专利名称：压缩机封盖焊接机的制作方法
压缩机封盖焊接机
技术领域
本发明属于焊接设备领域，尤其是一种压缩机封盖焊接机.背景技术
焊接机是加工生产过程中经常使用的一种加工设备，目前绝大多数的焊接工艺均 要求速度恒定，即恒线速度焊接。现有的恒转速环形焊接机可满足焊缝为规则圆形曲线的 恒速焊接的要求。然而，对于非圆形曲线焊缝，使用恒转速、环缝焊接机则无法确保焊接线 速度不变。压缩机封盖对焊接要求高，即封盖的同轴度好、部件整体的长度要求精度高，也 要求焊件之间的焊接强度高，即封盖的缸盖和缸底焊接后相互连接牢固，还要求焊接后形 成缸体的外观质量好，焊后封盖的表面粗糙度及表面硬度保持焊前的状态。目前压缩机封 盖焊机主要采用仿形靠模及数控理论椭圆两种轨迹控制方式，在实际生产过程中因压缩机 壳体在冲压拉伸及其他加工后壳体封盖产生较大变形与理论值有较大偏差，其个体的尺寸 离散性大大焊漏率较高。
不论仿形靠模还是数控理论椭圆轨迹线，都不能对压缩机壳体个体离散性高导致 与固定的理论轨迹之间的偏差及壳体定位不准确导致回转中心与理论值之间的偏差进行 补偿和修正。因此，常规焊接工艺和设备不能满足对压缩机封盖的高精度、高强度的焊接技 术。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种故障率低、成本低、便于补偿 和修正回转中心与理论值之间的偏差，可大幅度提高生产效率，保证产品质量。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的一种压缩机封盖焊接机，包括焊接部分和旋转工作台；所述的焊接部分包括三维移动 滑台、安装在所述的三维移动滑台上的焊枪支架、能够驱动所述的焊接支架沿着三维移动 滑台滑动的平移伺服电机、安装在焊枪支架上的焊接枪头以及控制所述的平移伺服电机动 作的控制单元，所述的三维移动滑台包括竖直滑台、前后滑台和左右滑台，所述的焊枪支架 通过调节所述的竖直滑台、前后滑台和左右滑台的相对位置来调节其所在的空间位置；所 述的旋转工作台包括用于夹紧工件的壳体夹具、回转盘、回转主轴以及驱动所述的回转主 轴转动的回转伺服电机，所述的焊接部分设置有能实时测量工件壳体的外缘参数的检测单 元，所述的检测单元与所述的控制单元相信号连接，所述的检测单元能将检测到的工件壳 体的外缘参数信号及时传输给所述的控制单元，所述的控制单元接收到此信号后与其内部 预存储的参数进行比较，当所述的检测单元测量得到工件壳体的外缘参数超出所述的控制 单元内部预存储的参数时，所述的控制单元控制所述的平移伺服电机驱动所述的焊接支架沿着所述的三维移动滑台移动，同时保持所述的焊接枪头与焊接轨迹线在允许的偏差内； 当所述的检测单元测量得到工件壳体的外缘参数未超出所述的控制单元内部预存储的参数时，所述的控制单元控制所述的平移伺服电机保持不动。
上述技术方案中，优选的，所述的检测单元测量的是工件壳体的外缘在左右方向的变化量。更进一步地，所述的检测单元包括探头和直线位移传感器；当所述的直线位移传感器测量得到工件壳体的外缘在左右方向的变化量ΛX超出所述的控制单元内部预存储的参数时，所述的控制单元控制所述的平移伺服电机驱动所述的焊接支架沿着所述的三维移动滑台的左右滑台移动，同时保持所述的焊接枪头与焊接轨迹线在允许的偏差内；当所述的直线位移传感器测量得到工件壳体的外缘在左右方向的变化·量ΛX未超出所述的控制单元内部预存储的参数时，所述的控制单元控制所述的平移伺服电机保持不动。
上述技术方案中，优选的，所述的回转伺服电机也由所述的控制单元控制工作。更进一步地，所述的回转伺服电机和所述的平移伺服电机同时协调工作。
上述技术方案中，优选的，所述的壳体夹具和所述的回转盘轴向固定在所述的回转主轴上。
上述技术方案中，优选的，所述的回转主轴为阶梯回转主轴。
本发明的有益效果为本发明采用全新测量控制方式，对每个个体的封盖焊接轨迹线进行实时测量闭环控制，明显提高了焊接的质量，提高了焊接的稳定性，经济耐用；本发明结构更加紧凑，其体积小，重量轻，通过硬质合金探头检测压缩机壳体外缘轨迹来实现更接近于实际轨迹的焊缝，这种技术方案原理简单，成本低，适于多种压缩机封盖的焊接。
附图1是本发明的焊接机的主视图；附图2是本发明的焊接机的俯视图；附图3为本发明的焊接枪头初始零位；附图4为本发明的焊接枪头焊接起始位置；附图5为本发明的焊接轨迹线。
其中，1、旋转工作台；2、焊接部分；3、回转伺服电机；4、齿轮；5、水平台；6、焊接轨迹线；100、从动齿轮；101、阶梯旋转主轴；102、壳体夹具；103、压缩机缸盖；104、回转盘； 105、活动件;106、螺栓;107、轴套;108、滚锥轴承；109、阶梯轴套；110、重力块;201、焊枪支架；202、竖直滑台；203、竖直调节旋钮；204、前后滑台；205、前后调节旋钮；206、圆管； 207、紧固螺钉；208、直线位移传感器；209、硬质合金探测头；210、左右滑台；211、平移伺服电机；212、焊接枪头。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述如图1所示的焊接机的主视图，主要由旋转工作台I和焊接部分2构成，旋转工作台I 由回转伺服电机3驱动旋转，该回转伺服电机3安装在水平台5的下端，通过齿轮4和旋转工作台I上的从动齿轮100连接，从动齿轮100通过键(图中未画出)安装在阶梯旋转主轴 101上。在旋转工作台I上部有壳体夹具102，用来加紧压缩机缸盖103。壳体夹具102可以调节其空腔的大小，来满足不同大小工件(即压缩机缸盖)的要求。壳体夹具102安装在回转盘104的空腔内，回转盘104通过键(图中未画出)和阶梯旋转主轴101连接，阶梯旋转主轴101的两端头为螺纹，将回转盘104通过螺栓106压紧在阶梯旋转主轴101上，使阶梯旋转主轴101可以带动回转盘104平稳转动。在阶梯旋转主轴101的中部有轴套107，轴套107固定在水平台5上，固定件轴套107和旋转件阶梯旋转主轴101通过一对滚锥轴承 108实现连接。轴套107的另一端通过活动件105压紧在从动齿轮100上。从动齿轮100 的下方为一阶梯轴套109，其通过螺栓106将从动齿轮100轴向固定。为了增加阶梯旋转主轴101的竖直度可在阶梯旋转主轴101的下端增加一重力块110。
焊接部分2主要由焊枪支架201和焊接操作台等组成。焊枪支架201连接在一个三维移动滑台上，三维移动滑台包括竖直滑台202、前后滑台204和左右滑台210。焊枪支架201通过调节竖直滑台202、前后滑台204和左右滑台210的相对位置来调节其所在的空间位置。具体结构为焊枪支架201连接在竖直滑台202上，焊枪支架201可以在竖直滑台 202上滑动，是通过调节竖直调节旋钮203实现的，调节好后由固定螺钉(图中未标出)将焊枪支架201锁在竖直滑台202上。竖直滑台202安装在前后滑台204上，通过调节前后调节按钮205可以调节竖直滑台202在前后滑台204上的位置，进而达到调节焊枪支架201 的前后位置，调节好后由固定螺钉(图中未标出)将竖直滑台202锁在前后滑台204上。在前后滑台204上有可以上下移动的圆管206，其为中空管体，圆管206通过紧固螺钉207将其夹紧在前后滑台204上。前后滑台204固定在左右滑台210上，左右滑台210由平移伺服电机211控制，平移伺服电机211固定在水平台5上。焊接部分2还包括能实时测量工件壳体的外缘(即测量封盖焊接轨迹线)参数的检测单元，检测单元包括硬质合金探头209 和直线位移传感器208。直线位移传感器208安装在圆管206靠近前后滑台204的一端，硬质合金探测头209安装在圆筒204的另一端，硬质合金探头209探测的信息可以传递给直线位移传感器208，进而可以调节焊枪的位置。
平移伺服电机211由一控制单元(图中未示出)控制动作。回转伺服电机3也由此控制单元控制工作。回转伺服电机3和所述的平移伺服电机211同时协调工作。下面对本发明的工作原理进行说明将压缩机壳体203放入由回转伺服电机3控制的壳体夹具102上，调节好竖直滑台202和前后滑台204的位置，当回转平台处于如图3所示的起始位置时，平移伺服电机211驱动左右滑台210向前移动在硬质合金探头209接触到壳体外缘时，直线位移传感208从O位开始读数直到测量值为15mm时平移伺服电机211停止，焊接枪头212也同步从图3所示初始零位到达如图4所示焊接前起始位置，在焊枪通电开始焊接的同时回转伺服电机3开始运转，直线位移传感器208开始测量壳体外缘在左右方向的变化量Λ X，当Λ X绝对值超出控制系统设定值O.1mm时平移伺服电机211驱动左右滑台 210后退Λ X保持直线位移传感器208读数为15mm，同时如图5保持焊接枪头212与焊接轨迹线6在允许的偏差内。
要保证焊接质量，焊接即时线速度绝对值需保持恒定即V=VtlV0=r0ωο= (L0-X0) ω0V^r1 ω j= (L0-X0+ Δ X) Q1因此，回转伺服电机3的角速度GJ1= (L0-X0) ω。/ (L0-X0+ΔΧ)其中，Ltl为焊接枪头到压缩机封盖中心线的距离为焊接枪头到压缩机封盖边缘的最小距离为压缩机封盖待焊处的半径为调节时压缩机封盖待焊处的半径；Qci为调节前回转伺服电机角速度；Q1为调节时回转伺服电机角速度-X为调节前焊接即时线速度为调节时焊接即时线速度；Λ X为壳体外缘在左右方向的变化量。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应 涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种压缩机封盖焊接机，其特征在于包括焊接部分和旋转工作台；所述的焊接部分包括三维移动滑台、安装在所述的三维移动滑台上的焊枪支架、能够驱动所述的焊接支架沿着三维移动滑台滑动的平移伺服电机、安装在焊枪支架上的焊接枪头以及控制所述的平移伺服电机动作的控制单元，所述的三维移动滑台包括竖直滑台、前后滑台和左右滑台， 所述的焊枪支架通过调节所述的竖直滑台、前后滑台和左右滑台的相对位置来调节其所在的空间位置；所述的旋转工作台包括用于夹紧工件的壳体夹具、回转盘、回转主轴以及驱动所述的回转主轴转动的回转伺服电机，所述的焊接部分设置有能实时测量工件壳体的外缘参数的检测单元，所述的检测单元与所述的控制单元相信号连接，所述的检测单元能将检测到的工件壳体的外缘参数信号及时传输给所述的控制单元，所述的控制单元接收到此信号后与其内部预存储的参数进行比较，当所述的检测单元测量得到工件壳体的外缘参数超出所述的控制单元内部预存储的参数时，所述的控制单元控制所述的平移伺服电机驱动所述的焊接支架沿着所述的三维移动滑台移动，同时保持所述的焊接枪头与焊接轨迹线在允许的偏差内；当所述的检测单元测量得到工件壳体的外缘参数未超出所述的控制单元内部预存储的参数时，所述的控制单元控制所述的平移伺服电机保持不动。
2.根据权利要求1所述的压缩机封盖焊接机，其特征在于所述的检测单元测量的是工件壳体的外缘在左右方向的变化量。
3.根据权利要求2所述的压缩机封盖焊接机，其特征在于所述的检测单元包括探头和直线位移传感器；当所述的直线位移传感器测量得到工件壳体的外缘在左右方向的变化量Λ X超出所述的控制单元内部预存储的参数时，所述的控制单元控制所述的平移伺服电机驱动所述的焊接支架沿着所述的三维移动滑台的左右滑台移动，同时保持所述的焊接枪头与焊接轨迹线在允许的偏差内；当所述的直线位移传感器测量得到工件壳体的外缘在左右方向的变化量Λ X未超出所述的控制单元内部预存储的参数时，所述的控制单元控制所述的平移伺服电机保持不动。
4.根据权利要求1所述的压缩机封盖焊接机，其特征在于所述的回转伺服电机也由所述的控制单元控制工作。
5.根据权利要求4所述的压缩机封盖焊接机，其特征在于所述的回转伺服电机和所述的平移伺服电机同时协调工作。
6.根据权利要求1所述的压缩机封盖焊接机，其特征在于所述的壳体夹具和所述的回转盘轴向固定在所述的回转主轴上。
7.根据权利要求1所述的压缩机封盖焊接机，其特征在于所述的回转主轴为阶梯回转主轴。
全文摘要
本发明涉及一种压缩机封盖焊接机，包括焊接部分和旋转工作台；焊接部分包括三维移动滑台、安装在三维移动滑台上的焊枪支架、能够驱动焊接支架滑动的平移伺服电机、焊接枪头以及控制平移伺服电机动作的控制单元；旋转工作台包括用于夹紧工件的壳体夹具、回转盘、回转主轴以及驱动回转主轴转动的回转伺服电机，焊接部分设置有能实时测量工件壳体的外缘参数的检测单元，检测单元与控制单元相信号连接，检测单元能将检测到的工件壳体的外缘参数信号及时传输给控制单元，控制单元接收到此信号后与其内部预存储的参数进行比较，控制平移伺服电机的下一步动作。通过对每个个体的封盖焊接轨迹线进行实时测量闭环控制，明显提高了焊接的质量。
文档编号B23K37/02GK103008935SQ20111028846
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月27日 优先权日2011年9月27日
发明者钱文军 申请人:江苏白雪电器股份有限公司