床體和可移動的后床體，其上部裝有庶弧簾裝置，前、后床體的結(jié)構(gòu)是在床體箱內(nèi)有伺服電機、減速裝置和傳動主軸，主軸的端部裝有夾具支承件，在床體箱一側(cè)裝有電氣控制裝置，另一側(cè)裝有氣動裝置，床體箱的上部裝有與減速裝置相聯(lián)系的仿形動力頭，在仿形動力頭的上方固裝有y向移動裝置和Z向移動裝置，在Z向移動裝置的后壁上裝有垂直氣缸，在垂直氣缸的活塞桿一端裝有機械手肘節(jié)，其肘節(jié)的末端裝有β、γ向轉(zhuǎn)動裝置及焊槍。
2.按照權(quán)利要求1所說的焊機，其特征在于仿形動力頭的結(jié)構(gòu)是固裝在床體箱上的支架上裝有兩個導(dǎo)軌，其上裝著可沿導(dǎo)軌移動的仿形動力頭箱，其箱內(nèi)的蝸輪軸一端裝有帶感應(yīng)頭和開關(guān)的感應(yīng)盤，另一端分別裝著蝸輪付和四組凸輪，在蝸輪付的輪軸上又裝有一個鏈輪，四組凸輪上分別裝有一根滑桿，其中兩根滑桿分別接兩根軟軸的一端，軟軸的另一端分別與架裝焊槍的β、γ向轉(zhuǎn)動裝置連接，另外兩根滑桿分別與Y向移動架和動力頭支架接觸。
3.按照權(quán)利要求1所說的焊機，其特征在于Y向移動裝置的結(jié)構(gòu)是固裝在仿形動力頭箱體上的Y向?qū)к壣涎b有Y向移動架，Y向移動架底面與仿形動力頭中的一個凸輪滑桿的端部接觸。
4.按照權(quán)利要求1所說的焊機，其特征在于Z向移動裝置的結(jié)構(gòu)是；在Y向移動架上用滑移導(dǎo)套架裝著Z向?qū)к墸鋵?dǎo)軌上裝著Z向移動架，在Z向移動架上用軸承架裝著蝸桿，蝸桿上裝有蝸輪付，蝸桿的端部裝有伺服電機，在蝸輪軸上裝有滾珠絲杠，其滾珠絲杠母固裝在Y向移動架上。
5.按照權(quán)利要求1所說的焊機，其特征在于β、γ向轉(zhuǎn)動裝置的結(jié)構(gòu)是在機械手肘節(jié)上固裝有固定盤，固定盤上裝有內(nèi)有盤形彈簧的轉(zhuǎn)動盤，轉(zhuǎn)動盤又與仿形動力頭的軟軸連接，在轉(zhuǎn)動盤上裝有焊槍。
6.按照權(quán)利要求1所說的焊機，其特征在于庶弧簾裝置的結(jié)構(gòu)是在床身上部的框架上裝有活塞式氣缸、活塞桿連接著鏈條，與鏈條嚙合的鏈輪軸的一端裝著槽輪，與槽輪連接的鋼絲繩上裝著帶滾輪的庶弧簾。
7.按照權(quán)利要求1所說的焊機，其特征在于電氣控制裝置的電路原理是電源輸入第一路經(jīng)過開關(guān)、變壓器及橋式整流電路輸出低壓直流電壓供給繼電器電壓，以控制計算機，并由接近開關(guān)和按鈕輸入計算機信號；電源輸入第二路接計算機；第三路通過直流調(diào)速板接前、后床體的Z向移動電機；第四路通過直流調(diào)速板接主軸伺服電機。
8.按照權(quán)利要求1所說的焊機，其特征在于氣動裝置的氣動線路結(jié)構(gòu)是氣源通過管道與過濾減壓油霧氣組件連接后，分兩路即第一路、第四路分別輸入電控電滑閥，電控電滑閥的壓縮空氣通過管道各接活塞氣缸的A端，其B端與單向節(jié)流閥和電氣滑閥連接以控制端部的緩沖，過濾減壓油霧氣組件又并聯(lián)一個可調(diào)氣電開關(guān)；第二路是通過減壓閥接手動轉(zhuǎn)閥，再與柱塞氣缸連接；第三路是通過手動轉(zhuǎn)閥接夾緊工件用氣缸；第五路是通過電控電滑閥連接著可調(diào)緩沖氣缸。
專利摘要一種自動框架仿形全環(huán)氣保焊機，是在床身上裝有前、后床體及遮弧簾裝置。床體是在裝有傳動機構(gòu)的床體箱上裝有仿形動力頭、Y向移動裝置和Z向移動裝置，并在Z向移動裝置上裝有垂直氣缸，活塞桿端部裝有其末端裝著焊槍的機械手肘節(jié)。該機可完成X、Y、Z、β、γ方向的運動，加上工件自轉(zhuǎn)?？蓪蚴交蚍强蚴焦ぜ淮瓮瓿扇h(huán)360°立體焊接，焊縫無接縫，強度高、光滑美觀。廣泛用于各種車輛、用具、運動器械等行業(yè)的生產(chǎn)。并且造價低，生產(chǎn)效率高，操作檢修方便，使用安全可靠。
文檔編號B23K5/00GK2100953SQ91225700
公開日1992年4月8日 申請日期1991年10月5日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月5日
發(fā)明者李祺祖 申請人:天津市鉸鏈廠