一种薄壁管自动焊接装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机械工程领域，尤其涉及一种薄壁管自动焊接装置。
【背景技术】
[0002]小型薄壁管由于其有良好的力学性能，便于生产制造，因此在各工业部门、日常生活中得到了广泛而大量的使用。比如在帐篷，简易厂房的搭建上可以用作顶梁;可在家用下水管道，导气管道中应用。但是目前中国薄壁管焊接的自动化与半自动化率仍不足30%，手工焊接占有相当大的比例。而手工焊接一方面要求焊工有熟练的操作技能，丰富的操作经验，稳定的操作水平，另一方面，焊接有是一种劳动条件差，烟尘多，热辐射大，危险性高的工作。并且，在实际操作和生产中，由于受到焊接者技能水平，工作情绪以及一些其他客观因素的影响，加工质量和加工精度得不到保证，产品一致性较差，焊接效率相对较低。
【发明内容】
[0003]为了克服在该种薄壁管焊接方面技术上存在的不足，本发明设计了一种薄壁管自动焊接装置，该装置不仅能保证焊接时焊枪工作的稳定，保证焊缝的质量和焊接效率，而且其本身的设计理念也为其他管道相交相贯线焊接提供了一种思路。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用了一下技术方案:
[0005]—种薄壁管自动焊接装置，该装置包括焊枪、焊枪座、三角形顶板、16轴、上面板、固定架、滚子架、小凸轮、大凸轮、下面板、电机座、两个Z型顶件、工作台、主轴、凸轮轴和20轴，两个Z型顶件通过螺钉固定在工作台上，主轴分别通过设置轴承与工作台、上面板和下面板相配合，并与电机座中的电机相连，主轴通过设置锥齿轮与凸轮轴相连接，所述的凸轮轴通过设置凸轮轴支架固定在下面板上，并通过设置键销与大凸轮和小凸轮做同步转动，所述的小凸轮通过设置滚子与滚子架相接触，滚子架连接在固定架上，固定架的两端分别设置两根20轴，所述的20轴上端设置滑块，所述的滑块上端设置架子，架子两端分别设置滑轨，所述的大凸轮通过设置滚子与16轴相接触，所述的16轴的顶端通过设置轴承与三角形顶板相配合，三角形顶板与焊枪座相固定，所述的焊枪座两端分别通过设置轴承在架子两端的滑轨内滚动，所述的焊枪紧密插在焊枪座内。
[0006]作为进一步改进，所述的主轴上端设置中空部分。
[0007]作为进一步改进，所述的三角形顶板与16轴上端轴承接触处设置滑动轨道。
[0008]作为进一步改进，所述的滑轨为弧形滑轨。
[0009]按照本发明设计的薄壁管焊接装置，具有以下明显特点:
[0010]1.该装置结构简易，易于制造和搬运。
[0011 ] 2.可以长时间稳定工作，效率较高，克服了手工焊接的缺点。
[0012]3.该装置利用凸轮来实现焊接轨迹的跟踪，可行性强，创新性强。
[0013]4.成本低廉，使用方便，易于维护。
【附图说明】
[0014]图1为本薄壁管焊接装置总装示意图。
[0015]图2为焊枪使动装置示意图。
[0016]图3为中主轴的全剖视图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做一个详细的说明。
[0018]一种薄壁管自动焊接装置，该装置包括焊枪2、焊枪座3、三角形顶板4、16轴5、上面板7、固定架8、滚子架9、小凸轮10、大凸轮11、下面板12、电机座13、两个Z型顶件14、工作台15、主轴16、凸轮轴17和20轴19，两个Z型顶件14通过螺钉固定在工作台15上，所述的主轴16上端设置中空部分，主轴16分别通过设置轴承与工作台15、上面板7和下面板12相配合，并与电机座13中的电机相连，主轴16通过设置锥齿轮与凸轮轴17相连接，所述的凸轮轴17通过设置凸轮轴支架固定在下面板12上，并通过设置键销与大凸轮11和小凸轮10做同步转动，所述的小凸轮10通过设置滚子与滚子架9相接触，滚子架9连接在固定架8上，固定架8的两端分别设置两根20轴19，所述的20轴19上端设置滑块6，所述的滑块6上端设置架子I，架子I两端分别设置弧形滑轨，所述的大凸轮11通过设置滚子与16轴5相接触，所述的16轴5的顶端通过设置轴承与三角形顶板4相配合，所述的三角形顶板4与16轴5上端轴承接触处设置滑动轨道，三角形顶板4与焊枪座3相固定，所述的焊枪座3两端分别通过设置轴承在架子I两端的弧形滑轨内滚动，所述的焊枪2紧密插在焊枪座3内。
[0019]参见附图1，本发明由被焊接件承载装置和焊枪使动装置构成。其中焊接件承载装置中，两个Z型顶件14通过螺钉固定在工作台15上。工作台15与主轴16配合，主轴16通过轴承与上面板7和下面板12配合，并与电机座13中的电机相连，进行动力传输，保证工作台15带动被焊接工件做旋转运动。
[0020]参见附图2，在焊枪使动装置中，主轴16通过锥齿轮与凸轮轴17相连接，并带动大凸轮11和小凸轮10做同步转动，其中小凸轮10转动通过滚子架9使得由固定架8固定在一起的20轴19带动其以上的构件运动。而大凸轮11转动推动16轴5使得其顶端的轴承在三角形顶板4的轨道内滚动，从而使得三角形顶板4推动焊枪座3带动焊枪2在架子I内运动。
[0021]使用本装置时，将一根展角为120°的薄壁管与另一根薄壁直管正交并通过Z型顶件14固定在工作台15上后，开启电机。电机带动主轴16转动和通过锥齿轮使得凸轮轴17转动。其中主轴16的转动保证被焊接工件做旋转运动，而凸轮轴17的转动使得大凸轮11和小凸轮10与工作台同步转动。其中大凸轮11的作用是用来控制焊枪的上下运动以跟踪轨迹，小凸轮10的作用是用来控制焊枪头始终与焊接点的法平面保持在合理角度之内，使得焊枪2的头部能够完成焊接轨迹。
[0022]参见附图3，其中主轴16上端设有中空部分，可以满足完全贯穿正交管的焊接，SP相贯线上半部分焊接完成后，可翻转将竖直管插入主轴16的中空部分，以焊接相贯线下半部分。
[0023]通过对一根展角为120°的薄壁管与另一根薄壁直管正交形成的相贯线数学模型的研究，并且保证焊枪头焊接相贯线上任意一点时与该点法平面维持在30°-50°之间以确保焊丝溶液的均匀和焊接轨迹的平滑，本发明设计出了两个凸轮，其中大凸轮的作用是用来控制焊枪的上下运动以跟踪轨迹，小凸轮的作用是用来控制焊枪头始终与焊接点的法平面保持在合理角度之内。同时，用来安放被焊接工件的工作台也做同步旋转运动，使得焊枪头能够走玩相贯线轨迹。
[0024]在装置中，本发明采用电机直接控制工作台带动工件做旋转运动，同时利用锥齿轮改变传动方向带动大凸轮和小凸轮转动使得焊枪上下运动，而安装焊枪的焊枪座在特别设计的滚子架中滑动使得焊枪能够进行前后进给运动，小凸轮则是带动滚子架进而带动焊枪座运动使得焊枪能够始终与焊接点的夹角维持在合理角度之内，以达到实现设计该装置的目的。
【主权项】
1.一种薄壁管自动焊接装置，其特征在于:该装置包括焊枪(2)、焊枪座(3)、三角形顶板(4)、16轴(5)、上面板(7)、固定架(8)、滚子架(9)、小凸轮(10)、大凸轮(11)、下面板(12)、电机座(13)、两个Z型顶件(14)、工作台(15)、主轴(16)、凸轮轴(17)和20轴(19)，两个Z型顶件(14)通过螺钉固定在工作台(15)上，主轴(16)分别通过设置轴承与工作台(15)、上面板(7)和下面板(12)相配合，并与电机座(13)中的电机相连，主轴(16)通过设置锥齿轮与凸轮轴(17)相连接，所述的凸轮轴(17)通过设置凸轮轴支架固定在下面板(12)上，并通过设置键销与大凸轮(11)和小凸轮(10)做同步转动，所述的小凸轮(10)通过设置滚子与滚子架(9)相接触，滚子架(9)连接在固定架(8)上，固定架(8)的两端分别设置两根20轴(19)，所述的20轴(19)上端设置滑块(6)，所述的滑块(6)上端设置架子(I)，架子(I)两端分别设置滑轨，所述的大凸轮(11)通过设置滚子与16轴(5)相接触，所述的16轴(5)的顶端通过设置轴承与三角形顶板(4)相配合，三角形顶板(4)与焊枪座(3)相固定，所述的焊枪座(3)两端分别通过设置轴承在架子(I)两端的滑轨内滚动，所述的焊枪(2)紧密插在焊枪座(3)内。2.根据权利要求1所述的一种薄壁管自动焊接装置，其特征在于:所述的主轴(16)上端设置中空部分。3.根据权利要求1所述的一种薄壁管自动焊接装置，其特征在于:所述的三角形顶板(4)与16轴(5)上端轴承接触处设置滑动轨道。4.根据权利要求1所述的一种薄壁管自动焊接装置，其特征在于:所述的滑轨为弧形滑轨。
【专利摘要】本发明属于机械工程领域，尤其涉及一种薄壁管自动焊接装置。一种薄壁管自动焊接装置,该装置包括焊枪、焊枪座、三角形顶板、16轴、上面板、固定架、滚子架、小凸轮、大凸轮、下面板、电机座、两个Z型顶件、工作台、主轴、凸轮轴和20轴。按照本发明设计的薄壁管焊接装置，具有以下明显特点：1.该装置结构简易，易于制造和搬运。2.可以长时间稳定工作，效率较高，克服了手工焊接的缺点。3.该装置利用凸轮来实现焊接轨迹的跟踪，可行性强，创新性强。4.成本低廉，使用方便，易于维护。
【IPC分类】B23K9/12, B23K9/32, B23K9/02
【公开号】CN105583494
【申请号】CN201510937503
【发明人】王勇, 王磊, 周小青, 周俊, 陈锦祥
【申请人】南通职业大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月15日