专利名称：相贯线双环缝自动焊接机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种圆管环缝焊接装置，具体说是相贯线双环缝自动焊接机。
背景技术：
目前，对于圆管的自动焊接，采用焊前点定的方式，先将工件点焊到一起， 然后进行焊接，这样焊接时装卸工件容易，但工序复杂。对于管道相贯线的焊 接，通常使用机器人或数控系统完成焊接过程中焊枪姿态和位置的调节，焊接 质量好但造价昂贵。而在自动焊技术中，焊枪调整机构必不可少，通常我们需 要在空间一定范围内对焊枪进行全方位手动调整，其中的直线调整机构目前有 齿轮齿条型、燕尾滑座型、及双导柱滑座型等，这些调整结构坚固耐用但对于 一般并不很重的焯枪而言有失小巧。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种直接将定位与自动焊接放到同一 工位操作的相贯线双环缝自动焊接机。本发明解决技术问题采用的技术方案是一种相贯线双环缝自动焊接机包括床身组件，安装在床身组件上的动力装置；活动安装在床身组件上并通过所述动力装置驱动做往复水平运动的的工件平台；安装在工件平台上随工件平台水平运动的第一工件、第二工件举托机构； 安装在床身组件上的夹具箱；安装在夹具箱上，由所述动力装置驱动，用以夹持所述第一工件进而夹持 第二工件并携带第一工件、第二工件进行回转运动的回转夹具； 安装在床身组件上的焊枪支架总成； 安装在焊枪支架总成上的偏心滑块机构；安装在偏心滑块机构的滑块上，由所述滑块带动实现水平往复运动的焊枪 组件，所述焊枪组件上具有一实现第一工件、第二工件之间相贯线焊接的焊枪。第一工件、第二工件举托机构包括安装在工件平台上的举升汽缸和安装举 升汽缸的活塞轴上的托件。所述回转夹具包括一固定安装在所述夹具箱上的气缸、通过轴承安装在所 述所述夹具箱中的空心主轴、固定在空心主轴上的夹爪盘、对称铰链于所述夹 爪盘上的一对夹爪、置于所述空心主轴中的滑套构件、连杆以及置于一对夹爪 之间的夹爪张合构件；所述滑套构件包括外置滑套和内置芯轴，所述外置滑套 与内置芯轴之间设置有轴承；所述内置芯轴通过一万向节与所述气缸的活塞轴 连接，所述外置滑套与所述连杆的一端连接，所述连杆的另一端与所述夹爪张 合构件连接，所述夹爪张合构件的两连臂分别与两夹爪铰链，在所述空心主轴 上键设有一皮带轮，所述动力装置通过皮带传动机构带动空心主轴转动。本发明的焊枪支架总成包括两立柱和连接在两立柱之间的偏心滑块机构安装板。本发明的偏心滑块机构包括一步进电机、 一偏心连杆、偏心轮、 一滑块、一直线导轨，所述步进电机和所述直线导轨安装在所述偏心滑块机构安装板上， 所述偏心连杆的一端与所述偏心轮偏心铰连，另一端与所述滑块铰链，所述偏 心轮键设在步进电机的输出轴上，所述滑块滑动地安装在直线导轨上，所述焊 枪组件安装在所述滑块上。所述焊枪组件包哮Y轴方向滑座构件、X轴方向滑座构件以及Y轴方向滑座 构件夹头、X轴方向滑座构件夹头以及焊枪夹头，所述Y轴方向滑座构件和X轴 方向滑座构件的结构相同，均包括一滑杆、滑套、导向键、调节螺杆、挡盖、 手轮，所述滑杆和调节螺杆螺纹连接并置于所述滑套内，再从所述滑套的两端 伸出，所述导向键安装所述滑杆上，在所述滑套的内壁上开设有一容所述导向 键滑动的滑槽，所述挡盖安装在所述滑套的一端，所述调节螺杆从所述挡盖伸 出，所述手轮固定在所述调节螺杆的伸出端；所述Y轴方向滑座构件中的滑杆 的一端固定在所述滑块上，所述Y轴方向滑座构件夹头夹在所述Y轴方向滑座 构件中的滑套上和所述X轴方向滑座构件的滑套上，所述X轴方向滑座构件夹 头夹在所述X轴方向滑座构件的滑杆上，所述焊枪安装在所述X轴方向滑座构 件夹头上。所述的动力装置采用步进电机驱动，传动准确。所述的偏心滑块机构采用微型步进电机驱动，直线导轨导向，将回转运动 转换为往复的直线运动。整台机器采用PLC进行控制，通过旋转工件的方式进 行焊接。本发明产生的有益效果是针对相贯线双环缝焊接，省去点定工序，直接将 定位与自动焊接放到同一工位去做，简化了焊接工艺、提高了效率并省去了点 焊夹具。采用的Y轴方向滑座构件、X轴方向滑座构件对工件两侧进行精确定位， 回转夹具中的夹爪张合构件与连杆之间以及夹爪张合构件的各关节处装有轴承，保证了机构的精度和寿命。采用的工件平台将焊接工位与上下料工位分开，可以保护操作者的安全，提高操作的舒适度。整机采用PLC进行控制，通过旋 转工件的方式进行焊接。工件旋转采用步进电机驱动，传动准确。
图1是本发明相贯线双环缝自动焊接机的结构立体示意图。 图2是本发明所述回转夹具的示意图。图3是本发明所述Y轴方向滑座构件和X轴方向滑座构件的示意图。 图4是图1中局部放大图。
具体实施例方式以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步介绍如图1所示， 一种相贯线双环缝自动焊接机包括床身组件1，床身组件1为 马鞍形，在床身组件1中安装有动力装置，另外在床身组件1的两侧各安装有 一个夹具箱3，每一个夹具箱3上各安装有一套回转夹具4，回转夹具4由动力 装置驱动。在床身组件1的后侧安装有两根立柱21，两立柱21之间安装有偏心 滑块机构安装板22。在偏心滑块机构安装板22安装有两套偏心滑块机构5，每 套偏心滑块机构5上各安装有一套焊枪组件6。在床身组件1上安装有一导柱支架11，在导柱支架11上安装有两根导柱 12，在两根导柱12上滑动安装有工作平台2，工作平台2通过驱动装置带动， 沿导柱12在床身组件1上作往复水平移动，带动安装在其上的第一工件、第二 工件举托机构7、 8从焊接工位到上、下料工位，通过工件平台2将焊接工位与护操作者的安全，提高操作的舒适度。当工作平台2 将第一工件、第二工件举托机构7、 8送到上料工位时，操作者就可以将第一工 件9、第二工件10放在第一工件、第二工件举托机构7、 8的托架71、 81上， 工件放置后以后，工件平台2水平移动，将第一工件、第二工件举托机构7、 8 连同第一工件9、第二工件10送至焊接工位，工件平台2抵达焊接工位后，第 一工件、第二工件举托机构7、 8的举升气缸72、 82的活塞轴上行，将第一工 件9、第二工件10送到位。参看图2，回转夹具4中的气缸41固定在夹具箱3的外侧，空心主轴42通 过一对轴承43安装夹具箱3的轴孔中，在空心主轴42上键设有一皮带轮44， 动力装置通过皮带传动机构带动空心主轴42转动。在空心主轴42的一端固定有夹爪盘45，夹爪盘45随空心主轴42转动，在 夹爪盘45上对称铰链有一对夹爪46，每一个夹爪46上有一V形夹块461。夹 爪张合构件47为一 Y形构件，其两连臂471的一端分别与两夹爪46铰链，两 连臂471的另一端与另一连臂472铰链。在夹爪46与夹爪盘45铰链处、两连 臂471与夹爪46和另一连臂472的铰链处均设置有轴承，以使各铰链处转动灵 活。滑套构件48、连杆49置于空心主轴42中，滑套构件48包括外置滑套481 和内置芯轴482，外置滑套481与内置芯轴482之间设置有轴承483;内置芯轴 482的另一端通过一万向节50与气缸41的活塞轴连接，外置滑套481与连杆 49的一端连接，连杆49的另一端与夹爪张合构件47的另一连臂472连接。当第一工件、第二工件举托机构7、 8的举升气缸72、 82的活塞轴将第一 工件9、第二工件10送到位后，气缸41动作，气缸41的活塞轴向内回縮，通 过万向节49、内置芯轴482、外置滑套481、连杆49带动夹爪张合构件47的另一连臂472向后运动，另一连臂472通过两连臂471带动一对夹爪46收拢，将 第一工件9夹住，通过第一工件9再将第二工件10夹持住。夹持后第一工件9、 第二工件10后，空心转轴42在皮带传动机构的带动下转动，空心转轴42的转 动又带动两夹爪46、夹爪张合构件47、连杆49转动，实现第一工件9、第二工 件10的回转。由于与连杆49连接的外置滑套481与内置芯轴482的运动是分 离的，因此内置芯轴482不转动，保证了气缸41的活塞轴不转动。参看图4，安装在偏心滑块机构安装板22上的偏心滑块机构5中的步进电 机51固定在偏心滑块机构安装板22上，直线导轨52安装在偏心滑块机构安装 板22上。为了便于调节直线导轨52的位置，在偏心滑块机构安装板22上设置 有两条调节槽221,安装直线导轨52的螺栓穿过调节槽221与直线导轨52，这 样就可以很方便地调节直线导轨52在偏心滑块机构安装板22上的位置。偏心连杆(图中未示出) 一端与偏心轮(图中未示出)偏心铰连，另一端 与滑块53铰链，偏心轮键设在步进电机51的输出轴上。滑块53滑动地安装在直线导轨52上，偏心滑块机构5的步进电机51为微 型调速电机，其通过偏心轮、偏心连杆及滑块53、直线导轨52将回转运动转换 为往复的直线运动，由于第一工件9、第二工件10连接的相贯线的一周有两个 高点和低点，所以当第一工件9、第二工件10旋转一周时，偏心轮应相应旋转 两周。另外可以在偏心轮上装有限位指针，用以确定偏心轮回转的起点以及避 免累计误差。参看图1和图3，焊枪组件6包括Y轴方向滑座构件、X轴方向滑座构件以 及Y轴方向滑座构件夹头61、 X轴方向滑座构件夹头62以及焊枪夹头63。参看 图3, Y轴方向滑座构件和X轴方向滑座构件的结构相同，均包括一滑杆64、 滑套65、导向键66、调节螺杆67、挡盖68、手轮69，滑杆64和调节螺杆67螺纹连接并置于滑套65内，再从滑套65的两端伸出，导向键66安装滑杆64 上，在滑套65的内壁上开设有一容导向键66滑动的滑槽651，挡盖68安装在 滑套65的一端，调节螺杆67从挡盖68伸出，手轮69固定在调节螺杆67的伸 出端；在滑套65的另一端固定有一限位销652，限位销652和挡盖68限制导向 键66只能在滑套65内滑动，挡盖68又限制调节螺杆67的轴向移动。Y轴方向滑座构件中的滑杆64的一端固定在滑块53上，Y轴方向滑座构件 夹头61夹在Y轴方向滑座构件中的滑套65上和X轴方向滑座构件的滑套65上， X轴方向滑座构件夹头62夹在X轴方向滑座构件的滑杆64上，焯枪101安装在 X轴方向滑座构件夹头62上。当转动Y轴方向滑座构件中的手轮69，由于Y轴方向滑座构件中的滑杆64 是固定在滑块53上，因此Y轴方向滑座构件中的滑杆64不动，而Y轴方向滑 座构件中的滑套65相对动作，带动夹在Y轴方向滑座构件中的滑套65上的Y 轴方向滑座构件夹头61、 X轴方向滑座构件、X轴方向滑座构件夹头62、焊枪 101实现Y轴方向的微调。转动X轴方向滑座构件上的手轮69，调节螺杆67转 动，X轴方向滑座构件上滑杆64在导向键66的导引下直线运动，带动夹在X轴 方向滑座构件的滑杆64上的X轴方向滑座构件夹头62及焊枪101实现X轴方 向的微调。通过微调，焊枪101就可以对焊接位置进行近似补偿，在一定程度 上可以提高焊接质量和效率。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业 的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中 描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明 还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本 发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1、一种相贯线双环缝自动焊接机，其特征在于包括床身组件(1)；安装在床身组件(1)上的动力装置；活动安装在床身组件(1)上并通过所述动力装置驱动做往复水平运动的的工件平台(2)；安装在工件平台(2)上随工件平台(2)水平运动的第一工件、第二工件举托机构(7)、(8)；安装在床身组件(1)上的夹具箱(3)；安装在夹具箱(3)上，由所述动力装置驱动，用以夹持所述第一工件进而夹持第二工件并携带第一工件、第二工件进行回转运动的回转夹具(4)；安装在床身组件(1)上的焊枪支架总成；安装在焊枪支架总成上的偏心滑块机构(5)；安装在偏心滑块机构(5)的滑块(53)上，由所述滑块(53)带动实现水平往复运动的焊枪组件(6)，所述焊枪组件(6)上具有一实现第一工件、第二工件之间相贯线焊接的焊枪(101)；第一工件、第二工件举托机构(7)、(8)包括安装在工件平台上的举升汽缸(72)、(82)和安装举升汽缸的活塞轴上的托件(71)、(81)。
2、 根据权利要求l所述的相贯线双环缝自动焊接机，其特征在于所述回 转夹具(4)包括一固定安装在所述夹具箱(3)上的气缸(41)、通过轴承安装在所 述所述夹具箱(3)中的空心主轴(42)、固定在空心主轴(42)上的夹爪盘(45)、对 称铰链于所述夹爪盘(45)上的一对夹爪(46)、置于所述空心主轴(42)中的滑套 构件(4S)、连杆(49)以及置于一对夹爪(46)之间的夹爪张合构件(47);所述滑套构件(48)包括外置滑套(481)和内置芯轴(482)，所述外置滑套(481)与内置芯 轴(482)之间设置有轴承(483);所述内置芯轴(482)通过一万向节(40)与所述气 缸(41)的活塞轴连接，所述外置滑套(481)与所述连杆(49)的一端连接，所述连 杆(49)的另一端与所述夹爪张合构件(47)连接，所述夹爪张合构件(47)的两连 臂(471)分别与两夹爪(46)铰链，在所述空心主轴(42)上键设有一皮带轮(44)， 所述动力装置通过皮带传动机构带动空心主轴(42)转动。
3、 根据权利要求l所述的相贯线双环缝自动焊接机，其特征在于所述焊 枪支架总成包括两立柱(21)和连接在两立柱(21)之间的偏心滑块机构安装板 (22)。
4、 根据权利要求3所述的相贯线双环缝自动焊接机，其特征在于所述偏 心滑块机构(5)包括一步进电机(51)、 一偏心连杆、偏心轮、 一滑块(53)、 一直 线导轨(52)，所述步进电机(51)和所述直线导轨(52)安装在所述偏心滑块机构 安装板(22)上，所述偏心连杆的一端与所述偏心轮偏心铰链，另一端与所述滑 块(53)铰链，所述偏心轮键设在步进电机(51)的输出轴上，所述滑块(53)滑动 地安装在直线导轨(52)上，所述焊枪组件(6安装在所述滑块(53)上。
5、 根据权利要求3所述的相贯线双环缝自动焊接机，其特征在于所述焊 枪组件(6)包括Y轴方向滑座构件、X轴方向滑座构件以及Y轴方向滑座构件夹 头(61)、 X轴方向滑座构件夹头(62)以及焊枪夹头(63)，所述Y轴方向滑座构件 和X轴方向滑座构件的结构相同，均包括一滑杆(64)、滑套(65)、导向键(66)、 调节螺杆(67)、挡盖(6S)、手轮(69)，所述滑杆(64)和调节螺杆(67)螺纹连接 并置于所述滑套(65)内，再从所述滑套(65)的两端伸出，所述导向键(66)安装 所述滑杆(64)上，在所述滑套(65)的内壁上开设有一容所述导向键滑动的滑槽 (651)，所述挡盖(68)安装在所述滑套(65)的一端，所述调节螺杆(67)从所述挡盖(68)伸出，所述手轮(69)固定在所述调节螺杆(68)的伸出端；所述Y轴方向 滑座构件中的滑杆(64)的一端固定在所述滑块(53)上，所述Y轴方向滑座构件 夹头(61)夹在所述Y轴方向滑座构件中的滑套(65)上和所述X轴方向滑座构件 的滑套(65)上，所述X轴方向滑座构件夹头(62)夹在所述X轴方向滑座构件的 滑杆(64)上，所述焊枪(101)安装在所述X轴方向滑座构件夹头(62)上。
全文摘要
一种相贯线双环缝自动焊接机涉及一种圆管环缝焊接装置，包括床身组件，安装在床身组件上的动力装置；活动安装在床身组件上并通过所述动力装置驱动做往复水平运动的工件平台；安装在工件平台上随工件平台水平运动的第一工件、第二工件举托机构；安装在床身组件上的夹具箱；安装在夹具箱上，由所述动力装置驱动，用以夹持所述第一工件进而夹持第二工件并携带第一工件、第二工件进行回转运动的回转夹具；安装在床身组件上的焊枪支架总成；安装在焊枪支架总成上的偏心滑块机构；安装在偏心滑块机构的滑块上，由所述滑块带动实现水平往复运动的焊枪组件，所述焊枪组件上具有一实现第一工件、第二工件之间相贯线焊接的焊枪。有益效果是整机采用PLC进行控制，通过旋转工件的方式进行焊接，工件旋转采用步进电机驱动，传动准确。
文档编号B23K9/12GK101234462SQ200710171948
公开日2008年8月6日 申请日期2007年12月7日 优先权日2007年12月7日
发明者涛 贾, 陶一会 申请人:上海气焊机厂有限公司