卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装，包括支撑底架（1）、翻转轴（2）、工件支撑部件（3）、焊接机械臂（4）和电控装置（5）；支撑底架固定安装于地面；翻转轴安装在支撑底架的上部内侧面，至少一件翻转轴上设有翻转驱动装置（21）；工件支撑部件的两端分别与翻转轴固定连接，包括圆盘平板结构的工件支撑板（31），工件支撑板的上表面上沿圆周方向设置有多个的压紧装置（32）和定位装置（33），工件支撑板上还设有镂空的槽型结构；电控装置包括工业控制计算机。本卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装能够实现自动化操作，降低人为因素对卷盘翼板生产进度的影响，生产效率高，同时可以保证卷盘翼板的拼焊质量。
【专利说明】
卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种拼焊工装，具体是一种卷盘喷灌机卷盘翼板的自动拼焊工装，属于喷灌设备装备技术领域。
【背景技术】
[0002]喷灌是利用喷头等专用设备把有压水喷洒到空中，形成水滴落到地喷灌面和作物表面的灌溉方法，喷灌机又称喷灌机具、喷灌机组，即喷灌所采用的专用设备。
[0003]卷盘式喷灌机是喷灌机中比较常见的一种，是将牵引PE管缠绕在绞盘上、利用喷灌压力水驱动变速箱带动绞盘旋转，并牵引喷头车自动移动和喷洒的灌溉机械，卷盘喷灌机能够灌溉大面积的农田，也可以根据喷头控制喷水量的大小，以满足使用者对喷灌水量的不同要求，是农田节水灌溉通常选用的喷灌设备。
[0004]卷盘式喷灌机的卷盘一般通过支撑架架设在支撑底架上，通常包括筒体和设置在筒体两端用于在筒体上形成PE管容纳空间及支撑筒体和卷盘旋转轴的翼板，翼板通常是圆盘状结构，现有技术中翼板通常为减轻卷筒整体重量采用中空框架结构，如图1所示，即翼板一般包括支撑筋、定位圈、护板和中心支撑板，多个支撑筋沿定位圈径向方向设置、沿定位圈圆周方向均布与定位圈和位于定位圈中心位置的中心支撑板焊接固定，多个扇形结构的护板沿圆周方向均布与定位圈、支撑筋及中心支撑板焊接固定，支撑筋、定位圈、护板和中心支撑板共同围成框架结构，由于翼板的内侧面及外侧面上均有焊缝、且外侧面焊接扇形护板的焊缝较多，因此这种中空框架结构在拼点及焊接过程中为防止焊接变形通常需要进行多次翻转拼点及焊接，通常采用人工操作焊接，这种传统的加工方式存在以下缺陷:
[0005]1.翼板在拼点及焊接过程中进行翻转，尺寸小、质量轻的翼板工件通常采用人工翻转，尺寸大、质量大的翼板工件通常需采用起重设备进行翻转，翻转过程操作人员不仅劳动强度大，而且翼板工件在翻转过程中有磕碰变形的风险；
[0006]2.由于采用人工进行拼点及焊接操作，因此操作人员的责任心、情绪等人为因素对生产进度的影响较大，设备自动化程度低，设备利用率低，产能不能保证；
[0007]3.人工拼点、焊接操作对操作人员的技能及熟练程度要求较高，多个操作人员的操作熟练程度参差不齐也在不同程度上影响生产进度，且易造成产品质量不稳定。
【发明内容】
[0008]针对上述问题，本实用新型提供一种卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装，能够实现自动化操作，降低人为因素对卷盘翼板生产进度的影响，生产效率高，同时可以保证卷盘翼板的拼焊质量。
[0009]为实现上述目的，本卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装包括支撑底架、翻转轴、工件支撑部件、焊接机械臂和电控装置；
[0010]所述的支撑底架对称设置为两件、固定安装于地面；
[0011]所述的翻转轴设置为两件，两件翻转轴同心设置，两件翻转轴的一端通过轴承座安装在支撑底架的上部内侧面，至少一件翻转轴上设有与安装在支撑底架或地面上的翻转驱动装置；
[0012]所述的工件支撑部件的两端分别与翻转轴的另一端固定连接，包括圆盘平板结构的工件支撑板，工件支撑板的上表面上沿圆周方向设置有多个的压紧装置和定位装置，压紧装置包括固定安装在工件支撑板上的支撑座、安装在支撑座上的伸缩控制机构和安装在伸缩控制机构伸缩端上的压头，定位装置包括定位圈定位机构、支撑筋定位机构、护板定位机构和中心支撑板定位机构，工件支撑板上对应翼板外侧面焊缝的位置还设有镂空的槽型结构；
[0013]所述的焊接机械臂固定安装在地面上或支撑底架上，包括坐标控制机构和安装在端部的焊枪；
[0014]所述的电控装置包括工业控制计算机、电源回路、拼点控制回路、翻转控制回路和焊接控制回路，工业控制计算机分别与翻转驱动装置和焊接机械臂电连接。
[0015]作为本实用新型的优选方案，所述的工件支撑部件还包括支撑框架，支撑框架是中空的框型结构，所述的工件支撑板设置在支撑框架框型结构内部、且工件支撑板的中心位置通过旋转驱动机构与支撑框架安装连接。
[0016]作为本实用新型的一种实施方式，所述的翻转驱动装置和工件支撑部件的旋转驱动机构均包括电动机和变速箱，电动机的输出轴分别与变速箱的输入轴固定连接，翻转驱动装置的变速箱的输出轴通过连接机构与翻转轴连接，工件支撑部件的旋转驱动机构的变速箱的输出轴通过连接机构与工件支撑板的中心位置连接;所述的电控装置的工业控制计算机分别与翻转驱动装置和工件支撑部件的旋转驱动机构的电动机电连接。
[0017]作为本实用新型的另一种实施方式，本卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装还包括液压栗站，液压栗站包括控制阀组，所述的翻转驱动装置和工件支撑部件的旋转驱动机构均包括液压马达，液压栗站的控制阀组分别通过液压管路与液压马达连接，翻转驱动装置的液压马达的输出轴通过连接机构与翻转轴连接，工件支撑部件的旋转驱动机构的液压马达的输出轴通过连接机构与工件支撑板的中心位置连接;所述的电控装置的工业控制计算机与液压栗站和控制阀组电连接。
[0018]作为本实用新型的进一步改进方案，所述的压紧装置的伸缩控制机构是液压缸，液压缸通过液压管路与液压栗站的控制阀组连接。
[0019]作为本实用新型的进一步改进方案，本卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装还包括压力气源，压力气源包括控制阀组，所述的压紧装置的伸缩控制机构是气缸，气缸通过气路管路与压力气源的控制阀组连接，所述的电控装置的工业控制计算机与压力气源的控制阀组电连接。
[0020]作为本实用新型的进一步改进方案，所述的焊接机械臂上的焊枪上设有距离传感器，所述的距离传感器与所述的电控装置的工业控制计算机电连接。
[0021]与现有技术相比，本卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装是以水平的工件支撑板的上表面作为拼点基准面，利用定位装置和压紧装置将翼板工件的各零部件定位并压紧在工件支撑板的上表面上可以保证拼点前各零部件的准确位置定位，拼点或焊接时通过控制翻转驱动装置可以使工件支撑部件沿驱动翻转轴的轴线翻转180°，即实现工件支撑部件的翻个儿，进而实现降低操作人员的劳动强度、防止翼板工件磕碰变形；由于工件支撑板上对应翼板外侧面焊缝的位置还设有镂空的槽型结构，因此可以自工件支撑板背面的镂空槽型结构对需焊接的位置进行拼点或焊接，不需拆卸后对翼板工件进行翻个儿，拼点和焊接的效率较高；由于设有焊接机械臂和电控装置，因此通过工业控制计算机根据设定程序控制焊接机械臂的动作可以实现自动拼点和焊接，不仅可以降低人为因素对卷盘翼板生产进度的影响、生产效率高，而且可以保证卷盘翼板的拼焊质量，特别适用于卷盘喷灌机卷盘翼板的拼点与焊接工序。
【附图说明】
[0022]图1是卷盘喷灌机卷盘翼板的结构示意图；
[0023]图2是本实用新型的结构不意图。
[0024]图中:1、支撑底架，2、翻转轴，21、翻转驱动装置，3、工件支撑部件，31、工件支撑板，32、压紧装置，33、定位装置，34、支撑框架，4、焊接机械臂，5、电控装置。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0026]如图2所示，本卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装包括支撑底架1、翻转轴2、工件支撑部件3、焊接机械臂4和电控装置5。
[0027]所述的支撑底架I对称设置为两件、固定安装于地面。
[0028]所述的翻转轴2设置为两件，两件翻转轴2同心设置，两件翻转轴2的一端通过轴承座安装在支撑底架I的上部内侧面，至少一件翻转轴2上设有与安装在支撑底架I或地面上的翻转驱动装置21，翻转驱动装置21可以驱动翻转轴2沿其轴线至少180°范围内旋转。
[0029]所述的工件支撑部件3的两端分别与翻转轴2的另一端固定连接，包括圆盘平板结构的工件支撑板31，工件支撑板31的上表面上沿圆周方向设置有多个的压紧装置32和定位装置33，压紧装置32包括固定安装在工件支撑板31上的支撑座、安装在支撑座上的伸缩控制机构和安装在伸缩控制机构伸缩端上的压头，定位装置33包括用于对定位圈进行位置定位的定位圈定位机构、用于对支撑筋进行位置定位的支撑筋定位机构、用于对护板进行位置定位的护板定位机构和用于对中心支撑板进行位置定位的中心支撑板定位机构，工件支撑板31上对应翼板外侧面上焊缝的位置还设有镂空的槽型结构。
[0030]所述的焊接机械臂4固定安装在地面上或支撑底架I上，包括坐标控制机构和安装在端部的焊枪，坐标控制机构可以控制焊接机械臂4动作使安装在焊接机械臂4上的焊枪靠近翼板工件进行拼点及焊接。
[0031]所述的电控装置5包括工业控制计算机、电源回路、拼点控制回路、翻转控制回路和焊接控制回路，工业控制计算机分别与翻转驱动装置21和焊接机械臂4电连接。
[0032]本卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装在使用前，平板结构的工件支撑板31的上表面位于上方、处于水平初始状态，压紧装置32处于完全松开的初始状态，焊接机械臂4位于远离工作区域的初始位置。
[0033]在使用时，以水平的工件支撑板31的上表面作为基准面，先将翼板的多个扇形结构的护板沿圆周方向均布放置在工件支撑板31的上表面上、并通过护板定位机构进行位置定位，将支撑筋依次放置在护板之间的位置、并通过支撑筋定位机构和压紧装置32进行位置定位和压紧，将中心支撑板放置在中心位置、并通过中心支撑板定位机构和压紧装置32进行位置定位和压紧，最后将定位圈放置在外圈位置、并通过定位圈定位机构和压紧装置32进行位置定位和压紧，即完成翼板工件的整体定位和压紧;开启电控装置5的电源，拼点控制回路开始工作后，工业控制计算机控制焊接机械臂4按照设定程序动作使安装在焊接机械臂4上的焊枪移动至程序设定的翼板工件的零点位置，然后工业控制计算机控制焊接机械臂4上下动作进行引弧并拼点，然后工业控制计算机控制焊接机械臂4移动至程序设定的翼板工件的下一工作点位置继续引弧并拼点，依次类推，至程序设定的翼板工件的最后一工作点位置完成引弧并拼点后即完成翼板内侧面的拼点工作，焊接机械臂4移动至初始位置；
[0034]翻转控制回路开始工作，工业控制计算机控制翻转驱动装置21动作使工件支撑部件3沿驱动翻转轴2的轴线翻转180°，工件支撑板31的底平面即位于上方，同前所述，工业控制计算机控制焊接机械臂4动作完成翼板外侧面的拼点工作；
[0035]焊接控制回路开始工作，工业控制计算机根据程序设定的焊缝轨迹控制焊接机械臂4动作对翼板工件进行焊接，焊接过程中工业控制计算机根据程序设定进行适时翻转工件支撑部件3至程序设定的角度以进行侧面焊缝的焊接和防止焊接变形，至程序设定的翼板工件的焊缝轨迹末端时即完成翼板内侧面及外侧面的整体焊接工作，焊接机械臂4移动至初始位置，松开压紧装置32后即可将翼板组件整体取下或吊出。
[0036]所述的焊接机械臂4可以采用活动范围较大的多关节机械臂，也可以采用活动范围较小的关节机械臂，由于前者体型较大、占用空间大，且前者准确坐标控制相对于后者较困难，同时前者相对于后者要昂贵很多、不经济，因此优选后者，即，作为本实用新型的优选方案，所述的焊接机械臂4是活动范围较小的关节机械臂;所述的工件支撑部件3还包括支撑框架34，支撑框架34是中空的框型结构，所述的工件支撑板31设置在支撑框架34框型结构内部、且工件支撑板31的中心位置通过旋转驱动机构与支撑框架34安装连接，旋转驱动机构可以驱动工件支撑板31沿其中心做圆周旋转运动;拼点焊接过程中通过工业控制计算机控制旋转驱动机构驱动工件支撑板31旋转即可以实现焊接机械臂4的定点作业，进而实现较小的占用空间和准确坐标控制。
[0037]由于电动控制易于实现，因此作为本实用新型的一种实施方式，所述的翻转驱动装置21和工件支撑部件3的旋转驱动机构均包括电动机和变速箱，电动机的输出轴分别与变速箱的输入轴固定连接，翻转驱动装置21的变速箱的输出轴通过连接机构与翻转轴2连接，工件支撑部件3的旋转驱动机构的变速箱的输出轴通过连接机构与工件支撑板31的中心位置连接，所述的电控装置5的工业控制计算机分别与翻转驱动装置21和工件支撑部件3的旋转驱动机构的电动机电连接，通过工业控制计算机控制电动机的正反转可实现工件支撑部件3的翻转和工件支撑板31的旋转。
[0038]由于液压控制具有较高的稳定输出力，利于整体翻转较重的工件支撑部件3、旋转较重的承载翼板工件的动支撑板34，且可防止电动机的过载，因此作为本实用新型的另一种实施方式，本卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装还包括液压栗站，液压栗站包括控制阀组，所述的翻转驱动装置21和工件支撑部件3的旋转驱动机构均包括液压马达，液压栗站的控制阀组分别通过液压管路与液压马达连接，翻转驱动装置21的液压马达的输出轴通过连接机构与翻转轴2连接，工件支撑部件3的旋转驱动机构的液压马达的输出轴通过连接机构与工件支撑板31的中心位置连接，所述的电控装置5的工业控制计算机与液压栗站和控制阀组电连接，通过工业控制计算机控制液压栗站及控制阀组工作进而实现液压马达驱动工件支撑部件3翻转和工件支撑板31旋转。
[0039]为了在拼点操作过程中减轻操作人员的劳动强度，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的压紧装置32的伸缩控制机构是液压缸，液压缸通过液压管路与液压栗站的控制阀组连接，通过工业控制计算机控制液压栗站及控制阀组工作实现压紧翼板工件、减轻操作人员的劳动强度。
[0040]由于气压控制具有反应快的特点，且压紧翼板工件通常不需要太大的力量，因此作为本实用新型的进一步改进方案，本卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装还包括压力气源，压力气源包括控制阀组，所述的压紧装置32的伸缩控制机构是气缸，气缸通过气路管路与压力气源的控制阀组连接，所述的电控装置5的工业控制计算机与压力气源的控制阀组电连接，通过工业控制计算机控制压力气源及控制阀组工作实现压紧翼板工件、减轻操作人员的劳动强度。
[0041]为了实现更准确地控制距离对翼板工件进行引弧拼点和焊接，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的焊接机械臂4上的焊枪上设有距离传感器，所述的距离传感器与所述的电控装置5的工业控制计算机电连接，焊接机械臂4移动的过程中工业控制计算机通过距离传感器的反馈信息可准确控制焊枪上下移动的距离，进而实现更准确地对翼板工件进行引弧拼点和焊接。
[0042]本卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装是以水平的工件支撑板31的上表面作为拼点基准面，利用定位装置33和压紧装置32将翼板工件的各零部件定位并压紧在工件支撑板31的上表面上可以保证拼点前各零部件的准确位置定位，拼点或焊接时通过控制翻转驱动装置21可以使工件支撑部件3沿驱动翻转轴2的轴线翻转180°，即实现工件支撑部件3的翻个儿，进而实现降低操作人员的劳动强度、防止翼板工件磕碰变形；由于工件支撑板31上对应翼板外侧面焊缝的位置还设有镂空的槽型结构，因此可以自工件支撑板31背面的镂空槽型结构对需焊接的位置进行拼点或焊接，不需拆卸后对翼板工件进行翻个儿，拼点和焊接的效率较高；由于设有焊接机械臂4和电控装置5，因此通过工业控制计算机根据设定程序控制焊接机械臂4的动作可以实现自动拼点和焊接，不仅可以降低人为因素对卷盘翼板生产进度的影响、生产效率高，而且可以保证卷盘翼板的拼焊质量，特别适用于卷盘喷灌机卷盘翼板的拼点与焊接工序。
【主权项】
1.一种卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装，其特征在于，包括支撑底架(I)、翻转轴(2)、工件支撑部件(3)、焊接机械臂(4)和电控装置(5); 所述的支撑底架(I)对称设置为两件、固定安装于地面； 所述的翻转轴(2)设置为两件，两件翻转轴(2)同心设置，两件翻转轴(2)的一端通过轴承座安装在支撑底架(I)的上部内侧面，至少一件翻转轴(2)上设有与安装在支撑底架(I)或地面上的翻转驱动装置(21); 所述的工件支撑部件(3)的两端分别与翻转轴(2)的另一端固定连接，包括圆盘平板结构的工件支撑板(31)，工件支撑板(31)的上表面上沿圆周方向设置有多个的压紧装置(32)和定位装置(33)，压紧装置(32)包括固定安装在工件支撑板(31)上的支撑座、安装在支撑座上的伸缩控制机构和安装在伸缩控制机构伸缩端上的压头，定位装置(33)包括定位圈定位机构、支撑筋定位机构、护板定位机构和中心支撑板定位机构，工件支撑板(31)上对应翼板外侧面焊缝的位置还设有镂空的槽型结构； 所述的焊接机械臂(4)固定安装在地面上或支撑底架(I)上，包括坐标控制机构和安装在端部的焊枪； 所述的电控装置(5)包括工业控制计算机、电源回路、拼点控制回路、翻转控制回路和焊接控制回路，工业控制计算机分别与翻转驱动装置(21)和焊接机械臂(4)电连接。2.根据权利要求1所述的卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装，其特征在于，所述的工件支撑部件(3)还包括支撑框架(34)，支撑框架(34)是中空的框型结构，所述的工件支撑板(31)设置在支撑框架(34)框型结构内部、且工件支撑板(31)的中心位置通过旋转驱动机构与支撑框架(34)安装连接。3.根据权利要求2所述的卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装，其特征在于，所述的翻转驱动装置(21)和工件支撑部件(3 )的旋转驱动机构均包括电动机和变速箱，电动机的输出轴分别与变速箱的输入轴固定连接，翻转驱动装置(21)的变速箱的输出轴通过连接机构与翻转轴(2 )连接，工件支撑部件(3 )的旋转驱动机构的变速箱的输出轴通过连接机构与工件支撑板(31)的中心位置连接;所述的电控装置(5)的工业控制计算机分别与翻转驱动装置(21)和工件支撑部件(3 )的旋转驱动机构的电动机电连接。4.根据权利要求2所述的卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装，其特征在于，本卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装还包括液压栗站，液压栗站包括控制阀组，所述的翻转驱动装置(21)和工件支撑部件(3)的旋转驱动机构均包括液压马达，液压栗站的控制阀组分别通过液压管路与液压马达连接，翻转驱动装置(21)的液压马达的输出轴通过连接机构与翻转轴(2)连接，工件支撑部件(3)的旋转驱动机构的液压马达的输出轴通过连接机构与工件支撑板(31)的中心位置连接;所述的电控装置(5)的工业控制计算机与液压栗站和控制阀组电连接。5.根据权利要求4所述的卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装，其特征在于，所述的压紧装置(32)的伸缩控制机构是液压缸，液压缸通过液压管路与液压栗站的控制阀组连接。6.根据权利要求1或2所述的卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装，其特征在于，本卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装还包括压力气源，压力气源包括控制阀组，所述的压紧装置(32)的伸缩控制机构是气缸，气缸通过气路管路与压力气源的控制阀组连接，所述的电控装置(5)的工业控制计算机与压力气源的控制阀组电连接。7.根据权利要求1或2所述的卷盘喷灌机卷盘翼板自动拼焊工装，其特征在于，所述的焊接机械臂(4)上的焊枪上设有距离传感器，所述的距离传感器与所述的电控装置(5)的工业控制计算机电连接。
【文档编号】B23K37/02GK205571820SQ201620129083
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年2月19日
【发明人】邱志鹏, 彭涛, 孙守廷, 刘培勇
【申请人】江苏华源节水股份有限公司