專利名稱：相貫線雙環(huán)縫自動焊接機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種圓管環(huán)縫焊接裝置，具體說是相貫線雙環(huán)縫自動焊接機。
背景技術(shù)：
目前，對于圓管的自動焊接，采用焊前點定的方式，先將工件點焊到一起， 然后進行焊接，這樣焊接時裝卸工件容易，但工序復(fù)雜。對于管道相貫線的焊 接，通常使用機器人或數(shù)控系統(tǒng)完成焊接過程中焊槍姿態(tài)和位置的調(diào)節(jié)，焊接 質(zhì)量好但造價昂貴。而在自動焊技術(shù)中，焊槍調(diào)整機構(gòu)必不可少，通常我們需 要在空間一定范圍內(nèi)對焊槍進行全方位手動調(diào)整，其中的直線調(diào)整機構(gòu)目前有 齒輪齒條型、燕尾滑座型、及雙導(dǎo)柱滑座型等，這些調(diào)整結(jié)構(gòu)堅固耐用但對于 一般并不很重的焊槍而言有失小巧。實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種直接將定位與自動焊接放到 同一工位操作的相貫線雙環(huán)縫自動焊接機。本實用新型解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是一種相貫線雙環(huán)縫自動焊接機包括床身組件，安裝在床身組件上的動力裝置；活動安裝在床身組件上并通過所述動力裝置驅(qū)動做往復(fù)水平運動的的工件平臺；安裝在工件平臺上隨工件平臺水平運動的第一工件、第二工件舉托機構(gòu)； 安裝在床身組件上的夾具箱；安裝在夾具箱上，由所述動力裝置驅(qū)動，用以夾持所述第一工件進而夾持 第二工件并攜帶第一工件、第二工件進行回轉(zhuǎn)運動的回轉(zhuǎn)夾具；安裝在床身組件上的焊槍支架總成；安裝在焊槍支架總成上的偏心滑塊機構(gòu)；安裝在偏心滑塊機構(gòu)的滑塊上，由所述滑塊帶動實現(xiàn)水平往復(fù)運動的焊槍 組件，所述焊槍組件上具有一實現(xiàn)第一工件、第二工件之間相貫線焊接的焊槍。第一工件、第二工件舉托機構(gòu)包括安裝在工件平臺上的舉升汽缸和安裝舉 升汽缸的活塞軸上的托件。所述回轉(zhuǎn)夾具包括一固定安裝在所述夾具箱上的氣缸、通過軸承安裝在所 述所述夾具箱中的空心主軸、固定在空心主軸上的夾爪盤、對稱鉸鏈于所述夾 爪盤上的一對夾爪、置于所述空心主軸中的滑套構(gòu)件、連桿以及置于一對夾爪 之間的夾爪張合構(gòu)件；所述滑套構(gòu)件包括外置滑套和內(nèi)置芯軸，所述外置滑套 與內(nèi)置芯軸之間設(shè)置有軸承；所述內(nèi)置芯軸通過一萬向節(jié)與所述氣缸的活塞軸 連接，所述外置滑套與所述連桿的一端連接，所述連桿的另一端與所述夾爪張 合構(gòu)件連接，所述夾爪張合構(gòu)件的兩連臂分別與兩夾爪鉸鏈，在所述空心主軸 上鍵設(shè)有一皮帶輪，所述動力裝置通過皮帶傳動機構(gòu)帶動空心主軸轉(zhuǎn)動。本實用新型的焊槍支架總成包括兩立柱和連接在兩立柱之間的偏心滑塊機 構(gòu)安裝板。本實用新型的偏心滑塊機構(gòu)包括一步進電機、 一偏心連桿、偏心輪、 一滑 塊、 一直線導(dǎo)軌，所述步進電機和所述直線導(dǎo)軌安裝在所述偏心滑塊機構(gòu)安裝 板上，所述偏心連桿的一端與所述偏心輪偏心鉸連，另一端與所述滑塊鉸鏈， 所述偏心輪鍵設(shè)在步進電機的輸出軸上，所述滑塊滑動地安裝在直線導(dǎo)軌上， 所述焊槍組件安裝在所述滑塊上。所述焊槍組件包括Y軸方向滑座構(gòu)件、X軸方向滑座構(gòu)件以及Y軸方向滑座 構(gòu)件夾頭、X軸方向滑座構(gòu)件夾頭以及焊槍夾頭，所述Y軸方向滑座構(gòu)件和X軸 方向滑座構(gòu)件的結(jié)構(gòu)相同，均包括一滑桿、滑套、導(dǎo)向鍵、調(diào)節(jié)螺桿、擋蓋、 手輪，所述滑桿和調(diào)節(jié)螺桿螺紋連接并置于所述滑套內(nèi)，再從所述滑套的兩端 伸出，所述導(dǎo)向鍵安裝所述滑桿上，在所述滑套的內(nèi)壁上開設(shè)有一容所述導(dǎo)向 鍵滑動的滑槽，所述擋蓋安裝在所述滑套的一端，所述調(diào)節(jié)螺桿從所述擋蓋伸 出，所述手輪固定在所述調(diào)節(jié)螺桿的伸出端；所述Y軸方向滑座構(gòu)件中的滑桿 的一端固定在所述滑塊上，所述Y軸方向滑座構(gòu)件夾頭夾在所述Y軸方向滑座 構(gòu)件中的滑套上和所述X軸方向滑座構(gòu)件的滑套上，所述X軸方向滑座構(gòu)件夾 頭夾在所述X軸方向滑座構(gòu)件的滑桿上，所述焊槍安裝在所述X軸方向滑座構(gòu) 件夾頭上。所述的動力裝置采用步進電機驅(qū)動，傳動準(zhǔn)確。所述的偏心滑塊機構(gòu)采用微型步進電機驅(qū)動，直線導(dǎo)軌導(dǎo)向，將回轉(zhuǎn)運動 轉(zhuǎn)換為往復(fù)的直線運動。整臺機器采用PLC進行控制，通過旋轉(zhuǎn)工件的方式進 行焊接。本實用新型產(chǎn)生的有益效果是針對相貫線雙環(huán)縫焊接，省去點定工序，直 接將定位與自動焊接放到同一工位去做，簡化了焊接工藝、提高了效率并省去 了點焊夾具。采用的Y軸方向滑座構(gòu)件、X軸方向滑座構(gòu)件對工件兩側(cè)進行精確有軸承，保證了機構(gòu)的精度和壽命。采用的工件平臺將焊接工位與上下料工位分開，可以保護操作者的安全，提高操作的舒適度。整機采用PLC進行控制， 通過旋轉(zhuǎn)工件的方式進行焊接。工件旋轉(zhuǎn)采用步進電機驅(qū)動，傳動準(zhǔn)確。


圖1是本實用新型相貫線雙環(huán)縫自動焊接機的結(jié)構(gòu)立體示意圖。圖2是本實用新型所述回轉(zhuǎn)夾具的示意圖。圖3是本實用新型所述Y軸方向滑座構(gòu)件和X軸方向滑座構(gòu)件的示意圖。 圖4是圖1中局部放大圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型做進一步介紹如圖1所示， 一種相貫線雙環(huán)縫自動焊接機包括床身組件1,床身組件1為 馬鞍形，在床身組件1中安裝有動力裝置，另外在床身組件1的兩側(cè)各安裝有一個夾具箱3，每一個夾具箱3上各安裝有一套回轉(zhuǎn)夾具4，回轉(zhuǎn)夾具4由動力 裝置驅(qū)動。在床身組件1的后側(cè)安裝有兩根立柱21，兩立柱21之間安裝有偏心 滑塊機構(gòu)安裝板22。在偏心滑塊機構(gòu)安裝板22安裝有兩套偏心滑塊機構(gòu)5，每 套偏心滑塊機構(gòu)5上各安裝有一套焊槍組件6。在床身組件1上安裝有一導(dǎo)柱支架11，在導(dǎo)柱支架11上安裝有兩根導(dǎo)柱 12，在兩根導(dǎo)柱12上滑動安裝有工作平臺2，工作平臺2通過驅(qū)動裝置帶動， 沿導(dǎo)柱12在床身組件1上作往復(fù)水平移動，帶動安裝在其上的第一工件、第二工件舉托機構(gòu)7、 8從焊接工位到上、下料工位，通過工件平臺2將焊接工位與 上下料工位分開，可以保護操作者的安全，提高操作的舒適度。當(dāng)工作平臺2 將第一工件、第二工件舉托機構(gòu)7、 8送到上料工位時，操作者就可以將第一工 件9、第二工件10放在第一工件、第二工件舉托機構(gòu)7、 8的托架71、 81上， 工件放置后以后，工件平臺2水平移動，將第一工件、第二工件舉托機構(gòu)7、 8 連同第一工件9、第二工件10送至焊接工位，工件平臺2抵達焊接工位后，第 一工件、第二工件舉托機構(gòu)7、 8的舉升氣缸72、 82的活塞軸上行，將第一工 件9、第二工件10送到位。參看圖2，回轉(zhuǎn)夾具4中的氣缸41固定在夾具箱3的外側(cè)，空心主軸42通 過一對軸承43安裝夾具箱3的軸孔中，在空心主軸42上鍵設(shè)有一皮帶輪44， 動力裝置通過皮帶傳動機構(gòu)帶動空心主軸42轉(zhuǎn)動。在空心主軸42的一端固定有夾爪盤45,夾爪盤45隨空心主軸42轉(zhuǎn)動，在 夾爪盤45上對稱鉸鏈有一對夾爪46，每一個夾爪46上有一V形夾塊461。夾 爪張合構(gòu)件47為一 Y形構(gòu)件，其兩連臂471的一端分別與兩夾爪46鉸鏈，兩 連臂471的另一端與另一連臂472鉸鏈。在夾爪46與夾爪盤45鉸鏈處、兩連 臂471與夾爪46和另一連臂472的鉸鏈處均設(shè)置有軸承，以使各鉸鏈處轉(zhuǎn)動靈 活?；讟?gòu)件48、連桿49置于空心主軸42中，滑套構(gòu)件48包括外置滑套481 和內(nèi)置芯軸482，外置滑套481與內(nèi)置芯軸482之間設(shè)置有軸承483;內(nèi)置芯軸 482的另一端通過一萬向節(jié)50與氣缸41的活塞軸連接，外置滑套481與連桿 49的一端連接，連桿49的另一端與夾爪張合構(gòu)件47的另一連臂472連接。當(dāng)?shù)谝还ぜ?、第二工件舉托機構(gòu)7、 8的舉升氣缸72、 82的活塞軸將第一 工件9、第二工件10送到位后，氣缸41動作，氣缸41的活塞軸向內(nèi)回縮，通過萬向節(jié)49、內(nèi)置芯軸482、外置滑套481、連桿49帶動夾爪張合構(gòu)件47的另 一連臂472向后運動，另一連臂472通過兩連臂471帶動一對夾爪46收攏，將 第一工件9夾住，通過第一工件9再將第二工件10夾持住。夾持后第一工件9、 第二工件10后，空心轉(zhuǎn)軸42在皮帶傳動機構(gòu)的帶動下轉(zhuǎn)動，空心轉(zhuǎn)軸42的轉(zhuǎn) 動又帶動兩夾爪46、夾爪張合構(gòu)件47、連桿49轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)第一工件9、第二工 件10的回轉(zhuǎn)。由于與連桿49連接的外置滑套481與內(nèi)置芯軸482的運動是分 離的，因此內(nèi)置芯軸482不轉(zhuǎn)動，保證了氣缸41的活塞軸不轉(zhuǎn)動。參看圖4，安裝在偏心滑塊機構(gòu)安裝板22上的偏心滑塊機構(gòu)5中的步進電 機51固定在偏心滑塊機構(gòu)安裝板22上，直線導(dǎo)軌52安裝在偏心滑塊機構(gòu)安裝 板22上。為了便于調(diào)節(jié)直線導(dǎo)軌52的位置，在偏心滑塊機構(gòu)安裝板22上設(shè)置 有兩條調(diào)節(jié)槽221，安裝直線導(dǎo)軌52的螺栓穿過調(diào)節(jié)槽221與直線導(dǎo)軌52，這 樣就可以很方便地調(diào)節(jié)直線導(dǎo)軌52在偏心滑塊機構(gòu)安裝板22上的位置。偏心連桿(圖中未示出) 一端與偏心輪(圖中未示出)偏心鉸連，另一端 與滑塊53鉸鏈，偏心輪鍵設(shè)在步進電機51的輸出軸上?；瑝K53滑動地安裝在直線導(dǎo)軌52上，偏心滑塊機構(gòu)5的步進電機51為微 型調(diào)速電機，其通過偏心輪、偏心連桿及滑塊53、直線導(dǎo)軌52將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換 為往復(fù)的直線運動，由于第一工件9、第二工件10連接的相貫線的一周有兩個 高點和低點，所以當(dāng)?shù)谝还ぜ?、第二工件10旋轉(zhuǎn)一周時，偏心輪應(yīng)相應(yīng)旋轉(zhuǎn) 兩周。另外可以在偏心輪上裝有限位指針，用以確定偏心輪回轉(zhuǎn)的起點以及避 免累計誤差。參看圖1和圖3，焊槍組件6包括Y軸方向滑座構(gòu)件、X軸方向滑座構(gòu)件以 及Y軸方向滑座構(gòu)件夾頭61、 X軸方向滑座構(gòu)件夾頭62以及焊槍夾頭63。參看 圖3， Y軸方向滑座構(gòu)件和X軸方向滑座構(gòu)件的結(jié)構(gòu)相同，均包括一滑桿64、滑套65、導(dǎo)向鍵66、調(diào)節(jié)螺桿67、擋蓋68、手輪69，滑桿64和調(diào)節(jié)螺桿67 螺紋連接并置于滑套65內(nèi)，再從滑套65的兩端伸出，導(dǎo)向鍵66安裝滑桿64 上，在滑套65的內(nèi)壁上開設(shè)有一容導(dǎo)向鍵66滑動的滑槽651，擋蓋68安裝在 滑套65的一端，調(diào)節(jié)螺桿67從擋蓋68伸出，手輪69固定在調(diào)節(jié)螺桿67的伸 出端；在滑套65的另一端固定有一限位銷652，限位銷652和擋蓋68限制導(dǎo)向 鍵66只能在滑套65內(nèi)滑動，擋蓋68又限制調(diào)節(jié)螺桿67的軸向移動。Y軸方向滑座構(gòu)件中的滑桿64的一端固定在滑塊53上，Y軸方向滑座構(gòu)件 夾頭61夾在Y軸方向滑座構(gòu)件中的滑套65上和X軸方向滑座構(gòu)件的滑套65上， X軸方向滑座構(gòu)件夾頭62夾在X軸方向滑座構(gòu)件的滑桿64上，焊槍101安裝在 X軸方向滑座構(gòu)件夾頭62上。當(dāng)轉(zhuǎn)動Y軸方向滑座構(gòu)件中的手輪69，由于Y軸方向滑座構(gòu)件中的滑桿64 是固定在滑塊53上，因此Y軸方向滑座構(gòu)件中的滑桿64不動，而Y軸方向滑 座構(gòu)件中的滑套65相對動作，帶動夾在Y軸方向滑座構(gòu)件中的滑套65上的Y 軸方向滑座構(gòu)件夾頭61、 X軸方向滑座構(gòu)件、X軸方向滑座構(gòu)件夾頭62、焊槍 101實現(xiàn)Y軸方向的微調(diào)。轉(zhuǎn)動X軸方向滑座構(gòu)件上的手輪69，調(diào)節(jié)螺桿67轉(zhuǎn) 動，X軸方向滑座構(gòu)件上滑桿64在導(dǎo)向鍵66的導(dǎo)引下直線運動，帶動夾在X軸 方向滑座構(gòu)件的滑桿64上的X軸方向滑座構(gòu)件夾頭62及焊槍101實現(xiàn)X軸方 向的微調(diào)。通過微調(diào)，焊槍101就可以對焊接位置進行近似補償，在一定程度 上可以提高焊接質(zhì)量和效率。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu) 點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實 施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神 和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書 及其等效物界定。
權(quán)利要求1、一種相貫線雙環(huán)縫自動焊接機，其特征在于包括床身組件(1)；安裝在床身組件(1)上的動力裝置；活動安裝在床身組件(1)上并通過所述動力裝置驅(qū)動做往復(fù)水平運動的的工件平臺(2)；安裝在工件平臺(2)上隨工件平臺(2)水平運動的第一工件、第二工件舉托機構(gòu)(7)、(8)；安裝在床身組件(1)上的夾具箱(3)；安裝在夾具箱(3)上，由所述動力裝置驅(qū)動，用以夾持所述第一工件進而夾持第二工件并攜帶第一工件、第二工件進行回轉(zhuǎn)運動的回轉(zhuǎn)夾具(4)；安裝在床身組件(1)上的焊槍支架總成；安裝在焊槍支架總成上的偏心滑塊機構(gòu)(5)；安裝在偏心滑塊機構(gòu)(5)的滑塊(53)上，由所述滑塊(53)帶動實現(xiàn)水平往復(fù)運動的焊槍組件(6)，所述焊槍組件(6)上具有一實現(xiàn)第一工件、第二工件之間相貫線焊接的焊槍(101)；第一工件、第二工件舉托機構(gòu)(7)、(8)包括安裝在工件平臺上的舉升汽缸(72)、(82)和安裝舉升汽缸的活塞軸上的托件(71)、(81)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的相貫線雙環(huán)縫自動焊接機，其特征在于所述回 轉(zhuǎn)夾具(4)包括一固定安裝在所述夾具箱(3)上的氣缸(41)、通過軸承安裝在所 述所述夾具箱(3)中的空心主軸(42)、固定在空心主軸(42)上的夾爪盤(45)、對 稱鉸鏈于所述夾爪盤(45)上的一對夾爪(46)、置于所述空心主軸(42)中的滑套 構(gòu)件(4S)、連桿(49)以及置于一對夾爪(46)之間的夾爪張合構(gòu)件(47);所述滑套構(gòu)件(48)包括外置滑套(481)和內(nèi)置芯軸(482)，所述外置滑套(481)與內(nèi)置芯 軸(482)之間設(shè)置有軸承(483);所述內(nèi)置芯軸(482)通過一萬向節(jié)(40)與所述氣 缸(41)的活塞軸連接，所述外置滑套(481)與所述連桿(49)的一端連接，所述連 桿(49)的另一端與所述夾爪張合構(gòu)件(47)連接，所述夾爪張合構(gòu)件(47)的兩連 臂(471)分別與兩夾爪(46)鉸鏈，在所述空心主軸(42)上鍵設(shè)有一皮帶輪(44), 所述動力裝置通過皮帶傳動機構(gòu)帶動空心主軸(42)轉(zhuǎn)動。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的相貫線雙環(huán)縫自動焊接機，其特征在于所述焊 槍支架總成包括兩立柱(21)和連接在兩立柱(21)之間的偏心滑塊機構(gòu)安裝板 (22)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的相貫線雙環(huán)縫自動焊接機，其特征在于所述偏 心滑塊機構(gòu)(5)包括一步進電機(51)、 一偏心連桿、偏心輪、 一滑塊(53)、 一直 線導(dǎo)軌(52)，所述步進電機(51)和所述直線導(dǎo)軌(52)安裝在所述偏心滑塊機構(gòu) 安裝板(22)上，所述偏心連桿的一端與所述偏心輪偏心鉸鏈，另一端與所述滑 塊(53)鉸鏈，所述偏心輪鍵設(shè)在步進電機(51)的輸出軸上，所述滑塊(53)滑動 地安裝在直線導(dǎo)軌(52)上，所述焊槍組件(6)安裝在所述滑塊(53)上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的相貫線雙環(huán)縫自動焊接機，其特征在于所述焊 槍組件(6)包括Y軸方向滑座構(gòu)件、X軸方向滑座構(gòu)件以及Y軸方向滑座構(gòu)件夾 頭(61)、 X軸方向滑座構(gòu)件夾頭(62)以及焊槍夾頭(63)，所述Y軸方向滑座構(gòu)件 和X軸方向滑座構(gòu)件的結(jié)構(gòu)相同，均包括一滑桿(64)、滑套(65)、導(dǎo)向鍵(66)、 調(diào)節(jié)螺桿(67)、擋蓋(6S)、手輪(69)，所述滑桿(64)和調(diào)節(jié)螺桿(67)螺紋連接 并置于所述滑套(65)內(nèi)，再從所述滑套(65)的兩端伸出，所述導(dǎo)向鍵(66)安裝 所述滑桿(64)上，在所述滑套(65)的內(nèi)壁上開設(shè)有一容所述導(dǎo)向鍵滑動的滑槽 (651)，所述擋蓋(68)安裝在所述滑套(65)的一端，所述調(diào)節(jié)螺桿(67)從所述擋蓋(68)伸出，所述手輪(69)固定在所述調(diào)節(jié)螺桿(68)的伸出端；所述Y軸方向 滑座構(gòu)件中的滑桿(64)的一端固定在所述滑塊(53)上，所述Y軸方向滑座構(gòu)件 夾頭(61)夾在所述Y軸方向滑座構(gòu)件中的滑套(65)上和所述X軸方向滑座構(gòu)件 的滑套(65)上，所述X軸方向滑座構(gòu)件夾頭(62)夾在所述X軸方向滑座構(gòu)件的 滑桿(64)上，所述焊槍(101)安裝在所述X軸方向滑座構(gòu)件夾頭(62)上。
專利摘要一種相貫線雙環(huán)縫自動焊接機涉及一種圓管環(huán)縫焊接裝置，包括床身組件，安裝在床身組件上的動力裝置；活動安裝在床身組件上并通過所述動力裝置驅(qū)動做往復(fù)水平運動的工件平臺；安裝在工件平臺上隨工件平臺水平運動的第一工件、第二工件舉托機構(gòu)；安裝在床身組件上的夾具箱；安裝在夾具箱上，由所述動力裝置驅(qū)動，用以夾持所述第一工件進而夾持第二工件并攜帶第一工件、第二工件進行回轉(zhuǎn)運動的回轉(zhuǎn)夾具；安裝在床身組件上的焊槍支架總成；安裝在焊槍支架總成上的偏心滑塊機構(gòu)；安裝在偏心滑塊機構(gòu)的滑塊上，由所述滑塊帶動實現(xiàn)水平往復(fù)運動的焊槍組件，所述焊槍組件上具有一實現(xiàn)第一工件、第二工件之間相貫線焊接的焊槍。有益效果是整機采用PLC進行控制，通過旋轉(zhuǎn)工件的方式進行焊接，工件旋轉(zhuǎn)采用步進電機驅(qū)動，傳動準(zhǔn)確。
文檔編號B23K37/02GK201120539SQ20072019900
公開日2008年9月24日 申請日期2007年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
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