专利名称：T型管自动焊接机的制作方法
技术领域：
本实用新型的T型管自动焊接机属于机械领域，尤其涉及一种新型散热器 生产工艺流程和其他同类焊接工艺中针对T型管焊缝焊接的连续自动焊接装置。
技术背景目前在国内对于不同用途生产批量相对较大的T型管焊缝焊接，除了个别焊 接装备水平较高的企业、制造公司采用工业焊接机器人焊接以外，其余生产厂 家均采用人工电弧焊接或气保焊接，焊接工艺水平差，焊接生产率低，焊接质 量完全取决于焊接工人的技术水平。采用工业焊接机器人从事这种单一类型的 焊接，虽然焊接质量、生产效率不容置疑，但是设备投资大、运行费用高，犹 如高射炮打蚊子大才小用。研制低价位、低运行成本并能高效高质量完成各种T 型管焊缝连续焊接的自动焊接装置是长期以来未能解决的技术难题。 发明内容为了改变这一现状，让一般中小企业都能买的起用的上，本实用新型提供 了一种专用低价位T型管自动焊接机。该焊接装置不仅能够取代该种类型的人工 焊接，有效地提高T型管的焊接质量和焊接效率，而且能够通过更换少量附件， 很方便的满足不同管经、不同管型的T型管焊接工艺要求。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是-在T型管焊缝的仿形机构中，采用两个在正交方向上按一定规律变化能够 实现差补位移的机械凸轮，和一个能够满足焊接工艺要求的伺服旋转机构，该 伺服机构及整机运行采用PLC或单片机控制，从而实现T型管焊缝(即三维焊 接轨迹)的自动焊接。本实用新型采用自熔化极混合气体保护焊可获得很好的 焊接效果。本实用新型的有益效果是1、针对国内T型管焊接普遍采用手工焊接现状， 使用它能有效提高该种类型焊接的工艺水平和自动化程度。2、只须改变凸轮形 状就能够很方便的适应用户不同管径、不同形状T型管的焊接要求。3、由于设 备专用性强、结构简单，因而使其造价大幅降低(相对焊接机器人)，使一般中小 企业都能用的起。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 图l是本实用新型的整机结构示意图
图2是机械凸轮示意图 图中1、竖向焊管 2、横向焊管3、焊枪抢头4、焊枪手柄5、焊枪固定架 6、 竖向导板7、导向元件8、滚轮架9、滚轮A 10、凸轮A 11、底板12、 电机支架13、伺服电机14、同步带轮A 15、同步带轮B 16、轴承组17、 轴承套18、阶梯轴19、凸轮B 20、旋转臂21、滚轮22、滚轮架23、 T型连接架24、压簧25、弹簧保持架26、导向元件27、L型连接架28、 微型摆动机构具体实施方式
在图1中，竖向焊管(1)、横向焊管(2)穿插形成待焊的T型管接头，焊 枪手柄(4)固定在具有角度调整工能的焊枪固定架(5)上，通过微型摆动机 构(28)给焊枪抢头(3)提供按照一定幅度和频率摆动(以适应不同焊缝宽度 要求)的焊接运动。焊枪固定架(5)与竖向导板(6)刚性连接，竖向导板(6) 通过导向元件(7)与L型连接架(27)连接，竖向导板(6)的下端与滚轮架(8) 连接，由于自重原因竖向导板(6)下端的滚轮(9)始终压在凸轮A (10)的 工作表面上，如图2所示凸轮A (10)是一段以旋转臂(21)的旋转中心为 圆心，以到滚轮A(9)的距离为半径的圆环，其工作表面是该段圆环的上端面。 当L型连接架(27)随同旋转臂(20)旋转时，凸轮A (10)沿垂直方向高度变化 将给焊枪抢头(3)提供一个沿垂直方向上的差补运动。L型连接架(27)通过 导向元件(26)与旋转臂(20)连接，T型连接架(23)固定在L型连接架(27) 的底面上，弹簧保持架(25)与旋转臂(20)连接，压簧(24)将T型连接架 (23)上连接的滚轮架(22)压向凸轮B (19)，由于压簧(24)的恢复力使滚 轮(20)始终压向凸轮B (19)的工作表面，如图2所示凸轮B (19)为一 个与旋转臂(21)旋转中心有着一定偏心距的圆盘，该圆盘与滚轮B (21)接 触的一段圆周面为凸轮B (19)的工作表面。当旋转臂(20)作旋转运动时， 凸轮B (19)的径向升程变化就给固定在L型连接架(27)上的焊枪抢头(3) 提供一个沿旋转臂(20)中线变化的水平插补运动。两个正交方向(即垂直、 水平方向)上的插补运动与旋转臂(20)旋转运动便合成出焊枪抢头(3)完成 T型管三维焊缝焊接所需要的运动轨迹。在图l所示的实施例中，旋转臂(20)与阶梯轴(18)连接，阶梯轴(18) 通过轴承组(16)及轴承套(17)与底板(11)连接，阶梯轴(18)通过同步 齿形带与伺服电机(12)连接。
在图1所示的实施例中，伺服电机(12)由PLC (或单片机)控制，PLC 按焊接工艺要求通过伺服电机(12)驱动旋转臂(20)转动。在图l所示的实施例中，旋转臂(20)在旋转过程中，由于焊枪枪头(3) 获得了由凸轮A(IO)、凸轮B(18)提供的两个正交方向上的插补位移，因而 使它能够准确地沿着T型管三维焊缝施焊，完成T型管三维空间焊缝的焊接加 工。由于偏心距e的设置使得焊枪在远小于180度的旋转范围内就可完成T型 管焊缝一側即180度焊缝的焊接加工，从而解决了焊枪与邻近焊件的干涉问题, 使得T型管焊缝实现全自动连续焊接成为可能。另外，焊机在完成T型管单面 自动焊接即半周焊接之后，通过工件的自动翻转机构的翻转，便可实现T型管 焊缝的整周焊接加工。
权利要求1、一种T型管自动焊接机，由焊枪固定架、竖向凸轮机构、水平凸轮机构、伺服旋转机构及PLC控制主机组成，其特征在于两个凸轮机构通过L型连接架(27)正交连接，焊枪固定在焊枪连接架(5)上，焊枪固定架(5)通过导向元件(7)与L型连接架(27)连接，旋转臂(20)一端通过导向元件(26)与L型连接架(27)连接，旋转臂(20)的另一端与阶梯轴(18)连接，伺服电机(13)通过同步带轮A(14)、同步带轮B(15)与阶梯轴(18)连接。
2、 根据权利要求1所述的T型管自动焊接机，其特征在于在竖向焊管(l) 和旋转臂(20)旋转中心之间设置一个偏心距e 。
3、 根据权利要求1所述的T型管自动焊接机，其特征在于凸轮B (19) 的工作表面曲线是一条以旋转臂(20)的旋转中心为圆心，以到竖向焊管(1) 外圆表面的距离为凸轮径向升程，以包络竖向焊管(1)的两个焊接端点为有效 旋转角度范围的圆盘。
4、 根据权利要求1所述的T型管自动焊接机，其特征在于凸轮A (10) 是一个以旋转臂(20)的旋转中心为圆心，以定长为半径的一段圆环，其工作表 面沿垂直方向上的凸轮升程是T型管焊缝在垂直方向上的高度差，圆环工作表面 的角度范围仍然是能够包络到竖向焊管(1)的两个焊接端点为有效工作表面的 一段圆环。
专利摘要一种用于T型管焊缝焊接的T型管自动焊接机属于机械领域。它是在焊枪运动机构中设置了两个相互正交的机械凸轮，焊枪的旋转由一台伺服电机驱动，从而实现了焊枪相对于T型管焊缝的三维差补运动，整机采用PLC控制，在一个焊接周期中便可完成T型管焊缝的自动焊接。另外，由于在焊枪的运动机构中给水平凸轮设置了一个相对于焊枪旋转中心的偏心距，所以使得焊枪能在远小于180度的旋转范围内完成T型管焊缝一侧180度焊缝的焊接加工，解决了焊枪与相邻焊管的干涉问题，从而实现了T型管组件的全自动连续焊接。
文档编号B23K101/06GK201009042SQ20062014772
公开日2008年1月23日 申请日期2006年10月8日 优先权日2006年10月8日
发明者周建平, 朱志坚, 梁楚华, 陈宏伟 申请人:新疆艾特科技开发有限公司