專利名稱：一種塑料水嘴接頭焊接機械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料焊接行業(yè)，更具體地講，涉及一種塑料水嘴接頭焊接機械手，用于直流換流閥及柔性交流輸電系統(tǒng)裝置內(nèi)部配水管路水嘴接頭的焊接。
背景技術(shù)：
塑料焊接是熱塑性塑料二次加工的主要方法之一，利用熱塑性塑料受熱熔融的特點，憑著熱的作用，使兩個塑料部件的表面同時熔融，在外力的作用下，使兩各部件結(jié)合為一體，稱為焊接，由于加熱的方式不同，塑料焊接可分為加熱工具焊接、感應(yīng)焊接、摩擦焊接、超聲波焊接、高頻焊接和熱風焊接等。對于感應(yīng)焊接、摩擦焊接、超聲波焊接和高頻焊接方式，其焊接工具結(jié)構(gòu)復雜、焊接成本高，操作復雜，且對應(yīng)焊材及焊件大小、形狀都具有一定的局限性；對于現(xiàn)有的加熱·工具焊接和熱風焊接方式，其焊接工具簡單，應(yīng)用廣泛，焊接成本低且易于操作。中國專利文獻CN101947858公開了一種空調(diào)毛細管塑料焊接機，包括工作平臺及順序安裝其上的毛細管定位裝置、熱焊裝置和主管裝夾驅(qū)動裝置。毛細管定位裝置用于并排裝夾定位若干毛細管的上、下壓膜以及用于夾緊上、下壓膜的壓膜夾緊機構(gòu)，主管裝夾驅(qū)動裝置用于夾持定位主管的上、下固定模、用于夾持上、下固定模的固定模夾緊機構(gòu)以及用于驅(qū)動上、下固定模和固定模夾緊機構(gòu)一同平移的水平驅(qū)動機構(gòu)，熱焊裝置包括加熱箱體和鼓風機，通過接通電加熱管使加熱箱體發(fā)熱，以此同時打開鼓風機借助風管向加熱箱體內(nèi)進行鼓風，通過熱風融化毛細管與主管側(cè)壁接觸的焊接部分，然后通過氣缸移動將二者結(jié)合在一起。上述文獻中可以對多個毛細塑料管進行一次性焊接，具有較高的焊接效率，適合小直徑管路間的焊接，對于水嘴接頭，其直徑大于40mm，且其結(jié)合面為較大的凹形面，安裝時不利于水嘴接頭的準確定位，易出現(xiàn)水嘴接頭的安裝偏差?，F(xiàn)有的加熱工具焊接方式通過加熱兩焊件焊合面，然后手動將二者結(jié)合在一起，在焊接時，焊接時間和所施加的焊接壓力因人而異，即使同一人進行焊接處理，其焊接時間及焊接壓力很難保證每次相同，且存在人為的焊接偏差，從而造成焊接強度不統(tǒng)一、焊接質(zhì)量差，長時間在較高液體壓力下使用易產(chǎn)生焊縫泄露。對于塑料水嘴接頭的焊接，尤其直流換流閥及柔性交流輸電系統(tǒng)裝置內(nèi)部配水管路中的水嘴接頭的焊接，如何在較低的焊接成本下使普通的焊接人員在對水嘴接頭進行焊接時，可以保證水嘴接頭的焊接強度和焊接質(zhì)量，使水嘴接頭在長期較高液體壓力下使用不產(chǎn)生泄露，是目前塑料水嘴接頭焊接急需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了保證加熱工具焊接方式的焊接質(zhì)量，減少焊接偏差，使普通焊接人員即可完成對水嘴接頭的焊接，本發(fā)明提供了一種塑料水嘴接頭焊接機械手。所述技術(shù)方案如下一種塑料水嘴接頭焊接機械手，包括支架、氣缸組、導軌、滑塊和加熱裝置，所述滑塊與所述導軌水平滑動配合，所述氣缸組包括第一氣缸、第二氣缸和第三氣缸；所述第一氣缸的缸體水平固定于所述支架上，且所述第一氣缸的活塞桿與所述滑塊固定連接；所述第二氣缸的缸體豎直與所述滑塊固定連接，且所述第二氣缸的活塞桿端部與所述加熱裝置固定連接，所述加熱裝置的兩平行端面上分別設(shè)有外凸加熱模塊和內(nèi)凹加熱模塊(75)，所述外凸加熱模塊與水嘴接頭的內(nèi)凹面相貼合，所述內(nèi)凹加熱模塊與塑料管的外圓面相貼合；所述第三氣缸的缸體豎直與所述支架固定連接，且所述第三氣缸的活塞桿端部與水嘴接頭可拆卸連接，塑料管的中心線與所述水嘴接頭的中心線位于同一豎直面內(nèi)；控制所述第二氣缸移動可依次實現(xiàn)所述內(nèi)凹加熱模塊與塑料管的外圓面相貼合，所述外凸加熱模塊與所述水嘴接頭的內(nèi)凹面相貼合。
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進一步地，所述第二氣缸和第三氣缸的運動軌跡位于同一平面內(nèi)，所述第一氣缸、第二氣缸和第三氣缸均為行程可調(diào)式氣缸。進一步地，所述第一氣缸、第二氣缸和第三氣缸的運動軌跡位于同一平面內(nèi)。進一步地，所述外凸加熱模塊的中心線與所述內(nèi)凹加熱模塊的中心線處于同一豎直面內(nèi)。所述的加熱裝置包括加熱板和加熱棒，所述加熱板設(shè)置于所述第二氣缸的活塞桿下端，所述加熱棒設(shè)置于所述加熱板內(nèi)，所述的外凸加熱模塊和內(nèi)凹加熱模塊分別設(shè)置于所述加熱板的上端面和下端面。所述加熱板包括加熱板I和加熱板II，所述加熱板II與所述加熱板I通過螺栓緊固，且二者的連接位置處設(shè)有隔熱石棉墊。進一步優(yōu)選，所述的加熱裝置還包括一隔熱板，所述隔熱板設(shè)置于所述加熱板與第二氣缸缸體之間，并與所述第二氣缸的活塞桿固定連接，所述加熱板I與所述隔熱板通過螺栓固定連接。所述加熱棒共設(shè)置兩根，其軸向與所述外凸加熱模塊的中心線平行，且置于所述外凸加熱模塊正下方。控制第三氣缸移動，使水嘴接頭內(nèi)凹面下壓至塑料管表面深度O. 4-0. 6mm。本發(fā)明所提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是A.本發(fā)明通過設(shè)置三個氣缸，使三個氣缸協(xié)同作業(yè)，通過控制第一氣缸水平運動和第二氣缸豎直運動，實現(xiàn)對設(shè)置于第二氣缸上的兩個加熱模塊的位置控制，并依次完成對塑料管外圓面及水嘴接頭內(nèi)凹面的精準加熱；通過控制第三氣缸的豎直運動，實現(xiàn)水嘴接頭在塑料管上的準確焊接。在焊接過程中通過控制第三氣缸的壓力實現(xiàn)對焊接壓力的控制，通過PLC可編程控制器分別設(shè)定加熱裝置對塑料管、水嘴接頭的加熱時間，使塑料管和水嘴接頭達到充分熔融，然后通過設(shè)定各氣缸的復位時間，為下一步第三氣缸執(zhí)行塑料管和水嘴接頭之間的焊接提供焊接保證；最后通過設(shè)定第三氣缸的焊接時間，使各水嘴接頭的焊接質(zhì)量達到一致，此項實驗結(jié)果是在4MPa壓力下維持一小時以上，或2MPa壓力下24小時，均無滲透泄露。B.焊接偏差小，不需要配備專業(yè)的焊接人員，普通的焊接人員即可實現(xiàn)快速焊接操作，本發(fā)明所采用的各個氣缸其運動行程可以調(diào)節(jié)，可以根據(jù)塑料管固定支架的具體位置確定各氣缸的運動行程和運動時間，使水嘴接頭與塑料管之間的焊接偏差降至合理的范圍之內(nèi)。C.本發(fā)明的加熱裝置設(shè)置于第二氣缸上，通過控制第二氣缸的運動軌跡實現(xiàn)對加熱裝置的控制，在對塑料管和水嘴接頭完成加熱后，控制第二氣缸復位，進而使加熱裝置移出操作人員的范圍之外，可避免高溫加熱部分燙傷操作人員。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意·
圖2是圖I的側(cè)面視圖；圖3是初始狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明在對塑料管執(zhí)行水嘴接頭焊接時操作動作示意圖。圖中I-支架；2_第一氣缸；3_第二氣缸；4_第三氣缸；5_導軌；6_滑塊；7_加熱裝置；71-隔熱板；72_加熱板,721-加熱板I ;722—加熱板II ;73_加熱棒；74_外凸加熱模塊；75-內(nèi)凹加熱模塊；8_水嘴接頭；9_塑料管；10_支座；11_驅(qū)動電機。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。如圖I和圖2所示，本發(fā)明提供了一種塑料水嘴接頭焊接機械手，包括支架I、氣缸組、導軌5、滑塊6和加熱裝置7，滑塊6與導軌5水平滑動配合，氣缸組包括第一氣缸2、第二氣缸3和第三氣缸4 ;第一氣缸2的缸體水平固定于支架I上,且第一氣缸2的活塞桿與滑塊6固定連接；第二氣缸3的缸體豎直與滑塊6固定連接，且第二氣缸3的活塞桿的下端與加熱裝置7固定連接，加熱裝置7的上端面設(shè)有與水嘴接頭8的內(nèi)凹面相貼合的外凸加熱模塊74，其下端面設(shè)有與塑料管9外圓面相貼合的內(nèi)凹加熱模塊75 ;第三氣缸4的缸體豎直與支架I固定連接，且第三氣缸4的活塞桿的下端與水嘴接頭8可拆卸連接。塑料管9的中心線與所述水嘴接頭8的中心線位于同一豎直面內(nèi)，其通過支座10設(shè)置于第三氣缸4的正下方位置，控制第二氣缸3可依次控制內(nèi)凹加熱模塊75與塑料管9的外圓面相貼合，外凸加熱模塊74與水嘴接頭8的內(nèi)凹面相貼合。優(yōu)選,第二氣缸3和第三氣缸4位于同一平面內(nèi)或第一氣缸2、第二氣缸3和第三氣缸4位于同一平面內(nèi)。各個氣缸均采用可調(diào)行程式氣缸，可以根據(jù)塑料管9的位置調(diào)節(jié)各個氣缸的行程距離。其中的加熱裝置7包括加熱板72和加熱棒73，加熱板72設(shè)置于第二氣缸3的活塞桿下端，加熱棒73設(shè)置于加熱板72內(nèi)，夕卜凸加熱模塊74和內(nèi)凹加熱模塊75分別設(shè)置于加熱板72的上端面和下端面；加熱板72包括加熱板1721和加熱板11722，加熱板II722與加熱板1721通過螺栓緊固，且二者的連接位置處設(shè)有隔熱石棉墊。為了增加加熱板的隔熱效果，避免第二氣缸受到溫度的影響，加熱裝置7還包括一隔熱板71，隔熱板71設(shè)置于加熱板與第二氣缸3缸體之間，并與第二氣缸3的活塞桿固定連接，加熱板1721與隔熱板71通過螺栓固定連接，如圖2所示。其中加熱棒共設(shè)置兩根，其軸向與外凸加熱模塊74的中心線平行，且置于外凸加熱模塊74正下方和內(nèi)凹加熱模塊75的正上方?？刂频谌龤飧?移動，使水嘴接頭8內(nèi)凹面下壓至塑料管9表面深度O. 4-0. 6mm,優(yōu)選控制焊接深度為O. 5mm。以下對塑料管9進行水嘴接頭焊接，其焊接步驟如下
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(I)在焊接水嘴接頭之前，首先啟動水嘴加熱裝置7上安裝的加熱棒及溫度感應(yīng)元件，通過溫度感應(yīng)元件使其溫度一直保持在330°C。(2)通過控制第一氣缸2帶動第二氣缸3運動到如圖4的位置，控制運動時間3秒，第二氣缸3連接到滑塊6上，滑塊6安裝在導軌5上，可以在水平方向上滑動。(3)維持第一氣缸狀態(tài)，控制第二氣缸3運動，使其加熱裝置7的內(nèi)凹加熱模塊75與塑料管9外圓弧面結(jié)合，加熱18秒。第二氣缸3保持不動，控制第三氣缸4運動，使其塑料水嘴接頭8的下凹圓弧面與加熱裝置7上的外凸加熱模塊74結(jié)合，保持加熱時間6秒。(4)控制第三氣缸4復位，I秒鐘后控制第二氣缸3復位，半秒鐘后控制第一氣缸2復位，半秒鐘后控制第三氣缸4運動使其水嘴接頭8的下凹面與塑料管的外弧面結(jié)合，二者結(jié)合時間為2分鐘，此時第三氣缸始終保持一定壓力，第三氣缸連接水嘴接頭深入塑料管的深度為O. 5毫米。(5) 2分鐘后通過手動松開水嘴接頭8上的鎖緊螺絲，控制第三氣缸復位，完成水嘴接頭的焊接。(6)通過驅(qū)動驅(qū)動電機11帶動支架I前后移動，從而改變塑料管9的焊接位置，對下一個塑料管9的焊接位置進行焊接。上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種塑料水嘴接頭焊接機械手，包括支架(I)、氣缸組、導軌(5)、滑塊(6)和加熱裝置(7)，所述滑塊(6)與所述導軌(5)水平滑動配合，其特征在于，所述氣缸組包括第一氣缸(2)、第二氣缸(3)和第三氣缸(4)； 所述第一氣缸(2)的缸體水平固定于所述支架(I)上，且所述第一氣缸(2)的活塞桿與所述滑塊(6)固定連接； 所述第二氣缸(3 )的缸體豎直與所述滑塊(6 )固定連接，且所述第二氣缸(3 )的活塞桿端部與所述加熱裝置(7)固定連接，所述加熱裝置(7)的兩平行端面上分別設(shè)有外凸加熱模塊(74)和內(nèi)凹加熱模塊(75)，所述外凸加熱模塊(74)與水嘴接頭(8)的內(nèi)凹面相貼合，所述內(nèi)凹加熱模塊(75)與塑料管(9)的外圓面相貼合； 所述第三氣缸(4 )的缸體豎直與所述支架(I)固定連接，且所述第三氣缸(4 )的活塞桿端部與水嘴接頭(8)可拆卸連接，塑料管(9)的中心線與所述水嘴接頭(8)的中心線位于同一豎直面內(nèi)； 控制所述第二氣缸(3)移動可依次實現(xiàn)所述內(nèi)凹加熱模塊(75)與塑料管(9)的外圓面相貼合，所述外凸加熱模塊(74)與所述水嘴接頭(8)的內(nèi)凹面相貼合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的塑料水嘴接頭焊接機械手，其特征在于， 所述第二氣缸(3)和第三氣缸(4)的運動軌跡位于同一平面內(nèi)，所述第一氣缸(2)、第二氣缸(3)和第三氣缸(4)均為行程可調(diào)式氣缸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的塑料水嘴接頭焊接機械手，其特征在于， 所述第一氣缸(2)、第二氣缸(3)和第三氣缸(4)的運動軌跡位于同一平面內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的塑料水嘴接頭焊接機械手，其特征在于， 所述外凸加熱模塊(74)的中心線與所述內(nèi)凹加熱模塊(75)的中心線處于同一豎直面內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的塑料水嘴接頭焊接機械手，其特征在于， 所述的加熱裝置(7 )包括加熱板(72 )和加熱棒(73 )，所述加熱板(72 )設(shè)置于所述第二氣缸(3)的活塞桿下端，所述加熱棒(73)設(shè)置于所述加熱板(72)內(nèi)，所述的外凸加熱模塊(74)和內(nèi)凹加熱模塊(75)分別設(shè)置于所述加熱板(72)的上端面和下端面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的塑料水嘴接頭焊接機械手，其特征在于， 所述加熱板(72)包括加熱板I (721)和加熱板II (722)，所述加熱板II (722)與所述加熱板I (721)通過螺栓緊固，且二者的連接位置處設(shè)有隔熱石棉墊。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的塑料水嘴接頭焊接機械手，其特征在于， 所述的加熱裝置(7)還包括一隔熱板(71 )，所述隔熱板(71)設(shè)置于所述加熱板與第二氣缸(3)缸體之間，并與所述第二氣缸(3)的活塞桿固定連接，所述加熱板I (721)與所述隔熱板(71)通過螺栓固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的塑料水嘴接頭焊接機械手，其特征在于， 所述加熱棒共設(shè)置兩根，其軸向與所述外凸加熱模塊(74)的中心線平行，且置于所述外凸加熱模塊(74)正下方。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的塑料水嘴接頭焊接機械手，其特征在于， 控制第三氣缸(4 )移動，使水嘴接頭(8 )內(nèi)凹面下壓至塑料管(9 )表面深度O. 4-0. 6mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種塑料水嘴接頭焊接機械手，包括支架、氣缸組、導軌、滑塊和加熱裝置，滑塊與導軌水平滑動配合，氣缸組包括第一氣缸、第二氣缸和第三氣缸；第一氣缸的缸體水平固定于支架上，且第一氣缸的活塞桿與滑塊固定連接；第二氣缸的缸體豎直與滑塊固定連接，且第二氣缸的活塞桿的下端與加熱裝置固定連接，加熱裝置的上端面設(shè)有與水嘴接頭的內(nèi)凹面相貼合的外凸加熱模塊，其下端面設(shè)有與塑料管外圓面相貼合的內(nèi)凹加熱模塊；第三氣缸的缸體豎直與支架固定連接，且第三氣缸的活塞桿的下端與水嘴接頭可拆卸連接。本發(fā)明通過控制氣缸組，實現(xiàn)水嘴接頭與塑料管的高效焊接，減少水嘴接頭與塑料管之間的焊接偏差，降低焊接強度。
文檔編號B29C65/18GK102785362SQ20121025874
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者孔德卿, 徐善軍, 楊緒逢 申請人:北京國電富通科技發(fā)展有限責任公司, 國家電網(wǎng)公司