镁合金铸轧辊自动焊修复装置的制作方法

1.本发明涉及铸轧技术领域，更为具体地，涉及一种镁合金铸轧辊自动焊修复装置。


背景技术：

2.随着社会不断地发展，人们对于高端产品的需求不断增加，性能好密度低的轻型金属在高端产品领域的需求日益增涨。镁合金材料刚好符合如今社会发展的需求，在许多领域都有着非常广阔的应用前景，被誉为“21世纪的绿色工程材料”。
3.镁合金卷板连续铸轧生产也是目前镁合金卷板产品生产的高端技术，镁合金铸轧生产线中最为重要的设备是镁合金铸轧机。铸轧成型的过程中离不开铸轧辊的冷却和轧制，铸轧辊为内部水冷辊，结构由辊芯和辊套两部分组装而成，铸轧辊制造成本和维修成本都很高，目前国内镁合金铸轧辊主要通过修磨的方式来进行维护，当外辊套修磨到一定的程度将无法继续使用，导致企业的生产维护成本大幅度增加。目前有一些自动焊修复钢轧辊的装置但存在结构简单、自动化程度低、修复质量差、效率低等问题。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种镁合金铸轧辊自动焊修复装置，以解决目前的铸轧辊修复困难、修复自动化程度低、修复质量差、效率低问题。
5.本发明提供一种镁合金铸轧辊自动焊修复装置，包括：主传动箱、防护焊接装置、移动支撑组件、旋转驱动组件，所述主传动箱包括扁头套；其中，
6.所述旋转驱动组件，用于调整所述待修复的铸轧辊，使所述待修复的铸轧辊的扁头的位置与所述扁头套的位置相对应，
7.所述移动支撑组件，用于将调整后的待修复的铸轧辊移动至所述主传动箱所在的位置；
8.所述主传动箱，用于通过所述扁头套与所述待修复的铸轧辊的扁头相互连接，并为所述待修复的铸轧辊提供旋转驱动力；
9.所述防护焊接装置，用于对所述待修复的铸轧辊进行焊接修复。
10.此外，优选的方案是，在所述旋转驱动组件与所述移动支撑组件设置有移动轨道，所述防护焊接装置跨设在所述移动轨道上；
11.所述移动支撑组件通过所述移动轨道将调整后的待修复的铸轧辊移动至所述主传动箱所在的位置以及所述防护焊接装置内。
12.此外，优选的方案是，所述主传动箱还包括箱体、主轴和主轴驱动组件，其中，
13.所述扁头套通过主轴与所述主轴驱动组件相连接，所述主轴通过轴承、轴承座与所述箱体相固定；
14.所述主轴驱动组件包括与所述主轴相连接的联轴器、与所述联轴器相连接的减速机，以及与所述减速机相连接的主轴驱动电机，其中，
15.所述扁头套通过所述主轴驱动电机带动所述待修复的铸轧辊旋转。
16.此外，优选的方案是，所述防护焊接装置包括结构架、相对设置在所述结构架上的安全防护门、设置在所述结构架上的三轴运动滑台、以及设置在所述三轴运动滑台上的焊枪，其中，
17.在所述安全防护门上设置有焊接护目玻璃，所述三轴运动滑台包括设置在所述结构架的顶部的y轴移动滑台、设置在所述y轴移动滑台上的x轴运动滑台、设置在所述x轴运动滑台上的z轴运动滑台，所述焊枪固定在所述z轴运动滑台上；
18.其中，所述三轴运动滑台与所述主轴联动带动所述焊枪对所述待修复的铸轧辊进行焊接修复。
19.此外，优选的方案是，所述移动支撑组件包括支撑托架机构、支撑底座机构和移动升降液压缸，其中，
20.所述移动升降液压缸包括推杆和缸体，所述推杆与所述支撑托架机构相连接，所述缸体固定在所述支撑底座机构的内部；
21.所述支撑托架结构包括支撑轮托架、均匀设置在所述支撑轮托架内部的支撑轮，其中，
22.所述支撑轮通过支撑轮轴、挡板固定在所述支撑轮托架的内部；
23.在所述支撑底座机构上安装激光测距仪，检测所述旋转驱动托架机构的位置与所述移动升降液压缸联锁。
24.此外，优选的方案是，所述支撑底座机构包括支撑座底箱、在所述支撑座底箱内部设置有支撑座移动电机和与所述支撑座移动电机相连接的主动链轮；
25.在所述支撑座底箱的下方设置有车轮轴，在所述车轮轴上设置有从动链轮和车轮，其中，
26.所述车轮轴通过轴承和轴承座与所述支撑座底箱相连接。
27.此外，优选的方案是，所述旋转驱动组件包括旋转驱动托架机构、旋转驱动座机构和旋转驱动升降液压缸，其中，
28.所述旋转驱动升降液压缸包括推杆和缸体，所述推杆与所述旋转驱动托架机构相连接，所述缸体固定在所述支旋转驱动座机构的内部；
29.在所述旋转驱动座机构上安装激光测距仪，检测所述旋转驱动托架机构的位置与所述旋转驱动升降液压缸联锁；
30.所述旋转驱动托架机构包括旋转驱动上托架、旋转驱动下托架、设置在所述转驱动上托架与旋转驱动下托架的两侧的夹紧液压缸、设置在所述旋转驱动下托架上的旋转驱动电机，其中，
31.所述旋转驱动上托架与所述旋转驱动下托架形成的容纳空间放置所述待修复的铸轧辊的辊颈，通过所述夹紧液压缸调整所述旋转驱动下托架与所述旋转驱动上托架形成的容纳空间；
32.所述旋转驱动上托架、旋转驱动下托架均包括支撑轮托架、均匀设置在所述支撑轮托架内部的支撑轮；
33.所述支撑轮通过支撑轮轴、挡板固定在所述支撑轮托架的内部。
34.此外，优选的方案是，所述旋转驱动座机构包括旋转驱动底箱、在所述旋转驱动底箱内部设置有旋转驱动移动电机和与所述旋转驱动移动电机相连接的主动链轮；
35.在所述旋转驱动底箱的下方设置有车轮轴，在所述车轮轴上设置有从动链轮和车轮，其中，
36.所述车轮轴通过轴承和轴承座与所述旋转驱动座底箱相连接。
37.此外，优选的方案是，在所述扁头套与所述主传动箱体之间安装接近开关，所述接近开关用于检测所述扁头套的停机位置。
38.此外，优选的方案是，在所述主传动箱与所述移动支撑组件之间、所述移动支撑组件与所述旋转驱动组件之间分别安装激光测距仪。
39.从上面的技术方案可知，本发明提供的镁合金铸轧辊自动焊修复装置，通过移动支撑组件、旋转驱动组件对铸轧辊进行支撑调节，通过具有扁头套的主传动箱实现铸轧辊在修复过程中的旋转，通过三轴运动的焊枪对铸轧辊的表面进行堆焊修复，通过多轴联动的方式实现铸轧辊表面多层多道自动堆焊，使磨损较大无法使用的铸轧辊经过堆焊处理后厚度达到能够使用的条件，从而解决目前的铸轧辊修复困难、修复自动化程度低、修复质量差、效率低问题。
40.为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
41.通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
42.图1为根据本发明实施例的镁合金铸轧辊自动焊修复装置的整体结构示意图；
43.图2、图3分别为根据本发明实施例的镁合金铸轧辊自动焊修复装置上料工位和焊接工位图；
44.图4为根据本发明实施例的主传动轴箱结构图；
45.图5为根据本发明实施例的移动支撑组件结构图；
46.图6为根据本发明实施例的旋转驱动组件结构图；
47.图7为根据本发明实施例的防护焊接装置结构图；
48.图8为根据本发明实施例的主要检测位图；
49.图9为根据本发明实施例的托架开口角度示意图。
50.其中，1、主传动箱；2、防护焊接装置；3、移动轨道；4、旋转驱动组件；5、移动支撑组件；6、铸轧辊；7、扁头套；8、主轴的轴承座与轴承；9、主传动箱体；10、联轴器；11、主轴驱动电机；12、减速机；13、支撑轮托架；14、支撑轮；15、升降液压缸；16、车轮；17、车轮轴的轴承座和轴承2；18、支撑座移动电机；19、主动链轮；20、从动链轮；21、车轮轴；22、支撑轮轴；23、挡板；24、支撑座底箱；25、旋转驱动座下托架；26、夹紧液压缸；27、旋转驱动座上托架；28、旋转驱动电机；29、结构架；30、安全防护门；31、y轴移动滑台；32、x轴移动滑台；33、z轴移动滑台；34、焊枪；35、滑台电机；36、焊接护目玻璃；37、定点停止检测；38、移动测距；39、升降测距；a、修复工位；b、上料工位；41、旋转驱动升降液压缸；42、旋转驱动托架机构旋；43、转驱动座机构；411、推杆，412、缸体。
51.在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
52.在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。
53.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
54.以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
55.为了说明本发明提供的镁合金铸轧辊自动焊修复装置的结构，图1至图9分别从不同角度对镁合金铸轧辊自动焊修复装置的结构进行了示例性标示。具体地，图1示出了根据本发明实施例的镁合金铸轧辊自动焊修复装置的整体结构；图2、图3分别示出了根据本发明实施例的镁合金铸轧辊自动焊修复装置上料工位和焊接工位；图4示出了根据本发明实施例的主传动轴箱结构；图5示出了根据本发明实施例的移动支撑座结构；图6示出了根据本发明实施例的旋转驱动座结构；图7示出了根据本发明实施例的防护焊接装置结构；图8示出了根据本发明实施例的主要检测位；图9示出了根据本发明实施例的托架开口角度结构。
56.如图1至图9共同所示，本发明提供的镁合金铸轧辊自动焊修复装置，其特征在于，包括：主传动箱1、防护焊接装置2、移动支撑组件4、旋转驱动组件5和移动导轨3；在所述旋转驱动组件5与所述移动支撑组件4设置有移动轨道3，所述防护焊接装置2跨设在所述移动轨道3上；所述移动支撑组件4为两组设置，通过所述移动轨道3将调整后的待修复的铸轧辊6移动至所述主传动箱1所在的位置以及所述防护焊接装置2内。
57.其中，所述旋转驱动组件4，用于调整所述待修复的铸轧辊6，使所述待修复的铸轧辊的扁头的位置与所述扁头套7的位置相对应；所述移动支撑组件5，用于将调整后的待修复的铸轧辊6移动至所述主传动箱1所在的位置；所述主传动箱1包括扁头套7，用于通过所述扁头套与7所述待修复的铸轧辊6的扁头相互连接，并为所述待修复的铸轧辊6提供旋转驱动力；所述防护焊接装置2，用于对所述待修复的铸轧辊6进行焊接修复。
58.本发明是针对镁合金铸轧辊制造成本高，修磨后辊径变小无法使用的问题，提出的一种镁合金铸轧辊自动焊修复装置，此装置具有自动化程度高、安全性高、适用性强等特点。
59.在图1和图2所示的实施例中，所述主传动箱1在焊接过程中驱动铸轧辊6旋转，所述防护焊接装置2搭载可以三轴运动的焊枪34与铸轧辊6旋转交叉运动实现铸轧辊自动堆焊修复，工作中防止焊接弧光、飞溅等外泄，所述移动轨道3上方放置旋转驱动组件4和移动支撑组件5提供移动路径和限位，所述旋转驱动座4夹持铸轧辊6的辊颈进行旋转，并调整扁头位置实现与主传动箱1的扁头套7对中，所述移动支撑组件5始终对待修复的铸轧辊6其支撑和辅助旋转的作用。
60.在图2和图3所示的实施例中，在两组移动支撑组件5和旋转驱动组件4在移动轨道3上移动停止的两个位置为修复工位a和上料工位b，修复工位a在防护焊接装置2下方，所述上料工位b在防护焊接装置2右侧。
61.在本发明图4所示的实施例中，所述主传动箱1还包括主传动箱体9、主轴和主轴驱动组件，其中，所述扁头套通过主轴与所述主轴驱动组件相连接，所述主轴通过主轴的轴承、轴承座8与主传动箱体9相固定。所述主轴驱动组件包括与所述主轴相连接的联轴器10、与所述联轴器10相连接的减速机12，以及与所述减速机12相连接的主轴驱动电机11，其中，所述扁头套7通过所述主轴驱动电机11带动所述待修复的铸轧辊6旋转。
62.在本发明图7所示的实施例中，所述防护焊接装置2包括结构架29、相对设置在所述结构架29上的安全防护门30、设置在所述结构架29上的三轴运动滑台、以及设置在所述三轴运动滑台上的焊枪34，其中，在所述安全防护门30上设置有焊接护目玻璃36，所述三轴运动滑台包括设置在所述结构架29的顶部的y轴移动滑台31、设置在所述y轴移动滑台31上的x轴运动滑台32、设置在所述x轴运动滑台32上的z轴运动滑台33，所述焊枪34固定在所述z轴运动滑台33上；三轴运动滑台与主轴联动带动焊枪34对所述待修复的铸轧辊进行焊接修复。其中，所述x轴运动滑台32、y轴运动滑台31、z轴运动滑台33均为伺服电机，准确控制焊枪的移动。
63.在本发明图5所示的实施例中，所述移动支撑组件5包括支撑托架机构、支撑底座机构和移动升降液压缸15，其中，所述移动升降液压缸15包括推杆和缸体，所述推杆与所述支撑托架机构相连接，所述缸体固定在所述支撑底座机构的内部；所述支撑托架结构包括支撑轮托架13、均匀设置在所述支撑轮托架13内部的支撑轮14，其中，所述支撑轮14通过支撑轮轴22、挡板23固定在所述支撑轮托架13的内部。
64.其中，所述支撑底座机构包括支撑座底箱24、在所述支撑座底箱24内部设置有支撑座移动电机18和与所述支撑座移动电机18相连接的主动链轮19；在所述支撑座底箱24的下方设置有车轮轴21，在所述车轮轴21上设置有从动链轮20和车轮16，所述车轮轴21通过车轮轴的轴承和轴承座17与所述支撑座底箱24相连接。在所述支撑底座机构上安装激光测距仪，检测所述旋转驱动托架机构的位置与所述移动升降液压缸联锁。
65.移动支撑组件共有两套，移动支撑组件5通过驱动电机18、主动链轮19、从动链轮20、车轮轴21、车轮16实现移动支撑座在移动轨道3上运行，移动支撑组件5通过升降液压缸15实现托架13和支撑轮14的上下移动，对需要修复的铸轧辊6进行支撑。
66.在本发明图6所示的实施例中，所述旋转驱动组件4包括旋转驱动托架机构42、旋转驱动座机构43和旋转驱动升降液压缸41，其中，所述旋转驱动升降液压缸41包括推杆411和缸体412，所述推杆411与所述旋转驱动托架机构42相连接，所述缸体412固定在所述支旋转驱动座机构43的内部；在所述旋转驱动座机构上安装激光测距仪，检测所述旋转驱动托架机构的位置与所述旋转驱动升降液压缸联锁。
67.所述旋转驱动托架机构42包括旋转驱动下托架25、旋转驱动上托架27、设置在所述转驱动上托架27与旋转驱动下托架25的两侧的夹紧液压缸26、设置在所述旋转驱动下托架25上的旋转驱动电机28，
68.其中，所述旋转驱动上托架27与所述旋转驱动下托架25形成的容纳空间放置所述待修复的铸轧辊6的辊颈，通过所述夹紧液压缸26调整所述旋转驱动上托架27与所述旋转
驱动下托架25形成的容纳空间，以便能容纳不同型号的铸轧辊6。
69.所述旋转驱动上托架27、旋转驱动下托架25的结构相同，只是对称设置而已，其中，旋转驱动上托架27、旋转驱动下托架25均包括支撑轮托架、均匀设置在所述支撑轮托架内部的支撑轮；所述支撑轮通过支撑轮轴、挡板固定在所述支撑轮托架的内部。
70.所述旋转驱动座机构43包括旋转驱动底箱、在所述旋转驱动底箱内部设置有旋转驱动移动电机和与所述旋转驱动移动电机相连接的主动链轮；在所述旋转驱动底箱的下方设置有车轮轴，在所述车轮轴上设置有从动链轮和车轮，其中，所述车轮轴通过轴承和轴承座与所述旋转驱动座底箱相连接。
71.在本发明的实施例中，在所述扁头套7与所述主传动箱体1之间安装接近开关，所述接近开关用于检测所述扁头套7的停机位置。在所述主传动箱1与所述移动支撑组件5之间、所述移动支撑组件5与所述旋转驱动组件4之间分别安装激光测距仪。在所述支撑托架机构与支撑底座机构之间、在所述旋转驱动托架机构42与旋转驱动座机构43之间分别安装有激光测距仪。
72.各个激光测距仪的信号与各装置的驱动电机或液压缸形成反馈，保证整套设备的自动化控制运动，能够根据待修复铸轧辊的大小长短自动移动、调节各装置间的相对位置或运动路径。并且，各个支撑轮为高强度不锈钢材质。所述移动支撑组件和旋转驱动组件的托架开口角度为135度，以便更方便承托待修复的铸轧辊6。
73.在本发明的实施例中，在使用镁合金铸轧辊自动焊修复装置对待修复的铸轧辊的过程中，待修复的铸轧辊6上机前，移动支撑组件5和旋转驱动组件4均移动到上料工位b处，待修复的铸轧辊6吊装在移动支撑组件5上，旋转驱动组件4移动使铸轧辊6的辊颈通过旋转驱动座上托架27、旋转驱动座下托架25，通过夹紧液压缸26夹紧辊颈，由旋转驱动电机28带动旋转驱动座上的支撑轮带动铸轧辊6旋转，将铸轧辊6的扁头位置旋转到与扁头套7停机位置相同。
74.其中，移动支撑组件5和旋转驱动组件4的托架升降位置通过升降测距39进行检测反馈实现升降支撑夹紧的自动化运行。
75.其中，扁头套7由主轴驱动电机11带动减速机12通过联轴器10带动主轴旋转和扁头套7旋转，扁头套7每次停止的位置由定位停止检测37进行信号反馈，保证每次停机位置固定，旋转驱动组件4夹持铸轧辊6旋转保证铸轧辊6扁头位置与扁头套停机位相同。
76.铸轧辊6旋转调整完毕后夹紧液压缸26打开，由两套移动支撑组件5将铸轧辊6运送到修复工位a，将铸轧辊6的扁头插入扁头套7中，移动支撑组件5运输铸轧辊6的过程通过移动测距38进行检测反馈保证自动化运送和安全；操作人员打开安全防护门30确定需要开始焊接修复的起点，通过扁头套7旋转带动铸轧辊6旋转到合适的开始位置，通过x轴移动滑台32、y轴移动滑台31、z轴移动滑台33带动焊枪34移动到合适的开始位置，根据需要修复的情况设置焊接各参数，由主传动箱1、x轴移动滑台32、y轴移动滑台31、z轴移动滑台33交叉运动实现在铸轧辊上螺栓堆焊修复铸轧辊6，焊接过程中防护门30全部关闭人员通过焊接护目玻璃对焊缝进行观察；修复完毕后由移动支撑座5运送铸轧辊6至上料工位b进行下机吊装。
77.其中，根据待修复铸轧辊6的尺寸大小，移动支撑组件5、旋转驱动组件4由移动测距38、升降测距39的信号反馈实现支撑、夹持、旋转、送辊等过程的自动化运行。
78.其中，需要说明的是，双工位：修复工位a、上料工位b的设置提高整个修复过程的便利性。135
°
开口的移动支撑座托架13，即使面对辊径差距较大的铸轧辊6，更换支撑轮14后也能提供很好的支撑和辅助旋转作用。x、y、z三轴移动滑台能够实现快速准确的焊前对位和焊接过程中准确的焊枪x、y、z三轴相对运动，保证焊接修复质量。安全防护门30和焊接护目玻璃36使焊接修复过程中操作人员无需在手持焊接防护面罩进行焊缝观察，并且阻挡弧光和飞溅的外泄。
79.在本发明的实施例中，采用到的升降结构如升降液压缸15等，可以由螺旋升降替代，各移动部件的驱动方式也可以替换为液压马达等方式，各传动部件连接方式可以替换，如链轮传动换成齿轮啮合、直连驱动换为齿轮传动等。移动支撑组件和旋转驱动组件在保证功能的同时结构形式可以被同类型替换，例如托架结构变换、底箱形状改变，焊枪运动三轴移动滑台和防护装置可以保证功能时改变结构形式同类型替换，例如改变为单悬臂框架等，在本发明中的上述具体结构不再做其他具体的限定，能保证其功能即可。
80.从上面的技术方案可知，本发明提供的镁合金铸轧辊自动焊修复装置，通过移动支撑组件、旋转驱动组件对铸轧辊进行支撑调节，通过具有扁头套的主传动箱实现铸轧辊在修复过程中的旋转，通过三轴运动的焊枪对铸轧辊的表面进行堆焊修复，通过多轴联动的方式实现铸轧辊表面多层多道自动堆焊，使磨损较大无法使用的铸轧辊经过堆焊处理后厚度达到能够使用的条件，从而解决目前的铸轧辊修复困难、修复自动化程度低、修复质量差、效率低问题。
81.如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的镁合金铸轧辊自动焊修复装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的镁合金铸轧辊自动焊修复装置，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。