一种卧式多头轮毂焊接装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种卧式多头轮毂焊接装置，包括工作台，所述工作台上安装有轮毂定位装置和焊接头朝向轮毂定位装置的焊接机，所述轮毂定位装置包括转动连接于工作台上表面的座板，以及背面连接于座板上表面的卡盘，所述座板与座板驱动电机传动，所述卡盘的卡盘体正面的多个卡爪上分别连接有弧形定位板，所述分别连接于卡爪上的多个弧形定位板端部对接构成圆环；所述焊接机至少包括有三台，均匀设置在轮毂定位装置周围。本发明改善了轮毂受热、受力情况，将轮毂变形的扭曲量降低至1.0mm以下，有效提高了轮毂的品质，同时成倍地提高焊接的速度，提高了轮毂的产量，也进一步提高了企业的经济效益。
【专利说明】一种卧式多头轮毂焊接装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及焊接机械领域，具体涉及一种卧式多头轮毂焊接装置。
【背景技术】
[0002]轮毂是车辆用于连接轮胎与轴的部件，目前的轮毂从制造工艺上可以分为整体铸造式、整体锻造式和复合式三种，整体铸造式轮毂是目前制造成本最低的，其产量占轮毂总生产量的90%左右，整体锻造式轮毂的性能优于整体锻造式轮毂，但是其制造成本更高，复合式轮毂的性能可以达到整体锻造式轮毂的性能，而制造成本更接近整体铸造式轮毂，因此逐渐受到客户的青睐。
[0003]复合式轮毂的轮辋和轮辐分别制造，然后复合、焊接成一体，目前的焊接装置所加工出的轮毂容易变形，扭曲量超过1.5_，轮毂的不合格率高，主要原因有以下几点:
首先，焊接装置采用立式定位，即从水平方向对轮毂的两端面进行夹持，焊接头从轮辐与轮辋的复合处进行搅拌摩擦焊接，焊接过程中轮辋的局部温度升高，轮辋受夹持力及重力影响，在焊接处容易产生变形，同时，为确保焊接过程中轮毂不产生轴向位移，夹持轮毂所需的力很大，对设备要求很高，焊接过程中的能耗也很高，轮毂的制造成本高；
其次，焊接装置采用单个焊接头从轮辐与轮辋的复合处进行搅拌摩擦焊接，焊接过程中轮辋的局部温度升高，焊接头单方向对轮毂外壁施加压力，轮毂受热、受力不均匀，容易扭曲变形；
另外，驱动电机控制搅拌摩擦焊接机的焊接头前进直到插入轮辋外壁一定的深度，然后旋转底座带动轮毂旋转一周，完成轮辋与轮辐的周向焊接，在过程中，焊接头到轮辋中轴线的距离不变，而受轮辋制造工艺条件的限制，轮辋与轮辐焊接处的轮辋壁厚无法确保完全一致，焊接头插入轮辋壁的深度存在差别，导致焊缝存在或深或浅的情况，轮辋在焊缝处的强度不一，容易产生变形。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种卧式多头轮毂焊接装置，可以解决现有的轮毂焊接装置加工出的轮毂容易变形，扭曲量大，不合格率高的问题。
[0005]本发明通过以下技术方案实现:
一种卧式多头轮毂焊接装置，包括工作台，所述工作台上安装有轮毂定位装置和焊接头朝向轮毂定位装置的焊接机，所述轮毂定位装置包括转动连接于工作台上表面的座板，以及背面连接于座板上表面的卡盘，所述座板与座板驱动电机传动，所述卡盘的卡盘体正面的多个卡爪上分别连接有弧形定位板，所述分别连接于卡爪上的多个弧形定位板端部对接构成圆环；所述焊接机至少包括有三台，均匀设置在轮毂定位装置周围。
[0006]所述卡爪有8个，每个卡爪上连接的弧形定位板弧度为45度。
[0007]所述弧形定位板的外弧边设有垂直于弧形定位板表面的压力分散折边。
[0008]所述圆环的外径是轮毂直径的0.8^0.9倍。[0009]所述压力分散折边的高度为3?4厘米。
[0010]所述弧形定位板和座板之间的距离，与轮毂的焊缝到轮毂套入卡盘的一端的距离相匹配。
[0011]所述焊接机包括导轨、滑台、滑台驱动电机、机体、焊接头驱动电机，所述导轨沿轮毂定位装置的径向铺设在工作台上，所述滑台滑动连接于导轨；所述机体和焊接头驱动电机连接于滑台，安装在机体上的焊接头与焊接头驱动电机传动；所述滑台与安装在工作台上的滑台驱动电机传动。
[0012]所述机体通过角度调整装置和高度调整装置与滑台连接。
[0013]所述角度调整装置包括垂直连接于机体前端两侧的轴，以及固定在滑台上的轴套，所述轴套上设有通孔，所述轴的外端设有螺纹，所述轴的外端穿过通孔后以螺母压紧。
[0014]所述高度调整装置包括垂直连接于机体后端两侧的杆，以及固定在滑台上的定位座，所述定位座上设有定位槽口，所述杆外端穿入定位槽口内，所述杆的下表面与定位槽底之间设有调节垫块，所述杆的上表面由穿过定位槽顶板的螺栓压紧。
[0015]还包括焊接头驱动电机的状态检测单元以及主控装置，所述状态检测单元的输出端连接于主控装置的输入端，所述主控装置的输出端连接滑台驱动电机的驱动器。
[0016]所述主控装置接受状态检测单元所检测到的焊接头驱动电机电压或电流，根据电压或电流的升高或降低来改变输入控制器的信号强度，控制滑台驱动电机驱动滑台的焊接头后退或前进。
[0017]所述状态检测单元为电流变送器或电压变送器，所述主控装置为PLC可编程控制器或单片机。
[0018]本发明与现有技术相比的优点在于:
一、采用竖直向上的卡盘从内向外涨紧固定轮毂，改善了轮辋的受力情况，降低了在焊接过程中出现的变形量，同时大大降低对夹持设备的要求，以及焊接过程中夹持设备的能耗，降低轮毂制造的成本，提高企业的经济效益；
二、以多台焊接机的焊接头同时对轮毂外壁进行焊接，使轮毂受热、受力均匀，将轮毂变形的扭曲量降低至1.0_以下，有效提高了轮毂的品质，同时成倍地提高焊接的速度，提高了轮毂的产量，进一步提高了企业的经济效益；
三、读取焊接头驱动电机的电压或电流变化，作为对焊缝深度的反馈环节，调整滑台驱动电机改变焊接头与轮辋外壁之间的距离，改善焊缝或深或浅的情况，提高轮毂的焊缝处强度，降低轮毂变形扭曲量。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明的卧式多头轮毂焊接装置俯视结构示意图。
[0020]图2为图1中I部分的A方向视图。
[0021]图3为轮毂定位装置结构示意图。
[0022]图4为图3的B方向剖视图。
[0023]图5为焊接头随动控制系统结构框图。
【具体实施方式】[0024]如图1、图3、图4所示的一种卧式多头轮毂焊接装置，包括工作台2，所述工作台2上安装有轮毂定位装置I和焊接头朝向轮毂定位装置I的焊接机，所述轮毂定位装置包括座板11，以及背面连接于座板11上表面的八爪液压卡盘15，所述座板11通过与卡盘15同轴的转轴16与工作台2转动连接，所述转轴16与座板驱动电机17传动，所述八爪卡盘15正面的八个卡爪14上分别连接有弧度为45度的弧形定位板12，所述分别连接于卡爪14上的多个弧形定位板12端部对接构成圆环，所述弧形定位板12的外弧边设有垂直于弧形定位板12表面的压力分散折边13 ;所述焊接机包括有三台，均匀设置在轮毂定位装置I周围。
[0025]如图2所示的焊接机包括导轨3、滑台4、滑台驱动电机5、机体6、焊接头驱动电机7，所述导轨3沿轮毂定位装置I的径向铺设在工作台2上，所述滑台4滑动连接于导轨3 ；所述机体6和焊接头驱动电机7连接于滑台4，安装在机体6上的焊接头与焊接头驱动电机7传动；所述滑台4与安装在工作台2上的滑台驱动电机5传动。所述机体6通过角度调整装置9和高度调整装置10与滑台4连接；所述角度调整装置9包括垂直连接于机体6前端两侧的轴91，以及固定在滑台4上的轴套41，所述轴套41上设有通孔，所述轴91的外端设有螺纹，所述轴91的外端穿过通孔后以螺母压紧；所述高度调整装置10包括垂直连接于机体6后端两侧的杆101,以及固定在滑台4上的定位座42,所述定位座42上设有定位槽口，所述杆101外端穿入定位槽口内，所述杆101的下表面与定位槽底之间设有调节垫块，所述杆101的上表面由穿过定位槽顶板的螺栓43压紧。
[0026]采用搅拌摩擦焊的方式焊接轮毂时，焊接头与轮辋外壁之间需要保持一定的夹角，对应不同尺寸的轮毂，需要调整焊接头的位置以保持夹角；调整焊接头位置时，将轴91外端的螺母松开，定位螺栓43松开，通过调整机体6的位置以及调节垫块的厚度，实现对焊接头的角度和高度的调节，达到预期角度和高度后再将螺母91和定位螺栓43分别拧紧。
[0027]进行焊接时，先将复合后未焊接的轮毂套在卡盘15上，直到轮辋的下端口扣在座板11上，然后启动卡盘15,使卡爪14向外扩张,弧形定位板12外弧边的压力分散折边13顶在轮辋与轮辐复合处，实现对轮毂的定位；再启动滑台驱动电机5，驱动滑台4向轮毂移动直到焊接头插入轮辋外壁合适的深度，再启动座板驱动电机17带动轮毂旋转一周，滑台驱动电机5反转驱动滑台4复位，座板驱动电机17停止，卡盘15泄压，即可取下轮毂。
[0028]根据实际加工情况分析可知，当焊接头插入轮辋壁太深或太浅时，焊接头的旋转驱动电机的电流或电压会随之升高或降低，可以根据旋转驱动电机的这种电流或电压的变化规律来实现对焊接头的行走驱动伺服电机进行控制，缓解甚至消除焊缝或深或浅的情况。
[0029]如图5所示，上述的一种卧式多头轮毂焊接装置还包括连接于焊接头驱动电机7电源电路中的电流变送器以及PLC可编程控制器，所述电流变送器的输出端连接于PLC可编程控制器的输入端，所述PLC可编程控制器的输出端连接滑台驱动电机5的驱动器。所述PLC可编程控制器接收电流变送器所检测到的焊接头驱动电机7电流，根据电流的升高或降低来改变输入控制器的信号强度，控制滑台驱动电机5驱动滑台4的焊接头后退或前进。对于采用伺服电机作旋转驱动的焊接头，PLC可编程控制器的输入端口可直接连接伺服电机的编码器获取电流信号。
[0030]如果以传感器检测轮辋外壁厚度变化来控制焊接头随动，受系统响应时间的限制，无法及时控制驱动电机做出动作，难以提高轮毂的质量。
【权利要求】
1.一种卧式多头轮毂焊接装置，包括工作台(2)，所述工作台(2)上安装有轮毂定位装置(I)和焊接头朝向轮毂定位装置(I)的焊接机，其特征在于:所述轮毂定位装置包括转动连接于工作台(2)上表面的座板(11)，以及背面连接于座板(11)上表面的卡盘(15)，所述座板(11)与座板驱动电机(17)传动，所述卡盘(15)正面的多个卡爪(14)上分别连接有弧形定位板(12)，所述分别连接于卡爪(14)上的多个弧形定位板(12)端部对接构成圆环；所述焊接机至少包括有三台，均匀设置在轮毂定位装置(I)周围。
2.如权利要求1所述的一种卧式多头轮毂焊接装置，其特征在于:所述卡爪(14)有8个，每个卡爪(14)上连接的弧形定位板(12)弧度为45度。
3.如权利要求1或2所述的一种卧式多头轮毂焊接装置，其特征在于:所述弧形定位板(12)的外弧边设有垂直于弧形定位板(12)表面的压力分散折边(13)。
4.如权利要求1所述的一种卧式多头轮毂焊接装置，其特征在于:所述焊接机包括导轨(3)、滑台(4)、滑台驱动电机(5)、机体(6)、焊接头驱动电机(7)，所述导轨(3)沿轮毂定位装置(I)的径向铺设在工作台(2)上，所述滑台(4)滑动连接于导轨(3);所述机体(6)和焊接头驱动电机(7)连接于滑台(4)，安装在机体(6)上的焊接头与焊接头驱动电机(7)传动；所述滑台(4)与安装在工作台(2)上的滑台驱动电机(5)传动。
5.如权利要求4所述的一种卧式多头轮毂焊接装置，其特征在于:所述机体(6)通过角度调整装置(9)和高度调整装置(10)与滑台(4)连接。
6.如权利要求5所述的一种卧式多头轮毂焊接装置，其特征在于:所述角度调整装置(9)包括垂直连接于机体(6)前端两侧的轴(91)，以及固定在滑台(4)上的轴套(41)，所述轴套(41)上设有通孔，所述轴(91)的外端设有螺纹，所述轴(91)的外端穿过通孔后以螺母压紧。
7.如权利要求5所述的一种卧式多头轮毂焊接装置，其特征在于:所述高度调整装置(10)包括垂直连接于机体(6)后端两侧的杆(101)，以及固定在滑台(4)上的定位座(42)，所述定位座(42)上设有定位槽口，所述杆(101)外端穿入定位槽口内，所述杆(101)的下表面与定位槽底之间设有调节垫块，所述杆(101)的上表面由穿过定位槽顶板的螺栓(43)压紧。
8.如权利要求4所述的一种卧式多头轮毂焊接装置，其特征在于:还包括焊接头驱动电机(7)的状态检测单元以及主控装置，所述状态检测单元的输出端连接于主控装置的输入端，所述主控装置的输出端连接滑台驱动电机(5)的驱动器。
9.如权利要求8所述的一种卧式多头轮毂焊接装置，其特征在于:所述主控装置接受状态检测单元所检测到的焊接头驱动电机(7)电压或电流，根据电压或电流的升高或降低来改变输入控制器的信号强度，控制滑台驱动电机(5)驱动滑台(4)的焊接头后退或前进。
10.如权利要求8或9所述的一种卧式多头轮毂焊接装置，其特征在于:所述状态检测单元为电流变送器或电压变送器，所述主控装置为PLC可编程控制器或单片机。
【文档编号】B23K20/26GK103551725SQ201310527980
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】刘湘平 申请人:刘湘平