专利名称：全自动高速四轴双工位回转式焊接设备的制作方法
技术领域：
本发明是涉及一种焊接设备，特别是涉及一种特别适合于在汽车和其它机械行业中采用 的全自动高速四轴双工位回转式焊接设备。
背景技术：
国内的汽车、工程机械等其它机械行业中的机械零部件的焊接多为手工焊接，工人劳动 强度大、工作环境恶劣、生产效率低。少数的企业使用焊接机器人来进行焊接，但由于购买 成本过高，维护使用困难，很难在大多数企业中推广；国内焊接设备生产厂家生产的四轴双工 位自动焊接专机只适应各种小五金件的焊接，如空心刀柄，酒壶，名片盒，各种把手和其它类平 面封闭曲线焊缝的自动化焊接，因此具有使用的局限性；另外一种是数控四轴联动焊接机器 人，只可以对轿车，摩托车的排气筒管，减震器筒管进行全自动焊接，适用的范围也同样太局限 性，同时由于结构和无焊缝跟踪装置等原因，无法适用于大的工件的焊接，由于对工件的加工 精度要求过高，因此不太适用于汽车行业和工程机械等行业工件的焊接，无法在汽车和其它机 械行业中大力推广。
发明内容
本发明的目的就是提供一种采用四轴联动来进行焊接，通过数控编程可实现不同工件的 焊接，适用范围广，焊接稳定性好，焊缝质量好的全自动高速四轴双工位回转式焊接设备。
本发明的技术方案是这样的在机架上有由X，y，z三坐标系统，，其中Y轴坐标系底板是 机架上的回转工作台连接，在Y轴坐标系的底板上垂直连接有Z轴坐标系的机架，所述的底板 与滚珠丝杠副构成滚珠丝杠移动结构；在Z轴坐标系底板上垂直连接有X坐标系统，Z轴坐标 系底板与滚珠丝杠副构成滚珠丝杠移动结构；在X坐标系统中的X轴坐标系底板与滚珠丝杠副 构成滚珠丝杠移动结构；在X轴坐标系底板上通过焊枪调节系统连接有向外延伸的焊枪；R坐 标系统分别设在在机架的两个侧面，其中双工变位机工装固定盘是与双工变位机铰接并与焊 枪的位置相配合，从而实现采用伺服电机驱动X， y， z三坐标系统移动和R坐标系统旋转来实现 四轴联动来进行焊接，通过数控编程来实现不同的工件的焊接。其中X， y， z三坐标系统和R坐 标系统分开，X， y， z三坐标系统固定在一个180度的回转式工作台上，整个三坐标系统可180度 来回旋转，R旋转轴安装在变位机上，驱动变位机的双工位来进行旋转工件，以保证焊接工件时 总是处于水平的焊接位置；同时设计对称双工位变位机，采用双枪同时焊接， 一个变位机在焊接，另外一个变位机装卸工件，整个焊接系统在两个变位机上回转切换，最大限度的提高了工 作效率的目的。
采用焊枪调节系统连接，两个焊枪装置上各装有焊缝跟踪装置和焊枪位置自动调节机构 ，通过焊缝自动跟踪装置来检测焊枪的中心和焊缝中心的距离偏差，并通过智能处理系统来驱 动两个步进电机，通传动装置来进行焊枪的左右和高低位置的调节，从而来实现焊缝自动跟踪 的功能，保证了焊接时焊缝成形位置的正确性。
采用上述技术方案后，控制部分采用PLC可编程四轴驱动器和工控触摸屏来进行自动化 控制，四轴坐标系统均装有限位开关，可防止出现意外事故；同时辅助系统采用四轮恒速送丝 机构，送丝稳定，并装有断弧重启，保护气体输送时间检测装置等来检测其焊接过程，从而保证 了焊接的稳定性和焊缝质量的可靠和美观。
本发明的优点是采用四轴联动来进行焊接，通过数控编程可实现不同工件的焊接，适用范 围广；由于采用双枪双工位回转式焊接方式，生产效率高，同时装有焊缝跟踪装置和焊枪位置 自动调节机构，可自动跟踪焊缝，并采用四轮恒速送丝系统.，保证了焊接的稳定性和焊缝质量 的可靠和美观。
附图是本发明的实施例。
附图l是本发明的总体结构示图.
附图2是回转工作台结构示图。
附图3是三坐标系统的结构示图。
附图4是焊枪位置自动调节机构的正视图。
附图5是焊枪位置自动调节机构的左视图。
附图6是焊枪自动调节机构的总体结构示图。
附图7是剖视图C-C。
附图8是剖视图A-A。
附图9是B放大视图。
附图10是三坐标系统的俯视图。
附图ll是焊缝跟踪器和焊枪联接示图。
附图12是双工位变位机的结构示图。
具体实施例方式
本发明包括有回转工作台l、伺服电机2、机架3、底板4、精密滚动导轨副5、伺服电机
56、 Y轴坐标系底板7、滚珠丝杠副8、齿轮9、精密滚动导轨副IO、齿条ll、 Z坐标系统底板 12、精密滚动导轨副13、滚珠丝杠副14、伺服电机15、精密滚动导轨副16、滚珠丝杠副17、 伺服电机18、 X轴坐标系底板19、横梁20、 Z轴坐标系的机架21、步进电机22、支座23、齿轮 24、步进电机25、滚珠丝杠副26、底板27、底板28、滚珠丝杠副29、焊枪调节装置总成30、 竖方31、支架32、焊枪33、焊缝自动跟踪装置34、双工位变位机35、工装固定盘36、机架37 、同步驱动锥齿轮副38、伺服电动机39、螺栓40。
在机架3上有由X，y，z三坐标系统，，其中Y轴坐标系底板7是机架3上的回转工作台1连接 ，通过伺服电机2驱动可进行180度回转，Y轴坐标系底板7通过六组螺栓40安装在回转工作台 l上；在Y轴坐标系的底板4上垂直连接有Z轴坐标系的机架21，所述的底板4与滚珠丝杠副8构 成滚珠丝杠移动结构，Y轴坐标系的移动:通过伺服电机6驱动滚珠丝杠副8，带动底板4移动， 底板4固定在在精密滚动导轨副5上；在Z轴坐标系底板12上垂直连接有X坐标系统，Z轴坐标 系底板12与滚珠丝杠副14构成滚珠丝杠移动结构，Z轴坐标系的移动:通过伺服电机15驱动滚 珠丝杠副14，带动底板12移动；在X坐标系统中的X轴坐标系底板19与滚珠丝杠副17构成滚珠 丝杠移动结构，X轴的移动:通过伺服电机18驱动滚珠丝杠副17，带动底板19移动，底板19固 定在精密滚动导轨副16上;横梁20固定在底板19上面。；在X轴坐标系底板19上通过焊枪调节 系统连接有向外延伸的焊枪33; R坐标系统分别设在在机架3的两个侧面，其中双工变位机 35工装固定盘36是与双工变位机35铰接并与焊枪33的位置相配合。
所述的双工变位机35中的工装固定盘36的铰接轴与同步驱动锥齿轮副38构成齿轮传动结 构，伺服电机39转动带动同步驱动锥齿轮副38转动，使工装固定盘36转动，实现R坐标系统 的转动。
所述的焊枪调节系统是在X轴坐标系底板19上连接有横梁20，横梁20上有齿条，由齿条 与齿轮9构成齿轮齿条传动机构，所述的焊枪33连接在横梁20的一端。所述的横梁22具有齿 条ll，齿条11与精密滚动导轨副10构成移动结构，焊枪33是与精密滚动导轨副10连接。所述 的精密滚动导轨副10上连接有支座23，支座23上有由步进电机22、滚珠丝杠副29和底板28构 成的移动结构，焊枪33是与由底板组件连接。在所述的底板组件上连接有竖方31，焊枪33是 与竖方31连接。所述的底板4与滚珠丝杠副8构成滚珠丝杠移动结构中，滚珠丝杠副8是与伺 服电机6连接；Z轴坐标系底板12与滚珠丝杠副14构成滚珠丝杠移动结构中，滚珠丝杠副14是 与伺服电机16连接；在X坐标系统中的X轴坐标系底板19与滚珠丝杠副17构成滚珠丝杠移动结 构中，滚珠丝杠副17是与伺服电机18连接。
焊枪调节装置总成30固定在精密滚动导轨副10上，并通过齿轮24和齿条11可左右调节两者之间的距离。
焊枪调节系统:用四颗内六角螺钉将支座23固定在精密滚动导轨副10上，步进电机22驱动 滚珠丝杠副29带动底板28上下移动；步进电机25驱动滚珠丝杠副26带动底板27左右移动，竖方 31固定定在底板27上，焊枪33与焊缝自动跟踪装置34与支架32相联接，并与竖方31固定
双工位变位机:双工位变位机35安装在机架37上，通过伺服电动机39同步驱动锥齿轮副 38，从而带动工装固定盘36与三坐标系统同步旋转，焊接工件的工装夹具固定在工装固定盘 36上，焊接不同的零件时，需更换不同的工装。
权利要求
1.一种全自动高速四轴双工位回转式焊接设备，其特征在于在机架(3)上有由X，y，z三坐标系统，其中Y轴坐标系底板(7)是机架(3)上的回转工作台(1)连接，在Y轴坐标系的底板(4)上垂直连接有Z轴坐标系的机架(21)，所述的底板(4)与滚珠丝杠副(8)构成滚珠丝杠移动结构；在Z轴坐标系底板(12)上垂直连接有X坐标系统，Z轴坐标系底板(12)与滚珠丝杠副(14)构成滚珠丝杠移动结构；在X坐标系统中的X轴坐标系底板(19)与滚珠丝杠副(17)构成滚珠丝杠移动结构；在X轴坐标系底板(19)上通过焊枪调节系统连接有向外延伸的焊枪(33)；R坐标系统分别设在在机架(3)的两个侧面，其中双工变位机(35)工装固定盘(36)是与双工变位机(35)铰接并与焊枪(33)的位置相配合。
2 根据权利要求l所述的全自动高速四轴双工位回转式焊接设备，其 特征在于所述的焊枪调节系统是在X轴坐标系底板(19)上连接有横梁(20)，横梁(20) 上有齿条，由齿条与齿轮(9)构成齿轮齿条传动机构，所述的焊枪(33)连接在横梁(20 )的一端。
3 根据权利要求2所述的全自动高速四轴双工位回转式焊接设备，其 特征在于所述的横梁(22)具有齿条(11)，齿条(11)与精密滚动导轨副(10)构成移动 结构，焊枪(33)是与精密滚动导轨副(10)连接。
4 根据权利要求3所述的全自动高速四轴双工位回转式焊接设备，其 特征在于所述的精密滚动导轨副(10)上连接有支座(23)，支座(23)上有由步进电机( 22)、滚珠丝杠副(29)和底板(28)构成的移动结构，焊枪(33)是与由底板组件连接。
5 根据权利要求4所述的全自动高速四轴双工位回转式焊接设备，其 特征在于在所述的底板组件上连接有竖方(31)，焊枪(33)是与竖方(31)连接。
6 根据权利要求l所述的全自动高速四轴双工位回转式焊接设备，其 特征在于所述的双工变位机(35)中的工装固定盘(36)的铰接轴与同步驱动锥齿轮副(38 )构成齿轮传动结构。
7.根据权利要求l所述的全自动高速四轴双工位回转式焊接设备，其 特征在于所述的底板(4)与滚珠丝杠副(8)构成滚珠丝杠移动结构中，滚珠丝杠副(8) 是与伺服电机(6)连接；Z轴坐标系底板(12)与滚珠丝杠副(14)构成滚珠丝杠移动结构 中，滚珠丝杠副(14)是与伺服电机(16)连接；在X坐标系统中的X轴坐标系底板(19)与 滚珠丝杠副(17)构成滚珠丝杠移动结构中，滚珠丝杠副(17)是与伺服电机(18)连接。
全文摘要
一种全自动高速四轴双工位回转式焊接设备。其特点是在机架上有由X，y，z三坐标系统，其中Y轴坐标系底板是机架上的回转工作台连接，在Y轴坐标系的底板上垂直连接有Z轴坐标系的机架，在Z轴坐标系底板上垂直连接有X坐标系统，在X坐标系统中的X轴坐标系底板与滚珠丝杠副构成滚珠丝杠移动结构；在X轴坐标系底板上通过焊枪调节系统连接有向外延伸的焊枪；R坐标系统分别设在在机架的两个侧面。其优点是采用四轴联动来进行焊接，通过数控编程可实现不同工件的焊接，适用范围广；由于采用双枪双工位回转式焊接方式，生产效率高，同时装有焊缝跟踪装置和焊枪位置自动调节机构，可自动跟踪焊缝，从而保证了焊接的稳定性和焊缝质量的可靠和美观。
文档编号B23K9/12GK101585109SQ200910303510
公开日2009年11月25日 申请日期2009年6月22日 优先权日2009年6月22日
发明者鹏 刘 申请人:柳州市利林汽车配件厂