一种耐磨件机器人焊接制作工艺及装备的制作方法

1.本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种耐磨件机器人焊接制作工艺及装备。


背景技术：

2.一种导向叶片耐磨件的原始加工工艺是在基板q235上堆焊高铬铸铁耐磨材料，再用等离子切割连接孔，该工艺存在连接孔在等离子切割下尺寸精度达不到，孔切割加工不成圆型的弊端。经改良后的工艺为：在第一基板q235上堆焊耐磨材料高铬铸铁，再在第二基板q235上把连接孔加工好，最后把第一基板q235上堆焊的耐磨材料和第二基板q235通过人工焊接在一起，改良后的工艺存在以下弊端：1、人工焊接，装夹以及焊接效率很低，装夹焊接好一面后，需要翻面再次装夹焊接另一面；2、翻身2次装夹焊接，人为翻料，容易出现错位；3、焊接后工件容易产生中间内凹弯曲变形。整体焊接过程效率低可靠性差，但是随着企业对焊接产品质量的要求越来越高，传统方式的人工焊接已经不能完全满足当前企业发展的需要，另一方面，由于焊接工作环境差，人为操作会造成焊接质量不稳定，且对工作人员的操作要求较高，同时，还会引起安全隐患。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种耐磨件机器人焊接制作工艺及装备，在工艺上采用焊接机器人实现机器焊接，配合使用焊接旋转平台、纵向压紧装置和侧向压紧装置使用，自动实现夹持物料和翻身操作，焊接过程效率高可靠性好，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐磨件机器人焊接制作工艺，包括以下步骤：
5.s1：把耐磨件高铬铸铁、第一基板和第二基板固定装夹在焊接旋转平台上，定位好，装夹好后操作纵向压紧装置和侧向压紧装置使其精准定位；
6.s2：变位机带动焊接旋转平台旋转180度，调整焊接机器人先进行反面焊接，焊接时，先焊耐磨件高铬铸铁与第一基板、第二基板底面坡口，焊接时，将焊接位置等分为六段，从左至右依次标号为：a、f、b、e、c、d，遵循a、b、c、d、e、f的先后顺序焊接，其中a、b、c号段焊接方向从右向左焊接，d、e、f号段焊接方向从左向右焊接，焊接过程中，侧向压紧装置始终处于顶紧状态，侧向压紧装置向第一基板施压；
7.s3：反面焊接好，调整焊接机器人退出，然后调整变位机再翻转180度，返回到正面；
8.s4：调整机器程序，进行正面操作焊接，焊接时，将焊接位置等分为两段，从左至右依次标号为：g、h，遵循g、h的先后顺序焊接，其中g号段焊接方向从右向左焊接，h号段焊接方向从左向右焊接，同样的，焊接过程中，侧向压紧装置始终处于顶紧状态，侧向压紧装置向第一基板施压，正面焊接完成后，取下焊接好的成品。
9.一种耐磨件机器人焊接制作工艺使用的装备，包括焊接旋转平台、纵向压紧装置、侧向压紧装置和焊接机器人，所述焊接旋转平台的一端设置有支撑座，焊接旋转平台的另
一端设置有变位机，纵向压紧装置对称设置在焊接旋转平台的两侧，侧向压紧装置设置在焊接旋转平台一侧。
10.优选的，所述焊接旋转平台的两端均设置有转轴，焊接旋转平台靠近支撑座一端的转轴通过轴承座与支撑座连接，焊接旋转平台靠近变位机一端的转轴连接有支撑盘，支撑盘与变位机的输出端连接。
11.优选的，所述焊接旋转平台的上表面设置有第一定位座、第二定位座和第三定位座，第一定位座和第三定位座为一字形结构，第二定位座为l形结构，第一定位座与第二定位座其中一条边位于同一直线上，第三定位座与第二定位座的另一条边位于同一直线上。
12.优选的，所述侧向压紧装置包括推进块和第二压紧气缸，第二压紧气缸的输出端设置有推进块，推进块与第三定位座的位置对应。
13.优选的，所述纵向压紧装置包括第一压紧气缸、连接架、压紧架、分配器和压紧板，第一压紧气缸通过连接架与焊接旋转平台连接，连接架的上端铰连接有压紧架，压紧架的一端与第一压紧气缸的输出端铰连接，压紧架的另一端连接有压紧板，分配器的输出端通过管道与第一压紧气缸连接。
14.优选的，所述压紧架靠近压紧板一端的侧壁上对称设置有方柱，方柱与压紧板套接，方柱的一侧设置有推送齿条，方柱的下端面设置有弹簧，方柱的一端设置有限位块。
15.优选的，所述压紧板上开设有与方柱相匹配的活动孔，活动孔与方柱套接，弹簧的下端与活动孔固定连接，压紧板靠近推送齿条的位置上开设有空腔，空腔内通过中心轴设置有齿轮，中心轴的两端通过轴承与空腔连接，推送齿条延伸至空腔内，且推送齿条与齿轮啮合，中心轴的两端对称设置有皮带轮，皮带轮通过皮带连接推进轮组。
16.优选的，所述推进轮组包括两个对称设置的推紧轮和连接推紧轮的同步杆，同步杆通过支架与空腔活动连接，且推紧轮的下端与压紧板的下表面齐平。
17.优选的，所述焊接机器人的一端设置有焊枪。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.1、在工艺上采用焊接机器人实现机器焊接，配合使用焊接旋转平台、纵向压紧装置和侧向压紧装置使用，自动实现夹持物料和翻身操作，焊接过程效率高可靠性好；
20.2、采用正、反面分段焊接的方式进行焊接，且不同焊接段之间采用不同的焊接方向，克服焊接过程中容易出现的焊接形变，同时侧向压紧装置，从第一基板的一侧的中间位置上对其进行施压，在第一定位座、第二定位座以及第三定位座的共同限制下，第一基板推挤第二基板，整个焊接过程中，对第一基板和第二基板的形变力施加反向作用力，从而防止第一基板和第二基板中间位置上发生向侧向压紧装置方向的凸起形变，结合焊接工艺，消除焊接反变形；
21.3、通过纵向压紧装置和侧向压紧装置能够对耐磨件高铬铸铁、第一基板和第二基板从多个方向进行固定，纵向压紧装置采用多个第一压紧气缸纵向压制材料，侧向压紧装置采用单一的第二压紧气缸从侧向推送，配合第三定位座进行定位，夹持牢固，易于控制；
22.4、在压紧架的侧壁上对称设置有方柱，通过方柱活动连接压紧板，压紧板可以跟随压紧架的旋转角度调整压制的松紧程度，通过推送齿条带动齿轮旋转，利用皮带传动，带动推进轮组旋转，为被压制的材料施加推力，进一步对齐材料，防止错位。
附图说明
23.图1为本发明的耐磨件结构图；
24.图2为本发明的焊接工件反面时的焊接划段图；
25.图3为本发明的焊接工件正面时的焊接划段图；
26.图4为本发明的现有技术焊接后的耐磨件结构图；
27.图5为本发明的侧向压紧装置顶紧工作状态图；
28.图6为本发明的装配整体结构图；
29.图7为本发明的装配俯视图；
30.图8为本发明的装配正视图；
31.图9为本发明的装配右视图；
32.图10为本发明的纵向压紧装置部分拆分图；
33.图11为本发明的a处放大图；
34.图12为本发明的压紧板组装结构图；
35.图13为本发明的压紧板结构图；
36.图14为本发明的推进轮组连接结构图。
37.图中：1、焊接旋转平台；11、转轴；12、第一定位座；13、第二定位座；14、第三定位座；2、纵向压紧装置；21、第一压紧气缸；22、连接架；23、压紧架；231、方柱；232、推送齿条；233、弹簧；24、分配器；25、压紧板；251、活动孔；252、中心轴；253、齿轮；254、皮带轮；255、推进轮组；2551、推紧轮；2552、同步杆；3、侧向压紧装置；31、推进块；32、第二压紧气缸；4、焊接机器人；41、焊枪；5、支撑座；51、轴承座；6、变位机；61、支撑盘；7、第一基板；8、第二基板；9、耐磨件高铬铸铁。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.请参阅图1-图3，一种耐磨件机器人焊接制作工艺，包括以下步骤：
40.步骤一：把耐磨件高铬铸铁9、第一基板7和第二基板8固定装夹在焊接旋转平台1上，定位好，具体的，第二基板8沿第二定位座13的直角放置，确定第二基板8的位置，将第一基板7的两端贴近第一定位座12、第一基板7的一侧紧贴第二基板8的一侧放置，确定第一基板7的位置，再在第一基板7上放置耐磨件高铬铸铁9，装夹好后操作纵向压紧装置2和侧向压紧装置3使其精准定位；
41.步骤二：变位机6带动焊接旋转平台1旋转180度，调整焊接机器人4先进行反面焊接，焊接时，先焊耐磨件高铬铸铁9与第一基板7、第二基板8底面坡口，焊接时，将焊接位置等分为六段，从左至右依次标号为：a、f、b、e、c、d，遵循a、b、c、d、e、f的先后顺序焊接，其中a、b、c号段焊接方向从右向左焊接，d、e、f号段焊接方向从左向右焊接，分段焊接对称焊接可以消除变形，而不是从一侧一直焊接到另一侧，焊接过程中，侧向压紧装置3始终处于顶紧状态，侧向压紧装置3向第一基板7施压；
42.步骤三：反面焊接好，调整焊接机器人4退出，然后调整变位机6再翻转180度，返回到正面；
43.步骤四：调整机器程序，进行正面操作焊接，焊接时，将焊接位置等分为两段，从左至右依次标号为：g、h，遵循g、h的先后顺序焊接，其中g号段焊接方向从右向左焊接，h号段焊接方向从左向右焊接，同样的，焊接过程中，侧向压紧装置3始终处于顶紧状态，侧向压紧装置3向第一基板7施压，正面焊接完成后，取下焊接好的成品。
44.请参阅图1-图9，一种耐磨件机器人焊接制作工艺使用的装备，包括焊接旋转平台1、纵向压紧装置2、侧向压紧装置3和焊接机器人4，焊接机器人4的一端设置有焊枪41，焊接机器人4沿焊接旋转平台1方向工作，通过焊枪41进行焊接工作。
45.焊接旋转平台1的一端设置有支撑座5，焊接旋转平台1的另一端设置有变位机6，纵向压紧装置2对称设置在焊接旋转平台1的两侧，侧向压紧装置3设置在焊接旋转平台1一侧，支撑座5的侧壁上设置有气管固定架组和控制阀组，气管固定架组与控制阀组连接，控制阀组连接气缸泵，控制阀组与分配器24连接。
46.焊接旋转平台1的两端均设置有转轴11，焊接旋转平台1靠近支撑座5一端的转轴11通过轴承座51与支撑座5连接，焊接旋转平台1靠近变位机6一端的转轴11连接有支撑盘61，支撑盘61与变位机6的输出端连接。
47.具体的，变位机6工作时，带动支撑盘61旋转，实现焊接旋转平台1翻转，轴承座51对焊接旋转平台1的一端起到支撑作用，辅助焊接旋转平台1旋转。
48.焊接旋转平台1的上表面设置有第一定位座12、第二定位座13和第三定位座14，第一定位座12和第三定位座14为一字形结构，第二定位座13为l形结构，第一定位座12与第二定位座13其中一条边位于同一直线上，第三定位座14与第二定位座13的另一条边位于同一直线上。
49.具体的，第二基板8沿第二定位座13的直角放置，确定第二基板8的位置，将第一基板7的两端贴近第一定位座12、第一基板7的一侧紧贴第二基板8的一侧放置，确定第一基板7的位置，再在第一基板7上放置耐磨件高铬铸铁9。
50.侧向压紧装置3包括推进块31和第二压紧气缸32，第二压紧气缸32的输出端设置有推进块31，推进块31与第三定位座14的位置对应。
51.具体的，推进块31在第二压紧气缸32的作用下对第一基板7和第二基板8进行推紧压制，第三定位座14第二基板8的一侧进行限位，在焊接过程中，第二压紧气缸32始终推送推进块31挤压第一基板7和第二基板8，在第二压紧气缸32位于第一基板7和第二基板8的中间位置一侧，能够避免焊接时第一基板7和第二基板8的中间位置向第二压紧气缸32的方向凸起形变，如图4所示，现有技术焊接下，第一基板7和第二基板8整体弯曲，工件形变较大，图5为本技术中的采用第二压紧气缸32顶紧第一基板7和第二基板8工作，在该方式加工下，第二基板8的两端被第二定位座13固定位置，且第二基板8的一侧与第二定位座13的内壁相接，第一基板7在第二压紧气缸32的推挤下，第一基板7的一侧与第二基板8的一侧挤紧，第一定位座12对第一基板7的两端进行限位，整个焊接过程中，第二压紧气缸32始终向第一基板7与第二基板8施加推力，帮助第一基板7与第二基板8在定位座限制的区域内定型，使得焊接工件不易形变，并起到消除焊接反变形的作用。
52.请参阅图5-图7和图10-图14，纵向压紧装置2包括第一压紧气缸21、连接架22、压
紧架23、分配器24和压紧板25，第一压紧气缸21通过连接架22与焊接旋转平台1连接，连接架22的上端铰连接有压紧架23，压紧架23的一端与第一压紧气缸21的输出端铰连接，压紧架23的另一端连接有压紧板25，分配器24的输出端通过管道与第一压紧气缸21连接。
53.具体的，分配器24控制第一压紧气缸21工作，第一压紧气缸21的活塞伸出时，带动压紧架23的一端移动，压紧架23在连接架22上发生旋转，压紧架23远离第一压紧气缸21的一端对材料进行压制。
54.压紧架23靠近压紧板25一端的侧壁上对称设置有方柱231，方柱231与压紧板25套接，方柱231的一侧设置有推送齿条232，推送齿条232设置在方柱231靠近第一压紧气缸21的一侧，当推送齿条232下移时，能够带动推紧轮2551的下端向第一压紧气缸21方向旋转，推紧轮2551下方压制的是第二基板8时，推紧轮2551给第二基板8施加压力向第二定位座13方向移动，当推紧轮2551下方压制的是耐磨件高铬铸铁9时，推紧轮2551向耐磨件高铬铸铁9施加压力，使得耐磨件高铬铸铁9向推进块31方向靠近，在固定的同时再次定位，避免错位，方柱231的下端面设置有弹簧233，方柱231的一端设置有限位块。
55.具体的，方柱231的一端通过轴与压紧架23的侧壁活动连接，压紧架23在第一压紧气缸21的驱动下旋转时，能够带动方柱231同步下移，方柱231通过下方的弹簧233挤压压紧板25压紧材料，方柱231与压紧板25卡合，方柱231可以在压紧架23上旋转一定角度以适应压紧架23的位置改变。
56.压紧板25上端的重量小于下端的重量，使得压紧板25始终垂直设置，能够保证压紧板25的下表面能够最先接触到材料，压紧板25上开设有与方柱231相匹配的活动孔251，活动孔251与方柱231套接，弹簧233的下端与活动孔251固定连接，压紧板25靠近推送齿条232的位置上开设有空腔，空腔内通过中心轴252设置有齿轮253，中心轴252的两端通过轴承与空腔连接，推送齿条232延伸至空腔内，且推送齿条232与齿轮253啮合，中心轴252的两端对称设置有皮带轮254，皮带轮254通过皮带连接推进轮组255。
57.推进轮组255包括两个对称设置的推紧轮2551和连接推紧轮2551的同步杆2552，同步杆2552通过支架与空腔活动连接，且推紧轮2551的下端与压紧板25的下表面齐平。
58.具体的，当压紧架23在连接架22上发生旋转时，压紧架23带动方柱231通过下方的弹簧233挤压压紧板25，压紧板25的下表面与材料接触，接触后，压紧架23持续旋转，推送齿条232跟随方柱231下移，弹簧233收缩，推送齿条232带动齿轮253旋转，齿轮253通过中心轴252同时带动皮带轮254转动，经过皮带传动，推紧轮2551旋转，给压紧板25下方的材料施加一定的推力，帮助材料抵紧，直至弹簧233收缩至最小位置，在弹簧233的作用下，压紧板25的下表面与材料压紧。
59.综上所述：本发明提出的一种耐磨件机器人焊接制作工艺及装备，在工艺上采用焊接机器人4实现机器焊接，配合使用焊接旋转平台1、纵向压紧装置2和侧向压紧装置3使用，自动实现夹持物料和翻身操作，焊接过程效率高可靠性好；正面和反面上采用分段焊接的方式，确定不同焊接段之间采用不同的焊接方向，克服焊接过程中容易出现的焊接形变，实现消除焊接反变形；通过纵向压紧装置2和侧向压紧装置3能够对耐磨件高铬铸铁9、第一基板7和第二基板8从多个方向进行固定，夹持牢固，易于控制，侧向压紧装置3从第一基板7的一侧的中间位置上对其进行施压，在焊接过程中，能够防止第一基板7和第二基板8中间位置上发生向侧向压紧装置3方向的凸起形变；在压紧架23的侧壁上对称设置有方柱231，
通过方柱231活动连接压紧板25，压紧板25可以跟随压紧架23的旋转角度调整压制的松紧程度，通过推送齿条232带动齿轮253旋转，利用皮带传动，带动推进轮组255旋转，为被压制的材料施加推力，进一步对齐材料，防止错位。
60.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。