专利名称：全自动合金刀片焊接机及合金刀片的焊接方法
技术领域：
本发明涉及焊接加工技术领域，具体是一种全自动合金刀片焊接机及合金刀片的焊接方法。
背景技术：
硬质合金开孔器合金刀片焊接工序是一道关键工序，此道工序直接关系到产品的质量与成本。目前国内开孔器生产厂家全部都是采用大量人工焊接，其焊接定位点极难控制，不得已只能加宽刀片磨削余量，结果一是浪费了昂贵的合金原料；二是增大了后工序工作量，增加了成本；三是改变了刀片预留角度，严重影响产品质量。人工大批量焊接时不仅劳 动强度大、生产效率低，而且焊接质量和品质无法保证，例如焊接温度、机械强度等均难以控制，直接影响到产品质量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种焊接速度快、焊接质量高、而且可自动焊接的全自动合金刀片焊接机及合金刀片的焊接方法。一种全自动合金刀片焊接机，其焊接平台上设有与微电脑连接的刀片送料系统、刀片推送系统、刀片夹持系统、工件定位系统及刀片焊接系统，所述刀片送料系统用于在微电脑控制下将合金刀片输送至刀片推送系统的轨道上，所述刀片推送系统用于在微电脑控制下将所述刀片送料系统输送的合金刀片从其轨道上传送到所述刀片夹持系统处，所述刀片夹持系统用于在微电脑控制下将所述刀片推送系统传送的合金刀片夹持住并传送至预先设置的定位点，所述工件定位系统用于在微电脑控制下将待焊工件的一个切口定位在预先设置的焊接点，所述刀片焊接系统用于在微电脑控制下将助焊剂涂抹在所述待焊工件的被定位的切口上，然后将所述被定位的切口加热到预先设置的温度值，在所述刀片夹持系统将合金刀片所述预先设置的定位点送入待焊切口内之后，所述刀片焊接系统按照预先设置的长度、速度进行送丝。一种合金刀片的焊接方法，其使用上述的全自动合金刀片焊接机，所述方法包括在焊接平台上设置与微电脑连接的刀片送料系统、刀片推送系统、刀片夹持系统、工件定位系统及刀片焊接系统；所述刀片送料系统在微电脑控制下将合金刀片输送至刀片推送系统的轨道上；所述刀片推送系统在微电脑控制下将所述刀片送料系统输送的合金刀片从其轨道上传送到所述刀片夹持系统处；
所述刀片夹持系统在微电脑控制下将所述刀片推送系统传送的合金刀片夹持住并传送至预先设置的定位点；所述工件定位系统在微电脑控制下将待焊工件的一个切口定位在预先设置的焊接点；所述刀片焊接系统在微电脑控制下将助焊剂涂抹在所述待焊工件的被定位的切口上，然后将所述被定位的切口加热到预先设置的温度值，在合金刀片被所述刀片夹持系统从所述预先设置的定位点送入待焊切口内之后，所述刀片焊接系统接着按照预先设置的长度、速度进行送丝。本发明可以实现合金刀片的全自动焊接，一个操作员工可同时操控数台，不仅减少人工成本，而且可以提高产量；其次，定位精准，合金刀片预留角度正确，可以减少后续工作量，节约了昂贵合金原料；另外，温度调节可控，焊点充实、牢固，保持了合金刀片原有机械性能，提高质量与产品耐用性，从而使开孔器行业里焊接工序方面从手动操作到全自动操作上了一个新台阶，在技术上起到了突破性的进展。
图I是本发明全自动合金刀片焊接机的结构示意图；图2是使用本发明进行焊接的待焊工件的结构示意图；图3是本发明对待焊工件进行焊接时的部分结构示意图；图4是本发明全自动合金刀片焊接机对待焊工件进行焊接后的结构示意图。图中1-合金刀片，2-送料振动盘，3-刀片方向识别装置，4-刀片横向推送杆，5-刀片纵向推送杆，6-机械手进退装置，7-刀片夹持装置，8-机械手横移装置，9-工件旋转电机，10-焊点定位杆，11-定位锁紧机构，12-助焊剂支架，13-助焊剂流量调节器，14-助焊剂涂抹装置，15-高频加热器，16-加热感应圈，17-焊丝输送电机，18-待焊工件，19-气动卡盘，20-送丝导管，21-焊接平台，22-焊丝，30-微电脑，102-定位针舌，182-切口。
具体实施例方式下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。图I所示为本发明全自动合金刀片焊接机的结构示意图，所述全自动合金刀片焊接机包括焊接平台21和微电脑30，所述焊接平台21上设有与微电脑30连接的刀片送料系统、刀片推送系统、刀片夹持系统、工件定位系统及刀片焊接系统。所述刀片送料系统用于在微电脑30控制下将合金刀片I输送至刀片推送系统的轨道上。具体的，所述刀片送料系统可包括送料振动盘2及设置在送料振动盘2上方的刀片方向识别装置3。所述送料振动盘2是一种自动定向排序的送料设备，其通过振动将无序工件自动有序定向排列整齐、准确地输送到下道工序，所述送料振动盘2主要由料斗、底盘、控制器、直线送料器等配套组成，料斗下面设有脉冲电磁铁，可以使料斗垂直方向振动，并使料斗绕其垂直轴做扭摆振动。料斗内的零件由于受到这种振动，可沿螺旋轨道上升，直到送到出料口。因此可将多个合金刀片I放入送料振动盘2的导轨槽内，合金刀片I在送料振动盘2振动频率作用下，依次作逆时针螺旋向前移动。本实施例中所述刀片方向识别装置3为识别光纤，不同方向的合金刀片1，在送料振动盘2的导轨槽内移动至识别光纤3光束正下方时，由光束对刀片体已设置的角度照射，光束的反射角度决定是否触动气阀的开启，刀体方向非正确的合金刀片1，则由气流吹回送料振动盘2内，重新排列移动，刀体方向正确的合金刀片I则进入直线导轨末端(直线导轨末端即为前述的刀片推送系统的轨道)待用。所述刀片推送系统用于在微电脑30控制下将所述刀片送料系统输送的合金刀片I从其轨道上传送到所述刀片夹持系统处。具体的，所述刀片推送系统可包括刀片横向推送杆4和刀片纵向推送杆5,刀片横向推送杆4在微电脑30控制下将送入直线导轨末端的合金刀片I推至纵向移动槽内，完成后刀片横向推送杆4退回复位，复位点设置的磁性感应开关输出复位信号至微电脑30,然后微电脑30控制刀片纵向推送杆5将位于纵向移动槽内的合金刀片I推至夹持平台(即所述刀片夹持系统处)，完成动作后刀片纵向推送杆5复位，复位点设置的磁性感应开关输出复位信号至微电脑30。所述刀片夹持系统用于在微电脑30控制下将所述刀片推送系统传送的合金刀片I夹持住并传送至预先设置的定位点。具体，所述刀片夹持系统可包括机械手进退装置6、刀片夹持装置7及机械手横移装置8，所述刀片夹持装置7固定在机械手进退装置6上，机·械手进退装置6与机械手横移装置8连接。本实施例中所述机械手横移装置8可为横移气缸，机械手进退装置6可沿刀片纵向推送杆5移动的方向上作前后进退移动。机械手进退装置6向前移动，刀片夹持装置7夹持住夹持平台上的合金刀片1，然后机械手进退装置6后退，设置在机械手进退装置6后退位置的磁性感应开关输出信号至微电脑30，微电脑30指令机械手横移装置8带动机械手进退装置6及刀片夹持装置7作横向左移动，直至移动到所述预先设置的定位点，输出信号至微电脑30，并作微量时限暂停的状态，待送合金刀片I。所述工件定位系统用于在微电脑30控制下将待焊工件18的一个切口 182定位在预先设置的焊接点。具体的，所述工件定位系统可包括工件旋转电机9、焊点定位杆10、定位锁紧机构11及气动卡盘19，气动卡盘19与工件旋转电机9和定位锁紧机构11连接，气动卡盘19用于安装待焊工件18。如图2所示，待焊工件18上设有与合金刀片I对应的切口 182。所述焊点定位杆10的前端设有可嵌入切口 182内的定位针舌102。气动卡盘19可在工件旋转电机9的带动下旋转，且可被定位锁紧机构11锁紧主轴。所述焊点定位杆10通过气缸与微电脑30连接，所述焊点定位杆10可在气缸的作用下上下移动。在所述刀片夹持系统启动时，工件旋转电机9和焊点定位杆10冋时启动并在微电脑30的作用下各自独立动作。工件旋转电机9带动气动卡盘19作顺时针旋转，与此同时，焊点定位杆10在气缸带动下上升直到焊点定位杆10的定位针舌102与待焊工件18的切口182平行。焊点定位杆10的定位针舌102失气，在弹簧压力下定位针舌102压附于待焊工件18的外圆壁上，此时工件旋转电机9带动气动卡盘19作逆时针旋转，当待焊工件18的切口 182旋转到定位针舌102处时，定位针舌102自动嵌入到切口 182内定位，此时定位针舌102卡住的切口 182即为预先设置的焊接点。然后定位锁紧机构11锁紧气动卡盘19的主轴，使定位点不再做旋转位移，微电脑30控制焊点定位杆10下降复位，定位针舌102从切口 182滑出，焊点定位杆10下降复位后设置在焊点定位杆10复位处的磁性感应开关输出复位信号至微电脑30。所述刀片焊接系统用于在微电脑30控制下将助焊剂涂抹在所述待焊工件18的被定位的切口 182上，涂抹后助焊剂后，机械手进退装置6将合金刀片I从所述预先设置的定位点送入待焊切口 182内，刀片夹持装置7松开合金刀片I，机械手进退装置6带动刀片夹持装置7退回到初始位置。然后将所述被定位的切口 182加热到预先设置的温度值，接着按照预先设置的长度、速度进行送丝。具体的，所述刀片焊接系统可包括助焊剂涂抹装置14、高频加热器15、焊丝输送电机17、送丝导管20，焊剂涂抹装置14安装在助焊剂支架12上，助焊剂支架12通过气缸与微电脑30连接，气缸在微电脑30控制下带动助焊剂支架12作前后移动。焊剂涂抹装置14可包括助焊剂针筒及与助焊剂针筒连接的输送导管，焊剂涂抹装置14还与助焊剂流量调节器13连接，助焊剂流量调节器13根据微电脑30发出的控制信号，作定时定量瞬间输出压力气到助焊剂针筒，从而推动助焊剂针筒活塞压迫助焊剂溢出，并涂抹在待焊点上。高频加热器15的末端设有加热感应圈16，高频加热器15在气缸带动下可使加热
感应圈16贴近焊工件18的切口 182。可以理解的是，高频加热器15的气缸与微电脑30连接。助焊剂支架12、焊剂涂抹装置14和助焊剂流量调节器13几乎同时动作，在极快速时间内按顺序完成助焊剂的涂抹过程。助焊剂涂抹完成后，助焊剂支架12后退，并输出到位信号至微电脑30。微电脑30接收到所述到位信号后控制气缸带动高频加热器15移动使得加热感应圈16以一定间距贴近待焊工件18的切口 182(如图3所示)，所述间距根据实际需要进行设定。高频加热器15接到启动信号后按预先设定的温度迅速升温加热。送丝导管20与焊丝输送电机17连接，与当温度升至设定值时，焊丝输送电机17开始按已设置长度、速度进行送丝，送丝熔焊完毕后迅速回收焊丝。微电脑30按设定程序焊接完毕后，高频加热器15连同加热感应圈16退回复位，磁性感应开关输出信号至微电脑30，下一焊点循环工作自动开始，直至单个工件多个焊点焊接完毕后(如图4所示)，机台自停，各部件自动复位，蜂鸣器提示再启动信号。本发明实施例还提供一种合金刀片的焊接方法，包括在焊接平台21上设置与微电脑30连接的刀片送料系统、刀片推送系统、刀片夹持系统、工件定位系统及刀片焊接系统；所述刀片送料系统在微电脑30控制下将合金刀片I输送至刀片推送系统的轨道上。具体的，所述刀片送料系统包括送料振动盘2及设置在送料振动盘2上方的刀片方向识别装置3，将多个合金刀片I放入送料振动盘2内，刀片方向识别装置3对传送至其下方的合金刀片I进行方向识别，将刀体方向正确的合金刀片I送入直线导轨末端。所述刀片推送系统在微电脑30控制下将所述刀片送料系统输送的合金刀片I从其轨道上传送到所述刀片夹持系统处。具体的，所述刀片推送系统包括刀片横向推送杆4和刀片纵向推送杆5,刀片横向推送杆4在微电脑30控制下将送入直线导轨末端的合金刀片I推至纵向移动槽内，微电脑30控制刀片纵向推送杆5将位于纵向移动槽内的合金刀片I推至夹持平台。所述刀片夹持系统在微电脑30控制下将所述刀片推送系统传送的合金刀片I夹持住并传送至预先设置的定位点。具体的，所述刀片夹持系统包括机械手进退装置6、刀片夹持装置7及机械手横移装置8，所述刀片夹持装置7固定在机械手进退装置6上，机械手进退装置6与机械手横移装置8连接，机械手进退装置6向前移动，刀片夹持装置7夹持传送至夹持平台上的合金刀片1，微电脑30指令机械手横移装置8带动机械手进退装置6及刀片夹持装置7横向左移动至定位点。所述工件定位系统在微电脑30控制下将待焊工件18的一个切口 182定位在预先设置的焊接点。具体的，所述工件定位系统包括工件旋转电机9、焊点定位杆10、定位锁紧机构11及气动卡盘19，气动卡盘19与工件旋转电机9和定位锁紧机构11连接。工件旋转电机9带动气动卡盘19作顺时针旋转，与此同时，焊点定位杆10在气缸带动下上升直到焊点定位杆10的定位针舌102与预先设置的焊接点平行，在气动卡盘19顺时针旋转停止转动时，焊点定位杆10也同时停止移动。焊点定位杆10的定位针舌102失气，在弹簧压力下定位针舌102压附于待焊工件18的外圆壁上，此时工件旋转电机9带动气动卡盘19作逆时针旋转，当待焊工件18的切口 182旋转到定位针舌102处时，定位针舌102自动嵌入到切口 182内定位，此时定位针舌102卡住的切口 182即为预先设置的焊接点。然后定位锁紧机构11锁紧气动卡盘19的主轴，使定位点不再做旋转位移，微电脑30控制焊点定位杆10下降复位，定位针舌102从切口 182滑出，焊点定位杆10下降复位后设置在焊点定位杆10复位处的磁性感应开关输出复位信号至微电脑30。
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所述刀片焊接系统在微电脑30控制下将助焊剂涂抹在所述待焊工件18的被定位的切口 182上，然后将所述被定位的切口 182加热到预先设置的温度值，接着按照预先设置的长度、速度进行送丝。本发明全自动合金刀片焊接机的各类参数，例如刀件等份分度、送丝回丝速度、长度，以及加热、保温、冷却时限等各参数，都由人机界面装置进行设置、调整、监控，人机界面装置与所述微电脑30连接。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种全自动合金刀片焊接机，其特征在于其焊接平台(21)上设有与微电脑(30)连接的刀片送料系统、刀片推送系统、刀片夹持系统、工件定位系统及刀片焊接系统， 所述刀片送料系统用于在微电脑(30)控制下将合金刀片(I)输送至刀片推送系统的轨道上， 所述刀片推送系统用于在微电脑(30)控制下将所述刀片送料系统输送的合金刀片(I)从其轨道上传送到所述刀片夹持系统处， 所述刀片夹持系统用于在微电脑(30)控制下将所述刀片推送系统传送的合金刀片(1)夹持住并传送至预先设置的定位点， 所述工件定位系统用于在微电脑(30)控制下将待焊工件(18)的一个切口(182)定位在预先设置的焊接点， 所述刀片焊接系统用于在微电脑(30)控制下将助焊剂涂抹在所述待焊工件(18)的被定位的切口(182)上，然后将所述被定位的切口(182)加热到预先设置的温度值，在所述刀片夹持系统将合金刀片(I)所述预先设置的定位点送入待焊切口(182)内之后，所述刀片焊接系统按照预先设置的长度、速度进行送丝。
2.如权利要求I所述的全自动合金刀片焊接机，其特征在于所述刀片送料系统包括送料振动盘(2)及设置在送料振动盘(2)上方的刀片方向识别装置(3)，所述送料振动盘(2)用于装设多个合金刀片(I)并自动定向排序将合金刀片(I)传送至刀片方向识别装置(3)的下方，所述刀片方向识别装置(3)用于对传送至其下方的合金刀片(I)进行方向识另1J，将刀体方向正确的合金刀片(I)送入刀片推送系统的轨道。
3.如权利要求2所述的全自动合金刀片焊接机，其特征在于所述刀片方向识别装置(3)为识别光纤。
4.如权利要求I所述的全自动合金刀片焊接机，其特征在于所述刀片推送系统包括刀片横向推送杆⑷和刀片纵向推送杆(5)，刀片横向推送杆(4)用于在微电脑(30)控制下将送入轨道的合金刀片(I)推至纵向移动槽内，刀片纵向推送杆(5)用于在微电脑(30)控制下将位于纵向移动槽内的合金刀片(I)推至夹持平台。
5.如权利要求I所述的全自动合金刀片焊接机，其特征在于所述刀片夹持系统包括机械手进退装置出)、刀片夹持装置(7)及机械手横移装置(8)，所述刀片夹持装置(7)固定在机械手进退装置(6)上，机械手进退装置(6)与机械手横移装置(8)连接。
6.如权利要求5所述的全自动合金刀片焊接机，其特征在于所述机械手横移装置(8)为横移气缸。
7.如权利要求I所述的全自动合金刀片焊接机，其特征在于所述工件定位系统包括工件旋转电机(9)、焊点定位杆(10)、定位锁紧机构(11)及气动卡盘(19)，气动卡盘(19)与工件旋转电机(9)和定位锁紧机构(11)连接，气动卡盘(19)用于安装待焊工件(18)，所述焊点定位杆(10)的前端设有可嵌入切口(182)内的定位针舌(102)。
8.如权利要求I所述的全自动合金刀片焊接机，其特征在于所述刀片焊接系统包括助焊剂涂抹装置(14)、高频加热器(15)、焊丝输送电机(17)、送丝导管(20)，焊剂涂抹装置(14)安装在助焊剂支架(12)上，助焊剂支架(12)通过气缸与微电脑(30)连接，气缸在微电脑(30)控制下带动助焊剂支架(12)作前后移动，焊剂涂抹装置(14)还与助焊剂流量调节器(13)连接，高频加热器(15)的末端设有加热感应圈(16)，送丝导管(20)与焊丝输送电机(17)连接。
9.一种合金刀片的焊接方法，其使用如权利要求I所述的全自动合金刀片焊接机，其特征在于所述方法包括所述刀片送料系统在微电脑(30)控制下将合金刀片(I)输送至刀片推送系统的轨道上； 所述刀片推送系统在微电脑(30)控制下将所述刀片送料系统输送的合金刀片(I)从其轨道上传送到所述刀片夹持系统处； 所述刀片夹持系统在微电脑(30)控制下将所述刀片推送系统传送的合金刀片(I)夹持住并传送至预先设置的定位点； 所述工件定位系统在微电脑(30)控制下将待焊工件(18)的一个切口(182)定位在预先设置的焊接点； 所述刀片焊接系统在微电脑(30)控制下将助焊剂涂抹在所述待焊工件(18)的被定位的切口(182)上，然后将所述被定位的切口(182)加热到预先设置的温度值，在合金刀片(I)被所述刀片夹持系统从所述预先设置的定位点送入待焊切口(182)内之后，所述刀片焊接系统接着按照预先设置的长度、速度进行送丝。
10.如权利要求9所述的合金刀片的焊接方法，其特征在于所述工件定位系统包括工件旋转电机(9)、焊点定位杆(10)、定位锁紧机构(11)及气动卡盘(19)，气动卡盘(19)与工件旋转电机(9)和定位锁紧机构(11)连接，气动卡盘(19)用于安装待焊工件(18)，所述焊点定位杆(10)的前端设有可嵌入切口(182)内的定位针舌(102)，工件旋转电机(9)带动气动卡盘(19)作顺时针旋转，与此同时，焊点定位杆(10)在气缸带动下上升直到焊点定位杆(10)的定位针舌(102)与预先设置的焊接点平行，焊点定位杆(10)上设置的定位针舌(102)失气，在弹簧压力下定位针舌(102)压附于待焊工件(18)的外圆壁上，此时工件旋转电机(9)带动气动卡盘(19)作逆时针旋转，当待焊工件(18)的切口(182)旋转到定位针舌(102)处时，定位针舌(102)自动嵌入到切口(182)内定位，此时定位针舌(102)卡住的切口(182)即为预先设置的焊接点；然后定位锁紧机构(11)锁紧气动卡盘(19)的主轴，使定位点不再做旋转位移，微电脑(30)控制焊点定位杆(10)下降复位，定位针舌(102)从切口(182)滑出。
全文摘要
一种全自动合金刀片焊接机，其焊接平台上设有与微电脑连接的刀片送料系统、刀片推送系统、刀片夹持系统、工件定位系统及刀片焊接系统，刀片送料系统用于将合金刀片输送至刀片推送系统的轨道上，刀片推送系统用于将合金刀片从其轨道上传送到刀片夹持系统处，刀片夹持系统用于将合金刀片夹持住并传送至预先设置的定位点，工件定位系统用于将待焊工件的一个切口定位在预先设置的焊接点，刀片焊接系统用于实现被定位的切口的助焊剂涂抹、加热，在合金刀片送入待焊切口内之后进行送丝。本发明还提供一种合金刀片的焊接方法。本发明可实现全自动焊接，且焊接质量高、定位精准，可减少后续工作量，节约了昂贵合金原料。
文档编号B23K37/04GK102886626SQ20111020037
公开日2013年1月23日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日
发明者周玉宝, 徐向林, 程斌 申请人:武汉钢铁建设环保工程有限责任公司