专利名称：管法兰自动焊接机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种管法兰自动焊接机。
现有国内外的管法兰自动焊接机，管与法兰焊接缝为外焊接缝，而不能焊接内焊接缝。
本实用新型的目的是提供一种既能焊接外焊接缝又能焊接内焊接缝的管法兰自动焊接机。
本实用新型的目的是这样实现的，所述的管法兰自动焊接机，包括焊接机转台、焊枪架和电气控制部分，焊枪架用于支承焊枪，电气控制部分，协调、连接和控制焊枪、焊枪架和焊接机转台工作，该控制包括“自动”和“手动”两种控制形式；其结构特点为所述的焊接机转台，包括卡盘、主轴装置、转动机构、传动机构、集电环碳刷装置和机座；所述的卡盘为中空且位于主轴上面并与主轴相互绝缘连接成一体，用于夹紧及支承焊件；所述的主轴装置包括一个中空的主轴，中空的主轴上连中空的卡盘形成中空内腔，内置需焊接的管与法兰，中空的主轴外套转筒且它们之间活动连接；所述的转动机构，是驱动主轴装置形成倾斜角度和使之锁定的机构；所述的传动机构，它提供传动功率并使主轴旋转减速的装置，包括电机和带齿的转盘，电机带动带齿的转盘转动从而使主轴转动；所述的集电环碳刷装置，包括碳刷和集电环，集电环套装于主轴外壁上且与主轴绝缘连接，外来零线接到碳刷上，碳刷和集电环滑动电连接，集电环用绝缘导线接至装夹工件的卡盘；所述的焊枪架，包括立柱、横梁、升降箱、驱动箱和底架；所述的立柱为两根且两根间留有置放驱动箱和横梁的空间，此空间为驱动箱和横梁上下升降的行程轨道；所述的驱动箱是控制和支承横梁移动锁定的部件；所述的横梁，置于驱动箱内，是支承用于焊接的焊枪，完成焊枪的横向移动动作；所述的升降箱，是装于立柱上部且操纵驱动箱垂直升降；所述的底架，用于支承以上部件的载荷。
本实用新型的目的还可通过以下技术方案实现的，所述的管法兰自动焊接机，其特点为电气控制部分包括电机驱动器、接近开关、计数器和继电器，电机驱动器与电机相连，是控制焊接机转台转动；接近开关是装在转盘边，当转盘转动，每过一齿，其就有信号输出给计数器，由计数器进行计数’并通过电机驱动器和继电器使启动主轴的同时也启动电焊机，而当接近开关检测转盘的齿数达到设定值后即可发出信号要求主轴和电焊机同步自动停止工作。所述的管法兰自动焊接机，其特点为横梁，置于驱动箱内，是支承装于微调装置上的焊枪，完成焊枪的横向移动动作；所述的微调装置，既作为支承焊枪又作为焊枪三向微量移动和旋转的构件。所述的管法兰自动焊接机，其特点为在主轴装置的转筒与机座上的转轴一端加有锁紧转轮。所述的管法兰自动焊接机，其特点为采用导轮轴的轴径与支承轴的轴径的轴线偏心距离为e,e为常数，e最大为1毫米。
本实用新型由于采用中空的主轴，空心能容纳一定直径与长度的管子，将管子伸入中空的主轴内，管与法兰在卡盘处焊接，这样既能焊接外焊接缝又能焊接内焊接缝，还可焊接长管子；又由于电气控制部分采用接近开关和计数器，焊接机转台和电焊机同时工作，接近开关检测带齿的转盘所旋转的齿数，然后由计数器进行计数，而当转台旋转量达到设定值即齿数达到原存入齿数时，转台和电焊机设备即同时停止工作，因而本实用新型协调、控制和连接电焊机设备和焊接机转台工作，达到“自动”和“手动”两种控制形式，故使用方便。
以下结合附图和实例对本实用新型进行详细描述
图1为本实用新型的焊接机转台的结构示意图。
图2为本实用新型的焊枪架的结构示意图。
图3为本实用新型的焊接机转台中主轴装置的结构示意图。
图4为本实用新型的焊枪架中微调装置的结构示意图。
图5为本实用新型的焊枪架中偏心轮结构示意图。
图6为本实用新型的焊接机转台中转动机构的结构示意图。
图7为本实用新型的电气控制部分原理图。
如
图1、图3和图6所示，本实用新型的焊接机转台包括卡盘1、主轴装置2、转动机构4、传动机构3、集电环碳刷装置6和转筒外罩5及机座。所述的卡盘1位于主轴上面并与主轴8相互绝缘连接成一体，卡盘形状为中空环形，用于夹紧及支承焊件；所述的主轴装置2包括一个中空的主轴8、推力轴承11和滑动轴承9及转筒10，中空的主轴8上连中空环形的卡盘1形成中空内腔，内置需焊接的管与法兰，中空的主轴外套转筒10，中空的主轴与转筒通过推力轴承和滑动轴承相连，采用两个滑动轴承支承中空的主轴腰部，采用两个推力轴承支承中空主轴的底部，所以既承受传动机构的周转力，又承受传动机构的荷重，转筒其外面罩有转筒外罩以屏蔽外露构件。所述的转动机构，是驱动主轴装置形成倾斜角度和使之锁定的机构，包括手轮4A、蜗轮减速器4B、小齿轮4C和大齿轮4D，大齿轮4D与主轴装置的转筒10相固定连接，小齿轮和大齿轮啮合连接，小齿轮通过蜗轮减速器与手轮相连，小齿轮、蜗轮减速器和手轮装于机座上，主轴装置的转筒置于机座上且能绕转轴4E左右转动从而使主轴装置左右转动，采用蜗轮及齿轮组合传动后，可产生自锁作用，保证主轴装置静止于任何位置，并消除因重量不平衡引起转动过程中的抖动，同时，为确保大重量工件的稳定性，在主轴装置的转筒与机座上的转轴4E一端加有锁紧转轮，本机构作用是调节焊枪与工件之间的焊接角度。所述的传动机构3，它提供传动功率并使主轴8旋转减速的装置，其作用是使工作台旋转，它组成包括带有蜗轮减速器的直流变频调速电机3A，可双向旋转，使内外焊接在同一方向进行，还包括小齿轮3B和带齿的转盘3C，蜗轮减速器产生大减速比同时起自锁作用，带有蜗轮减速器的直流变频调速电机、小齿轮3B固定于主轴装置的转筒10上，带齿的转盘3C固定于主轴8上，电机带动蜗轮减速器，通过小齿轮带动带齿的转盘转动而使主轴转动。如图7所示，带齿的转盘3C由一接近开关42检测带齿的转盘所旋转的齿数，然后由计数器43进行计数，通过直流变频调速电机驱动器和继电器，协调和控制电焊机设备和焊接机转台工作，达到“自动”和“手动”两种控制形式。所述的集电环碳刷装置6，包括碳刷和集电环，集电环套装于主轴外壁上且与主轴绝缘连接，外来零线接到碳刷上，碳刷和集电环滑动片滑动连接，集电环用绝缘导线6B接至装夹工件的卡盘1，且卡盘与主轴装置2、集电环与主轴装置之间用绝缘材料6C绝缘，达到工件接地，而其它零件不接地，保证本机的安全性能，达到自动焊接的目的。
如图2、图4和图5所示，焊枪架12包括立柱13、横梁14、升降箱15、驱动箱16、微调装置17和底架18，所述的立柱13为两根槽形杆构成中间置放驱动箱和横梁的空间，此空间为驱动箱和横梁上下升降的行程轨道；所述的驱动箱16是控制和支承横梁移动及锁定的部件，它套在立柱上且能沿立柱上下移动，包括手轮19、带有齿轮的主动轴，横梁由作为横梁移动导轨的四对导轮20支承，导轮内装有滚动轴承，横梁底面横向装有内齿条21，手轮装于驱动箱外壳外，通过主动轴的齿轮带动横梁底面横向装有的内齿条使之实现无晃动左右移动；这种结构就要求导轮支承孔的距离及直径具有较高的精度，在加工上有一定的难度，因而采用偏心轮结构，如图5所示，即采用导轮轴的轴径与支承轴的轴径的轴线偏心距离为e，e为常数，e最大为1毫米，偏心调整的原理是旋转支承轴，从而改变了导轮之间的孔距，从而保证压紧移动的横梁。所述的横梁14，置于驱动箱内，是支承安装微调装置上的焊枪，完成焊枪的横向移动动作；所述的升降箱15，是装于立柱上部且操纵驱动箱垂直升降，它包括手轮22、蜗轮减速器、卷扬机23和钢丝绳24，手轮带动蜗轮减速器，而后带动卷扬机使钢丝绳升降，带动驱动箱16垂直升降，驱动箱与立柱之间通过八个导轮25滚动连接，八个导轮起平衡导向作用，保证升降的平顺进行。所述的微调装置17，既作为支承焊枪又作为焊枪三向微量移动和旋转的构件，具体结构如图4所示，它包括上下移动微调26、左右移动微调27、前后旋转定位微调28、左右旋转定位微调29和上下旋转定位微调30，上下移动微调26包括上下移动调节柄31、壳体32、移动块33和导向键34，上下移动调节柄31其前端为丝杆状，伸入壳体32内与壳体中的移动块33以内外螺纹连接，移动块33侧面设有导向孔，与导向孔相对的壳体内壁处设有上下移动导向槽，导向键刚好置于移动块侧面设有的导向孔中且其向壳体内壁凸出部分刚好能置于与导向孔相对的壳体内壁处设有上下移动的导向槽中上下移动；左右移动微调27与上下移动微调26结构和工作原理相同，即也包括左右移动调节柄、壳体、移动块和导向键；左右旋转定位微调29由松紧螺母组成，上下移动微调26的移动块下部制成能360度转动的丝杆，而后旋入左右旋转定位微调的松紧螺母再与左右移动微调27的壳体中部外壁固定连接，锁紧松紧螺母可定位旋转位置即能360度转动定位实现左右旋转定位微调；上下旋转定位微调30采用铜螺母37，上下移动微调26通过上下旋转定位微调30的铜螺母与连接体相连，然后连接体再与横梁固定连接；左右移动微调27的移动块另一端通过前后旋转定位微调28的铜套36外接焊枪；所述的底架18，用于支承以上部件的载荷，同时其底部装有四个万向轮，使焊枪架能自由移动。
除上述两大机械部分外，还有一个电气控制部分，如图7所示，其功能为协调、控制和连接电焊机设备和焊接机转台工作，电焊机设备包括焊枪和焊枪架。该控制包括“自动”和“手动”两种控制形式。电气控制部分包括直流变频调速电机驱动器41、接近开关42、计数器43和继电器J1、J2、J3、J4，直流变频调速电机驱动器41与直流变频调速电机3A相连，是控制焊接机转台转动，其转台转速可为0.06～0.9r/分钟无级调速，其作用也是调节电焊速度，型号可为KZT-3-05；转盘3C，是装在焊接机转台上，其一周可设有260齿，不管焊接管径大小，其转过260齿，即为一圈；接近开关42是装在转盘边，无接触，当转盘转动，每过一齿，其就有信号输出给J1,J1每动作一次，其J1-1触点就输给计数器43一个信号，由计数器进行计数；计数器43先将焊接的圈数及搭接的长度换算成齿数按入计数器，搭接长度一般都在2～3齿，如焊接一圈为260齿，加搭接2齿，共262齿，按入计数器，这样当转到 262齿时，计数器就会自动动作。当处于手动位置时，只有直流变频调速电机驱动器41工作，即转台可以转动，也可调速及正、反转动，即手工分别操作电焊机设备的开关和转台工作按钮，使之各自完成所需的动作这种情况只适用断续焊接，而接近开关、计数器等均不工作；当处于自动位置时，除手动功能外，接近开关42、计数器43、继电器J1、J2、J4及AC220V/DC12V等均工作。其工作如下一旦夹紧焊件并形成倾角，且焊枪位置合适时，先将齿数按入计数器，再将选择转换开关S放在“自动”位置，转台正、反转换开关S1也放在“正”或“反”位置，送上电源按钮，电源指示灯亮，转台转动，计数也投入，这时也可进行转速调正，当正、反转及转速都合适时，按起动按钮，转台和电焊机设备即可同时自动工作即进行自动焊接，计数器也会同时从0开始计数，而当接近开关检测转台旋转量达到设定值即齿数达到原存入齿数时，转台和电焊机设备即同时停止工作，并有指示灯显示告警。连续第二次焊接时，如果管径不变，只要卸管装管就行，按起动按钮即可焊接第二根管。若管径变，只要调节转速合适后，再按起动按钮即可自动焊接第二根管。具体电气工作原理为采用电子探头如接近开关检测转盘的齿数，而后与设定值比较后即可发出信号停止或启动传动机构的电机；另一方面是使主轴的转动与电焊机启动同步，将电焊机负极接入卡盘，然后通过启动主轴的同时也启动电焊机44的继电器J4使之常开触点J4-2吸合使电焊机工作，而当电子探头如接近开关检测转盘的齿数与设定值比较后即可发出信号要求主轴停止运行，也同时使电焊机44的继电器脱开，达到机电同步。
权利要求1．一种管法兰自动焊接机，包括焊接机转台、焊枪架(12)和电气控制部分，焊枪架用于支承焊枪，电气控制部分，协调、连接和控制焊枪、焊枪架和焊接机转台工作，该控制包括“自动”和“手动”两种控制形式；其特征在于所述的焊接机转台，包括卡盘(1)、主轴装置(2)、转动机构(4)、传动机构(3)、集电环碳刷装置(6)和机座；所述的卡盘为中空且位于主轴(8)上面并与主轴相互绝缘连接成一体，用于夹紧及支承焊件；所述的主轴装置(2)包括一个中空的主轴(8)，中空的主轴上连中空的卡盘(1)形成中空内腔，内置需焊接的管与法兰，中空的主轴外套转筒(10)且它们之间活动连接；所述的转动机构(4)，是驱动主轴装置(2)形成倾斜角度和使之锁定的机构；所述的传动机构(3)，它提供传动功率并使主轴(8)旋转减速的装置，包括电机(3A)和带齿的转盘(3C)，电机带动带齿的转盘转动从而使主轴(8)转动；所述的集电环碳刷装置(6)，包括碳刷和集电环，集电环套装于主轴外壁上且与主轴绝缘连接，外来零线接到碳刷上，碳刷和集电环滑动电连接，集电环用绝缘导线接至装夹工件的卡盘(1)；所述的焊枪架(12)，包括立柱(13)、横梁(14)、升降箱(15)、驱动箱(16)和底架(18)；所述的立柱(13)为两根且两根间留有置放驱动箱和横梁的空间，此空间为驱动箱和横梁上下升降的行程轨道；所述的驱动箱(16)是控制和支承横梁移动锁定的部件；所述的横梁(14)，置于驱动箱内，是支承用于焊接的焊枪，完成焊枪的横向移动动作；所述的升降箱(15)，是装于立柱上部且操纵驱动箱垂直升降；所述的底架(18)，用于支承以上部件的载荷。
2．根据权利要求1所述的管法兰自动焊接机，其特征在于电气控制部分包括电机驱动器(41)、接近开关(42)、计数器(43)和继电器，电机驱动器(41)与电机(3A)相连，是控制焊接机转台转动；接近开关(42)是装在转盘(3C)边，当转盘转动，每过一齿，其就有信号输出给计数器(43)，由计数器进行计数；并通过电机驱动器和继电器使启动主轴的同时也启动电焊机，而当接近开关检测转盘的齿数达到设定值后即可发出信号要求主轴和电焊机同步自动停止工作。
3．根据权利要求1或2所述的管法兰自动焊接机，其特征在于横梁(14)，置于驱动箱内，是支承装于微调装置(17)上的焊枪，完成焊枪的横向移动动作；所述的微调装置(17)，既作为支承焊枪又作为焊枪三向微量移动和旋转的构件。
4．根据权利要求1或2所述的管法兰自动焊接机，其特征在于在主轴装置的转筒(10)与机座上的转轴一端加有锁紧转轮。
5．根据权利要求1或2所述的管法兰自动焊接机，其特征在于采用导轮轴的轴径与支承轴的轴径的轴线偏心距离为e,e为常数最大为1毫米。
专利摘要本实用新型公开了一种管法兰自动焊接机,包括焊接机转台、焊枪架和电气控制部分,特点为焊接机转台的主轴装置中的主轴上连卡盘外套转筒且活动连接;其转动机构驱动主轴装置形成倾斜角度;其传动机构使主轴旋转减速;其集电环碳刷装置中的集电环装于主轴外壁上且与碳刷滑动电连接;焊枪架中的驱动箱是控制和支承横梁移动;其横梁置于驱动箱内支承焊枪;其升降箱装于立柱上部且操纵驱动箱于立柱中垂直升降。能焊接内外焊接缝。
文档编号B23K31/00GK2327493SQ9822637
公开日1999年7月7日 申请日期1998年3月31日 优先权日1998年3月31日
发明者张孔峰, 唐宝灿, 蔡训慈 申请人:福州三发机电技术开发有限公司