一种渐开线直齿大型齿轮补焊方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种渐开线直齿大型齿轮补焊方法及其装置，能够高效地修复磨损的渐开线直齿大型齿轮。该补焊方法为：将补焊装置放在磨损的大型齿轮上，并通过磨损的大型齿轮的轴孔定位；将焊枪定位到大型齿轮的磨损部位；焊枪往复直线运动多次后，一个补焊层被补焊好，然后焊枪以同样的方式，再完成下一个补焊层的补焊，直到一个磨损的大型齿轮的补焊被完成。该装置包括：x轴滑道、X轴上的电机、X轴丝杠、下矫直辊、上矫直辊、Y轴上的电机、焊丝轮、送丝电机、焊枪支架、Z轴滑道、Z轴上的电机、Y轴滑道、焊丝和焊枪。本发明提高了齿轮的利用率，降低了生产成本；补焊装置结构合理，可实现焊枪的三维运动；控制系统操作方便，控制精准。
【专利说明】一种渐开线直齿大型齿轮补焊方法及其装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械系统中大齿轮修复方法及其装置，特别是一种渐开线直齿大型齿轮补焊方法及其装置。
【背景技术】
[0002]当齿轮齿面磨损时，齿轮不仅无法正常运转，影响其工作精度，还可能引起机器的振动和噪声。齿轮表面磨损会造成整个齿轮零件的报废，大大降低了设备的利用率和工作效率。磨损齿轮的修复对提高生产效率、降低生产成本有着重要的意义。齿面磨损可通过适当的修复使齿轮得以重新使用。修复齿轮比制造齿轮更能节省费用。
[0003]专利公开(公告)号:CN103292673A，公开了一种“渐开线直齿大型齿轮齿面磨损检测方法及其装置”，把原来的渐开线直齿轮的测量方程的极坐标方程推导为直角坐标方程，提出一种大型齿轮磨损后的智能检测方法，可实现对大型齿轮磨损区域的智能检测。该方法及装置为大型齿轮磨损后的智能检测和智能补焊提供了重要的参考依据，但未提交补焊方法和装置。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种渐开线直齿大型齿轮补焊方法及其装置，能够高效地修复磨损的渐开线直齿大型齿轮。
[0005]一种渐开线直齿大型齿轮补焊方法，采用西门子公司的S7-200软件和V4.0STEP7-Micro/WIN软件，以及S7-200系列PLC中的CPU224作为控制系统，通过S7-200软件和V4.0STEP7-Micro/WIN软件运行程序，实现PLC对渐开线直齿大型齿轮补焊装置运行的控制。补焊步骤如下:
[0006]a.将磨损的大型齿轮水平放置并固定，再将补焊装置放在磨损的大型齿轮上，并通过磨损的大型齿轮的轴孔定位；
[0007]b.补焊装置定位后，装置中X轴上的电机带动X轴丝杠；Y轴上的电机带动Y轴丝杠；z轴上的电机带动Z轴丝杠，通过X轴丝杠、Y轴丝杠及Z轴丝杠的共同直线运动将焊枪定位到大型齿轮的磨损部位；
[0008]c.当焊枪被定位后，Z轴上的电机启动，同时焊枪被启动，并沿齿宽方向做直线运动进行补焊，当焊枪到达预定位置时，焊枪被关闭，同时关闭Z轴上的电机，这时，X轴上的电机和Y轴上的电机被启动，把焊枪调整到下一个焊道位置，然后X轴上的电机和Y轴上的电机被关闭，再次启动Z轴上的电机，使其反转，同时焊枪被启动，并沿齿宽方向的反向直线运动完成补焊，当焊枪到达预定位置时，焊枪被关闭，同时关闭Z轴上的电机，当一条焊道的补焊完成后，调整焊枪到下一个位置，紧挨着上条焊道继续进行补焊，焊枪往复直线运动多次后，一个补焊层被补焊好，然后焊枪以同样的方式，再完成下一个补焊层的补焊，直到一个磨损的大型齿轮的补焊被完成。
[0009]一种渐开线直齿大型齿轮补焊方法采用的装置，包括:x轴滑道(I)、X轴上的电机(2)、X轴联轴器(3)、X轴丝杠(4)、Y轴联轴器(5)、下矫直棍(6)、上矫直棍(7)、Y轴上的电机(8)、为支撑轴I (9)，支撑轴II (10)、X轴支撑座(I I)、皮带(12)、为支撑轴III (13)，焊丝轮(14)，送丝联轴器(15)、送丝电机(16)、Z轴支撑座(17)、Z轴丝杠(18)、焊枪支架(19)、Z轴滑道(20)、Z轴联轴器(21)、Z轴上的电机(22)、Y轴丝杠(23)、Y轴支撑座(24)、Y轴滑道(25)、焊丝(26)和焊枪(27)，所述X轴上的电机⑵和X轴支撑座(3)安装在X轴滑道⑴上，X轴上的电机⑵依次连接X轴联轴器(3)、Χ轴丝杠(4)及X轴支撑座(11)，X轴丝杠(4)与其上的Y轴滑道(25)相连接；Υ轴上的电机(8)和Y轴支撑座(24)安装在Y轴滑道(25)上，Y轴上的电机(8)依次连接Y轴联轴器(5)、Y轴丝杠(23)及Y轴支撑座
(24)，Y轴丝杠(23)与其上的Z轴滑道(20)相连接；Ζ轴上的电机(22)和Z轴支撑座(17)安装在Z轴滑道(20)上，Z轴上的电机(22)依次连接Z轴联轴器(21)、Z轴丝杠(23)及Z轴支撑座(24)，Z轴丝杠(18)与其上的焊枪支架(19)相连接；送丝电机(16)安装在焊枪支架(19)上，送丝电机(16)依次连接送丝联轴器(15)和支撑轴III (13)，支撑轴III (13)与焊丝轮(14)连接，焊丝(26)缠绕在焊丝轮(14)上；支撑轴I (9)和支撑轴II (10)安装在焊枪支架(19)上，支撑轴I (9)与上矫直辊(7)连接，支撑轴II (10)与下矫直辊(6)连接；焊丝(26)经过上矫直辊(7)和下矫直辊(6)输送到焊枪(27)，皮带(12)安装在焊丝轮(14)和下矫直辊(6)上，焊枪(27)安装在焊枪支架(19)上；该装置采用的控制系统为西门子公司的S7-200软件和V4.0STEP7-Micro/WIN软件，以及S7-200系列PLC中的CPU224，PLC中的CPU模块、电源模块、I/O模块以及内存模块通过底板上的总线连接，PLC与渐开线直齿大型齿轮补焊装置之间通过导线连接。
[0010]本发明与现有同类技术相比，其显著的有益效果体现在:
[0011]本发明可实现对磨损的渐开线直齿大型齿轮的快速、高效及准确的补焊。提高了齿轮的利用率，大大降低了生产成本。渐开线直齿大型齿轮补焊装置结构合理，可实现焊枪的三维运动。控制系统操作方便，控制精准。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是一种渐开线直齿大型齿轮补焊方法采用的装置的结构示意图。
[0013]图2是在一种渐开线直齿大型齿轮补焊方法中焊枪沿X轴、Y轴及Z轴移动的示意图。
【具体实施方式】
[0014]如图1和图2所示，一种渐开线直齿大型齿轮补焊方法及其装置，采用西门子公司的S7-200软件和V4.0STEP7-Micro/WIN软件，以及S7-200系列PLC中的CPU224作为控制系统，对补焊装置进行控制，补焊的步骤如下:
[0015]a.将磨损的大型齿轮28水平放置并固定，再将补焊装置放在磨损的大型齿轮28上,并通过磨损的大型齿轮28的轴孔定位；
[0016]b.补焊装置定位后，装置中X轴上的电机2带动X轴丝杠4 ；Y轴上的电机8带动Y轴丝杠23 ；Ζ轴上的电机22带动Z轴丝杠18，通过X轴丝杠4、Y轴丝杠23及Z轴丝杠18的共同直线运动将焊枪27定位到大型齿轮的磨损部位；
[0017]c.当焊枪27被定位后，Z轴上的电机22启动，同时焊枪27被启动，并沿齿宽方向做直线运动进行补焊，当焊枪27到达预定位置时，焊枪27被关闭，同时关闭Z轴上的电机，这时，X轴上的电机2和Y轴上的电机8被启动，把焊枪27调整到下一个焊道位置，然后X轴上的电机2和Y轴上的电机8被关闭，再次启动Z轴上的电机22，使其反转，同时焊枪27被启动，并沿齿宽方向的反向直线运动完成补焊，当焊枪27到达预定位置时，焊枪27被关闭，同时关闭Z轴上的电机22，当一条焊道的补焊完成后，调整焊枪27到下一个位置，紧挨着上条焊道继续进行补焊，焊枪往复直线运动多次后，一个补焊层被补焊好，然后焊枪27以同样的方式，再完成下一个补焊层的补焊，直到一个磨损的大型齿轮28的补焊被完成。
【权利要求】
1.一种渐开线直齿大型齿轮补焊方法，其特征是采用西门子公司的S7-200软件和V4.0STEP7-Micro/WIN软件，以及S7-200系列PLC中的CPU224作为控制系统，通过S7-200软件和V4.0STEP7-Micro/WIN软件运行程序，实现PLC对渐开线直齿大型齿轮补焊装置运行的控制，补焊步骤如下: a.将磨损的大型齿轮水平放置并固定，再将补焊装置放在磨损的大型齿轮上，并通过磨损的大型齿轮的轴孔定位； b.补焊装置定位后，装置中X轴上的电机带动X轴丝杠；Y轴上的电机带动Y轴丝杠；Z轴上的电机带动Z轴丝杠，通过X轴丝杠、Y轴丝杠及Z轴丝杠的共同直线运动将焊枪定位到大型齿轮的磨损部位； c.当焊枪被定位后，Z轴上的电机启动，同时焊枪被启动，并沿齿宽方向做直线运动进行补焊，当焊枪到达预定位置时，焊枪被关闭，同时关闭Z轴上的电机，这时，X轴上的电机和Y轴上的电机被启动，把焊枪调整到下一个焊道位置，然后X轴上的电机和Y轴上的电机被关闭，再次启动Z轴上的电机，使其反转，同时焊枪被启动，并沿齿宽方向的反向直线运动完成补焊，当焊枪到达预定位置时，焊枪被关闭，同时关闭Z轴上的电机，当一条焊道的补焊完成后，调整焊枪到下一个位置，紧挨着上条焊道继续进行补焊，焊枪往复直线运动多次后，一个补焊层被补焊好，然后焊枪以同样的方式，再完成下一个补焊层的补焊，直到一个磨损的大型齿轮的补焊被完成。
2.一种渐开线直齿大型齿轮补焊方法采用的装置，其特征是该装置包括:χ轴滑道(I)、X轴上的电机⑵、X轴联轴器(3)、X轴丝杠⑷、Y轴联轴器(5)、下矫直棍(6)、上矫直辊(7)、Y轴上的电机(8)、支撑轴I (9)，支撑轴II (10)、X轴支撑座(I I)、皮带(12)、支撑轴III (13)，焊丝轮(14)，送丝联轴器(15)、送丝电机(16)、Z轴支撑座(17)、Z轴丝杠(18)、焊枪支架(19)、Z轴滑道(20)、Z轴联轴器(21)、Z轴上的电机(22)、Y轴丝杠(23)、Y轴支撑座(24)、Y轴滑道(25)、焊丝(26)和焊枪(27)，所述X轴上的电机(2)和X轴支撑座⑶安装在X轴滑道⑴上，X轴上的电机⑵依次连接X轴联轴器(3)、Χ轴丝杠(4)及X轴支撑座(11)，X轴丝杠(4)与其上的Y轴滑道(25)相连接；Υ轴上的电机(8)和Y轴支撑座(24)安装在Y轴滑道(25)上，Y轴上的电机⑶依次连接Y轴联轴器(5)、Y轴丝杠(23)及Y轴支撑座(24)，Y轴丝杠(23)与其上的Z轴滑道(20)相连接“轴上的电机(22)和Z轴支撑座(17)安装在Z轴滑道(20)上，Z轴上的电机(22)依次连接Z轴联轴器(21)、Z轴丝杠(23)及Z轴支撑座(24)，Z轴丝杠(18)与其上的焊枪支架(19)相连接；送丝电机(16)安装在焊枪支架(19)上，送丝电机(16)依次连接送丝联轴器(15)和支撑轴III (13)，支撑轴III (13)与焊丝轮(14)连接，焊丝(26)缠绕在焊丝轮(14)上；支撑轴I (9)和支撑轴II (10)安装在焊枪支架(19)上，支撑轴I (9)与上矫直辊(7)连接，支撑轴II (10)与下矫直辊(6)连接；焊丝(26)经过上矫直辊(7)和下矫直辊(6)输送到焊枪(27)，皮带(12)安装在焊丝轮(14)和下矫直辊(6)上，焊枪(27)安装在焊枪支架(19)上；该装置采用的控制系统为西门子公司的S7-200软件和V4.0STEP7-Micro/WIN软件，以及S7-200系列PLC中的CPU224，PLC中的CPU模块、电源模块、I/O模块以及内存模块通过底板上的总线连接，PLC与渐开线直齿大型齿轮补焊装置之间通过导线连接。
【文档编号】B23K37/00GK104209668SQ201410361158
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】刘洪宇, 徐泽宁, 郑文广, 张晓君, 孙岩 申请人:辽宁科技大学