防水套管、管道配件自动专用焊机的制作方法

本发明专利提供一种自动焊接防水套管以及管道配件的专用焊机，通过可编程逻辑控制器(PLC)控制上气缸带动上模具并配合下模具与内撑模具将管子撑圆，并利用下气缸固定法兰中盘位置，最后由三个二氧化碳保护焊焊机焊接。同时，本发明还能焊接刚性套管等套管配件，还具有焊接波纹管补偿器等功能。属于自动控制、工业焊接等领域。

背景技术：

防水套管又叫穿墙套管，穿墙管。柔性防水套管一般适用于管道穿过墙壁之处受有振动或有严密防水要求的构筑物，套管部分加工完成后，在其外壁均刷底漆一遍(底漆包括樟丹或冷底子油)。防水套管分为刚性防水套管和柔性防水套管。两者主要是使用的地方不一样，柔性防水套管主要用在人防墙，水池等要求很高的地方，刚性防水套管一般用在地下室等管道需穿管道的位置。

在目前传统的防水套管以及套管配件的焊接过程中，均采用人工焊接，人工焊接主要有焊接速度慢，焊缝不均匀，焊接成本较高等问题。传统的焊接需要人工先将法兰中盘套在管子上，点焊好后，再以此焊接下盘中盘以及上盘，套法兰中盘时需要人工使用直尺校准，此过程会造成法兰中盘焊接高度不统一，不一致，并且传统工艺焊接繁琐，浪费了大量人工。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种全自动的焊接设备，代替人工焊接的高成本、高人力的传统焊接过程。通过采用PLC控制系统、空压机、气缸、气动换向电磁阀、减压阀、调速电机、支架，其特点是通过上气缸带动上模具并配合下模具与内撑模具使管子撑圆，下气缸以及机械手将法兰中盘拉到指定位置，然后通过焊枪处气缸使焊枪前进焊接位置，然后进行焊接。当焊接完一圈之后，焊机自动停止焊接。

为了达到上述焊接工艺，本发明由机械控制系统和电气控制系统两部分组成。其中，机械控制系统分为主设备和模具两部分。主设备包括设备旋转支架、设备底座转盘、机械手、焊枪支架等部分组成，模具是使管子撑圆，方便焊接。主设备配合模具，工作中先将法兰下盘放在转盘上的下模具上，然后将管子套在内撑模具上，放在法兰下盘上，将法兰中盘套在机械手上，上气缸带动有锥度的上模具下压，将管子撑圆，下气缸带动机械手将中盘下拉至指定焊接位置，然后上缸升，将上盘放在管子上，下压。动作完成后焊枪处气缸带动焊枪转动至焊接处，设备旋转处电机带动设备旋转，旋转四分之一后，在旋转处接近开关的感应下设备旋转停止，然后进行焊接，焊接完一圈之后，设备翻转复位，旋转四分之一后，在复位处接近开关的感应下设备复位旋转停止。之后焊枪处气缸带动焊枪旋转复位，机械手撑开，上气缸上升，焊接完成。模具尺寸比套管管子内径小2-3mm，模具内壁成一定锥度，当上气缸带动有锥度的上模具下压时，与转盘处的有锥度的下模具配合使内撑模具在压力的作用下撑开，将管子撑圆。

波纹管补偿器焊接时，先将法兰与波纹管在内撑模具上将波纹管与法兰撑紧，内撑模具为六瓣。撑紧后，将波纹管连同法兰放入设备上，在上下以及左右定轮的固定下，焊枪沿着法兰边缘将法兰与波纹管焊接牢固，完成波纹管补偿器的焊接。

电气控制系统主要为可编程逻辑控制器(PLC)控制系统，配合气动电磁阀，接近开关，光敏电阻传感器，触摸屏等元件完成上述动作。光敏电阻传感器用于检测二保焊机焊接时是否出现焊嘴堵住不出丝，导致焊接时出现漏焊。当焊接正常时，二保焊机焊枪处发出的光刺激光敏电阻传感器起作用，继电器导通使焊接继续进行；当焊接时出现焊枪口堵死等情况时，二保焊机焊枪不进行焊接，此时没有光源，光敏电阻传感器接受不到光源，继电器不导通，使焊接停止，以此起到自动检测的功能。

本发明采用自动控制系统，通过PLC控制气缸，带动上模具，并与下模具配合内撑模具，完成套活。最后通过焊枪焊接，光敏电阻传感器检测光源，完成焊接。此发明同时也具有焊接压兰和刚性套管的功能。

附图说明

附图1为自动焊机结构示意图。

附图2为机械手结构示意图。

附图3为焊枪架结构示意图。

附图4为上下模具及内撑模具结构示意图。

附图5为模具与套管管子、法兰示意图。

附图6为焊枪导轮结构示意图。

附图7为波纹管内撑模具示意图。

附图8为波纹管焊接焊枪与导轮示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步阐述本新型实用性发明的具体实施、工作原理。

如图1，将通过两个节流阀将空气压缩机的气压一个控制在0.6-0.7MPa，供上下两个气缸使用，另一个控制在0.4-0.5MPa，供机械手处气缸以及焊枪支架处气缸使用，通过四个气动电磁阀分别控制四个气缸。通过三相电机带动设备进行旋转，并通过两个接近开关使其停止。工作中，先将法兰下盘放入下模具，再讲管子连同内撑模具放在下盘上，将法兰中盘套在机械手上，然后上气缸下压将管子撑圆，之后下气缸带动法兰中盘到达管子中心位置，然后上气缸升，将法兰上盘放在管子上，之后上气缸下压，将管子与法兰挨紧。焊枪处气缸带动焊枪架前进，使导轮顶在管子与法兰上。电机带动设备旋转，停止后，减速电机带动转盘旋转，焊机进行焊接。焊接完一圈后，转盘停止，设备旋转复位。焊枪处气缸带动焊枪架离开焊接处，机械手撑开，上气缸带动上模具上升，下气缸带动机械手上升，焊接完成。

如图2为新型实用性发明的机械手结构示意图，有一个双向气缸带动机械手的两侧进行张开和闭合，使用 前先根据中盘法兰的外径大小，通过图中关节1、2、3处进行调整，调整至相对应的大小。机械手4处穿一根20mm的丝杠，通过螺丝定中盘法兰的高度，并与下气缸相连，来带动机械手的上升与下降。工作时，通过双向气缸收缩来对机械手进行张开与闭合的操作。

如图3为焊枪架结构示意图，用一个行程为700mm的SC标准气缸，将图中所示1固定在设备上，气缸内部通气时，气缸轴带动图中1与2运动，使焊枪轴旋转，从而达到焊枪前进后退的要求。

如图4、图5为套管上下模具以及内撑模具结构以及模具与管子、法兰结合示意图，内撑模具分为三瓣，上模具连接在上气缸上，下模具固定在转盘上，内撑模具外径与管子内径相同，将内撑模具分为三瓣，并将每瓣模具的弧长减少3-4mm，使其收缩后小于管子内经。工作时，将法兰下盘放在下模具上，管子套在内撑模具上，上气缸下压，通过上下模具的作用，将内撑模具撑开，使管子撑圆，机械手臂带动法兰中盘到达管子中间，上气缸上升，将上盘放在管子上，下压后将法兰盘固定牢固。

如图6为焊枪导轮结构示意图，焊枪导轮结构为中间凹两边凸出，凸出的两边一边抗在管子上，另一边抗在法兰盘上，二保焊的焊枪嘴位置固定在法兰盘与管子的焊接处，焊接时，导轮随着管子与法兰转动，使焊枪随着焊接处走，完成焊接工作。

如图7为波纹管内撑模具示意图，波纹管模具分为六瓣，在底部通过螺丝与橡胶圈固定在底座圆盘上，使其能在圆盘上滑动。通过液压缸拉动图中销子使其上下活动，当销子向下时，六瓣模具随着圆盘上的滑道外扩， 使模具撑大，将波纹管撑紧在法兰盘上，当销子向上时，六瓣模具在橡胶圈的弹力作用下收缩。

如图8为波纹管焊接焊枪与导轮示意图，波纹管焊接时，通过上下伸缩导轮在法兰盘上滚动固定焊枪高度，通过左右伸缩导轮在法兰盘内壁上滚动固定焊枪离法兰盘的距离。焊接时通过两个导轮固定焊枪的位置，使焊枪始终沿着与法兰相等的距离焊接，使焊缝均匀平滑。