刮板机中部槽自动焊接工装的制作方法

本实用新型属于焊接技术领域，具体涉及一种刮板机中部槽自动焊接工装。

背景技术：

刮板输送机是矿山煤炭运输机械重要的组成部分，中部槽是刮板输送机最主要的组成部件。中部槽是煤料运输的主要通道，运输过程中承载在煤料、刮板及链条的剧烈摩擦与撞击。刮板输送机的失效大多是由于中部槽的磨损与断裂引起的，因此，中部槽的生产质量直接决定着刮板输送机的使用寿命。中部槽的关键生产工序时槽帮与中板、槽板与底板的焊接，提高中部槽的焊接质量直接决定着刮板输动机的使用寿命。

在中部槽的焊接工艺中，原来一直使用CO₂气体保护焊，这种焊接工艺的缺陷是焊接成形不美观，熔深无法保证，而且操作者的劳动强度大。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术中焊接成形不美观，熔深无法保证，操作者劳动强度大的问题，提供一种刮板机中部槽自动焊接工装。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种刮板机中部槽自动焊接工装，包括控制系统、机架、下坦克链、运动系统、焊接抢夹持器、上坦克链和工作平台，机架位于最底部，所述运动系统包括横向移动机构、纵向移动机构和升降机构，下坦克链一端与机架连接，另一端与工作平台连接，横向移动机构两端分别与纵向移动机构的顶端连接，纵向移动机构一端与横向移动机构连接，另一端与工作平台连接，升降机构通过上坦克链与横向移动机构连接，焊枪夹持器位于升降机构下端。

所述控制系统包括PLC可编程逻辑控制器、手动操作盒、操作按钮触摸屏、焊接电流电压调整面板、电机驱动、焊接电源和电机，PLC可编程逻辑控制器一端分别与手动操作盒、操作按钮触摸屏、焊接电流电压调整面板连接，另一端分别与电机驱动、焊接电源连接，电机与电机驱动连接。

所述横向移动机构的数量为两套，纵向移动机构数量为一套，升降机构数量为两套。

所述工作平台上装有对工件初步定位的定位块，定位块位于工作平台的一侧。

刮板机中部槽自动焊接工装的焊接工艺，包括如下步骤：

（1）焊接方法的选择，焊接方法选择CO₂气体保护焊，采用半自动火焰切割机对坡口进行加工；

（2）焊接参数的选择，未焊满尺寸≤2mm，根部收缩≤1mm，且不允许有焊接裂纹、表面气孔及夹渣；

（3）焊接方法的选择，采用适合多层多道焊接方法，先焊正面一道焊缝，然后利用天车吊装翻转，再焊接反面一道焊缝，把正面的焊缝多层多道焊接完成后，再吊装翻转把反面的焊完。

本实用新型工作原理：该工装设备带动两把焊枪同时自动对中部槽的两条平行焊缝进行焊接。焊接运动系统采用龙门结构形式，龙门机构可在焊接过程中实现三维运动，纵向移动机构定义为x轴，在x轴的电机驱动作用下实现焊枪沿着焊缝长度方向运动；横向移动机构定义为y轴，在y轴的电机驱动作用下实现焊枪沿着焊缝宽度方向的运动；升降机构定义为z轴，在z轴的电机驱动下实现焊枪的上下移动。龙门架装有一套x轴、两套y轴、z轴的运动轴，运动的关系是x轴带动y轴，y轴带动z轴运动，并在z轴上装有焊枪。此外机架的工作平台用于放置待焊的中部槽，为了使操作者容易观察中部槽的焊接情况，工作平台的高度定位600mm，并在工作平台上装有定位块用来实现工件放置时的初步定位。

控制系统选用H2U系列的PLC系统作为主控制器，其具有输入点32个，输出点32个，晶体管输出型，特点是包含五路高速脉冲输出。选用伺服电机控制各方向速度，根据各轴的负载的转动惯量和启动所需的力矩大小，调整伺服电机的转速。

焊接电流、电压的调整则是通过调整盒实现的，调整盒负责微调焊枪的焊接电流、电压的大小，使打底、填充、盖面三道焊接工序对应三组焊接电流、电压，这样每个焊接工序的电流、电压就可以分别调整，方便了工人的操作，三组电流、电压的切换方法是通过PLC控制三组继电器的通断来实现的。

本实用新型的有益效果如下：

1.采用PLC的控制系统方法对焊接设备进行方向及速率控制，焊嘴及导丝直接对准坡口根部，焊接位置精确；

2.采用多层多道焊接方法，焊接美观，提高了产品质量；

3.提高了工作效率，减轻了工作人员劳动强度。

附图说明

图1为本实用新型机械主体示意图；

图2为本实用新型控制系统硬件关系框图；

其中，1-机架；2-下坦克链；3-横向移动机构；4-纵向移动机构；5-升降机构；6-焊枪夹持器；7-上坦克链；8-工作平台；9-定位块；10-PLC可编程逻辑控制器；11-手动操作盒；12-操作按钮触摸屏；13-焊接电流电压调整面板；14-电机驱动；15-焊接电源；16-电机。

具体实施方式

一种刮板机中部槽自动焊接工装，包括控制系统、机架1、下坦克链2、运动系统、焊接抢夹持器6、上坦克链7和工作平台8，机架1位于最底部，所述运动系统包括横向移动机构3、纵向移动机构4和升降机构5，下坦克链2一端与机架1连接，另一端与工作平台8连接，横向移动机构3两端分别与纵向移动机构4的顶端连接，纵向移动机构4一端与横向移动机构3连接，另一端与工作平台8连接，升降机构5通过上坦克链7与横向移动机构3连接，焊枪夹持器6位于升降机构5下端。

所述控制系统包括PLC可编程逻辑控制器10、手动操作盒11、操作按钮触摸屏12、焊接电流电压调整面板13、电机驱动14、焊接电源15和电机16，PLC可编程逻辑控制器10一端分别与手动操作盒11、操作按钮触摸屏12、焊接电流电压调整面板13连接，另一端分别与电机驱动14、焊接电源15连接，电机16与电机驱动14连接。

所述横向移动机构3的数量为两套，纵向移动机构4数量为一套，升降机构5数量为两套。

所述工作平台8上装有对工件初步定位的定位块9，定位块9位于工作平台8的一侧。

刮板机中部槽自动焊接工装的焊接工艺，包括如下步骤：

（1）焊接方法的选择，焊接方法选择CO₂气体保护焊，采用半自动火焰切割机对坡口进行加工；

（2）焊接参数的选择，未焊满尺寸≤2mm，根部收缩≤1mm，且不允许有焊接裂纹、表面气孔及夹渣；

（3）焊接方法的选择，采用适合多层多道焊接方法，先焊正面一道焊缝，然后利用天车吊装翻转，再焊接反面一道焊缝，把正面的焊缝多层多道焊接完成后，再吊装翻转把反面的焊完。

本实用新型工作原理：该工装设备带动两把焊枪同时自动对中部槽的两条平行焊缝进行焊接。焊接运动系统采用龙门结构形式，龙门机构可在焊接过程中实现三维运动，纵向移动机构4定义为x轴，在x轴的电机驱动14作用下实现焊枪沿着焊缝长度方向运动；横向移动机构3定义为y轴，在y轴的电机驱动14作用下实现焊枪沿着焊缝宽度方向的运动；升降机构5定义为z轴，在z轴的电机驱动14下实现焊枪的上下移动。龙门架装有一套x轴、两套y轴、z轴的运动轴，运动的关系是x轴带动y轴，y轴带动z轴运动，并在z轴上装有焊枪。此外机架1的工作平台8用于放置待焊的中部槽，为了使操作者容易观察中部槽的焊接情况，工作平台8的高度定位600mm，并在工作平台8上装有定位块9用来实现工件放置时的初步定位。

控制系统选用H2U系列的PLC系统作为主控制器，其具有输入点32个，输出点32个，晶体管输出型，特点是包含五路高速脉冲输出。选用伺服电机控制各方向速度，根据各轴的负载的转动惯量和启动所需的力矩大小，调整伺服电机的转速。

焊接电流、电压的调整则是通过调整盒实现的，调整盒负责微调焊枪的焊接电流、电压的大小，使打底、填充、盖面三道焊接工序对应三组焊接电流、电压，这样每个焊接工序的电流、电压就可以分别调整，方便了工人的操作，三组电流、电压的切换方法是通过PLC控制三组继电器的通断来实现的。