一种自动缝焊机及其自动缝焊方法与流程

本发明涉及一种自动焊接设备技术领域，具体涉及一种用于金属波纹储油柜芯体焊接的自动焊接设备及其自动缝焊方法。

背景技术

现在油浸式变压器用金属波纹储油柜的芯体多数采用手工氩弧焊接，劳动强度大，效率低，存在较大质量隐患。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种自动缝焊机及其自动缝焊方法，使金属波纹芯体焊接效率高，质量好，劳动强度低，焊接质量不受人的因素影响，自动化操作，无质量隐患。

本发明采用的技术方案是：一种自动缝焊机，包括缝焊机和平台，平台上放置移动支架，移动支架上面固定工件，移动支架下部安装有与工件轮廓相似的仿形齿圈，平台下设有直线导轨和驱动装置，驱动装置的出轴带驱动轮，驱动轮与仿形齿圈内侧啮合，平台下安装有内推缸，驱动装置与内推缸连接并由内推缸推动作直线往复运动；在内推缸对面、移动支架外面安装有两个转向缸，转向缸的头部为滚轮，转向缸滚轮与仿形齿圈外周滚动接触；在工件的待缝焊边还安装有寻边机构，内推缸和两个转向缸由电控系统控制驱动；缝焊机由电控系统连接控制。

上述技术方案中，所述平台为升降平台，升降平台包括有升降铰链和与升降铰链连接的升降缸。

上述技术方案中，所述的缝焊机包括有电极轮，电极轮由无级调速的电机控制，无级调速的电机又由电控系统控制。

上述技术方案中，所述的移动支架底部安装有万向轮，移动支架上的工件由栽丝定位。

上述技术方案中，所述的内推缸带有位移传感器，所述的转向缸带有位移传感器和压力传感器。

上述技术方案中，所述转向缸滚轮的轮轴为轴销式压力传感器。

上述技术方案中，所述的寻边机构包括位移传感器、位移传感器支架、滚轮支架和位移传感器滚轮，位移传感器安装在位移传感器支架上，位移传感器支架安装在缝焊机基座上，位移传感器与滚轮支架连接，位移传感器滚轮安装在滚轮支架上，位移传感器滚轮与工件轮廓滚动接触。

上述技术方案中，自动缝焊机还配置有一套循环冷却系统，与之相对应，平台上则设有液冷时的回水槽。

一种自动缝焊方法，采用一个仿形机构解决轨迹与芯体轮廓大体一致的问题，三个带位移传感器的油缸或电动伺服缸实现自动转向，用一个寻边机构解决焊点与理论值误差的问题，用自动化的缝焊机代替手工氩弧焊机。

上述技术方案中，所述自动缝焊方法具体是：首先根据产品材料和厚度、产品制作要求选择一款缝焊机，然后制作一个足够大的带升降铰链的平台，其行程满足产品最上和最下边焊缝缝焊需要，平台下安装一套移动支架的驱动装置，驱动装置安装在直线导轨上，直线导轨安装在平台底面，驱动装置可以是一套电机减速机，出轴带驱动轮，移动支架下部安装一个仿形齿圈，齿圈与产品轮廓相似，运动时理论上使啮合点与焊点始终重合，该驱动装置由一个带位移传感器的内推缸驱动实现直线往复运动，以满足金属波纹芯体的装夹需要，移动支架下面安装一组万向轮，使支架可以在平台上以较小摩擦力运动，在内推缸对面、支架外面安装带位移和压力传感器的1#转向缸和2#转向缸，转向缸其头部为转向缸滚轮，转向缸滚轮的芯轴为轴销式压力传感器，这两个缸组成转向机构，对称布置，金属波纹芯体在转弯时由电控系统控制内推缸和转向缸在规定时刻按要求伸出一定位移，实现精确转向。在直线和圆弧切点前后，两个转向缸和后边所述寻边机构的位移传感器在每一个时刻都对应一个理论位置值；在工件的待缝焊边还安装有带位移传感器的寻边机构，导寻边机构由位移传感器、位移传感器滚轮、滚轮支架、位移传感器支架组成，位移传感器支架安装在缝焊机基座上，与金属波纹芯体轮廓接触，寻边机构安装在焊点前一定距离，前端为滚轮，实时测量芯体轮廓尺寸，并通过电控系统进行比较，发出调整两个转向缸和内推缸的指令，使轨迹与芯体实际轮廓更一致；焊接过程中的热量由冷却水系统带走，也可以是其他冷却方式；两个转向缸和内推缸采用电动伺服缸或者采用是带位移传感器并配伺服阀的液压缸。

本发明的显著效果：

本发明彻底改变了现有金属波纹储油柜芯体手工氩弧焊接的原始落后状态，实现了自动焊接，提高了生产效率，减轻了劳动强度，避免了焊接质量受人的因素影响以及操作不当存在的质量隐患，保证了金属波纹芯体的产品质量。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是寻边机构的局部视图；

图4是切点附近两个转向缸及寻边机构位移传感器在不同时刻的位置图。

图中标记：1—驱动装置，2—缝焊机，3—轴销式压力传感器，4—工件，5—驱动轮，6—直线导轨，7—万向轮，8—移动支架，9—仿形齿圈，10—内推缸，11—平台，12—升降缸，13—升降铰链，14—电控系统，15—2#转向缸，16—冷却水系统，17—1#转向缸，18—转向缸滚轮，19—位移传感器，20—位移传感器滚轮，21—滚轮支架，22—位移传感器支架，24—回水槽，25—芯体轮廓，26—齿圈轮廓，27—缝焊边轮廓，28—待缝焊边，23—水泵。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明包括缝焊机2和平台11，平台11上放置移动支架8，移动支架8上面固定工件4，移动支架8下部安装有与工件轮廓相似的仿形齿圈9，平台上设有直线导轨6，平台下安装有驱动装置1，驱动装置的出轴带驱动轮5，驱动轮5与仿形齿圈9内侧啮合，平台下安装有内推缸10，驱动装置1与内推缸10连接并由内推缸推动作直线往复运动；在内推缸10对面、移动支架8外面安装有两个转向缸17、15，转向缸的头部为滚轮，转向缸滚轮18与仿形齿圈9外周滚动接触；在工件4的待缝焊边还安装有寻边机构，内推缸10和两个转向缸由电控系统控制驱动；缝焊机2由电控系统连接控制；所述平台为升降平台11，升降平台11包括有升降铰链13和与升降铰链连接的升降缸12；所述的缝焊机包括有电极轮，电极轮由无级调速的电机控制，无级调速的电机又由电控系统控制；所述的移动支架底部安装有万向轮，移动支架上的工件由栽丝定位；所述的内推缸带有位移传感器，所述的转向缸带有位移传感器和压力传感器；所述转向缸的轮轴为轴销式压力传感器；所述的寻边机构包括位移传感器19、位移传感器支架22、滚轮支架21和位移传感器滚轮20，位移传感器19安装在位移传感器支架22上，位移传感器支架22安装在缝焊机2基座上，位移传感器19与滚轮支架21连接，位移传感器滚轮20安装在滚轮支架21上，位移传感器滚轮与工件轮廓滚动接触；自动缝焊机还配置有一套循环冷却系统，与之相对应，平台上则设有回水槽24。

一种自动缝焊方法，采用一个仿形机构解决轨迹与芯体轮廓大体一致的问题，三个带位移传感器的油缸或电动伺服缸实现自动转向，用一个寻边机构解决焊点与理论值误差的问题，用自动化的缝焊机代替手工氩弧焊机。

所述自动缝焊方法具体是：首先根据产品材料和厚度、产品制作要求选择一款缝焊机，然后制作一个足够大的带升降铰链的平台，其行程满足产品最上和最下边焊缝缝焊需要，平台下安装一套移动支架的驱动装置，驱动装置安装在直线导轨上，直线导轨安装在平台底面，驱动装置可以是一套电机减速机，出轴带驱动轮，移动支架下部安装一个仿形齿圈，齿圈与产品轮廓相似，运动时理论上使啮合点与焊点始终重合，该驱动装置由一个带位移传感器的内推缸驱动实现直线往复运动，以满足金属波纹芯体的装夹需要，移动支架下面安装一组万向轮，使支架可以在平台上以较小摩擦力运动，在内推缸对面、支架外面安装带位移和压力传感器的1#转向缸和2#转向缸，转向缸其头部为转向缸滚轮，转向缸滚轮的芯轴为轴销式压力传感器，这两个缸组成转向机构，对称布置，金属波纹芯体在转弯时由电控系统控制内推缸和转向缸在规定时刻按要求伸出一定位移，实现精确转向。在直线和圆弧切点前后，两个转向缸和寻边机构的位移传感器在每一个时刻都对应一个理论位置值；在工件的待缝焊边还安装有带位移传感器的寻边机构，导寻边机构由位移传感器、位移传感器滚轮、滚轮支架、位移传感器支架组成，位移传感器支架安装在缝焊机基座上，与金属波纹芯体轮廓接触，寻边机构安装在焊点前一定距离，前端为滚轮，实时测量芯体轮廓尺寸，并通过电控系统进行比较，发出调整两个转向缸和内推缸的指令，使轨迹与芯体实际轮廓更一致；焊接过程中的热量由冷却水系统带走；两个转向缸和内推缸采用电动伺服缸或者采用是带位移传感器并配伺服阀的液压缸。

首先根据产品材料和厚度，产品制作要求选择一款缝焊机2，然后制作一个足够大的带升降铰链13的平台11，其行程满足产品最上和最下边焊缝缝焊需要，平台下安装一套移动支架8的驱动装置1，驱动装置安装在直线导轨6上，6安装在11底面，驱动装置可以是一套电机减速机，出轴带驱动轮5，移动支架下部安装一个仿形齿圈，齿圈与产品轮廓相似，运动时理论上使啮合点与焊点始终重合，该驱动装置由一个带位移传感器的内推缸10驱动实现直线往复运动，以满足金属波纹芯体4的装夹需要，移动支架8下面安装一组万向轮7，使支架可以在平台上以较小摩擦力运动，在内推缸对面安装带位移和压力传感器的1#和2#转向缸，其头部为转向缸滚轮18，滚轮芯轴为轴销式压力传感器3，这两个缸组成转向机构，如图2对称布置，金属波纹芯体在转弯时由电控系统14控制内推缸和转向缸在规定时刻按要求伸出一定位移，实现精确转向。动作轨迹见图4，在直线和圆弧切点前后，两个转向缸和寻边机构的位移传感器在每一个时刻都对应一个理论位置值。带位移传感器的寻边机构（见图3）主要由位移传感器19，位移传感器滚轮20，滚轮支架21，位移传感器支架22组成，22安装在缝焊机基座上，20与金属波纹芯体轮廓接触。寻边机构安装在焊点前一定距离，前端为滚轮，实时测量芯体轮廓尺寸，并通过电控系统14进行比较，发出调整两个转向缸和内推缸的指令，使轨迹与芯体实际轮廓更一致。焊接过程中的热量由冷却水系统16带走。两个转向缸和内推缸可以是电动伺服缸，也可以是带位移传感器并配伺服阀的液压缸。