專利名稱：一種圓形焊道自動焊接裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種二氧化碳保護焊設備，可自動、高效地完成圓形焊道的焊接， 屬焊接技術領域。
背景技術：
目前，機械制造業通常采用兩種焊接方式手工焊接和機器人焊接。手工焊接即操 作者手持焊槍和焊帽，在眼睛觀察下對制件的直線、圓弧焊道進行焊接，這種焊接的缺點是 工人勞動強度大，生產效率低，且焊接質量和焊接一致性受操作者焊接技能、身體狀況等因 素影響較大，得不到有效保證。機器人焊接是通過電腦編程對焊接設備進行控制，使設備自 動對各種焊道進行焊接，具有焊接質量高、焊接速度快、人工勞動強度低等優點，其缺點是 投入成本太高，一臺普通機器人焊接設備大概需要投入10萬元，且要求操作者必須掌握專 業的編程技能。實際生產過程中經常需要將兩個同軸的圓形或柱狀零件焊接在一起，例如在
圖1 中需要焊接的工件為臺階銷和墊片，二者之間為圓形焊道，顯然，采用手工焊接難度較大， 而機器人焊接方式也不適合這種小工件。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有技術的不足、提供一種制造成本低、焊接效率高 且焊接質量好的圓形焊道自動焊接裝置。本實用新型所稱問題是以下述技術方案實現的一種圓形焊道自動焊接裝置，由機架、二氧化碳保護焊機、焊槍位置操縱裝置、工 件旋轉裝置和焊接控制系統組成，所述焊槍位置操縱裝置由焊槍氣缸和焊槍支架組成，所 述焊槍氣缸固定于機架上，其活塞桿上固定焊槍支架；所述工件旋轉裝置由工件定位座、齒 輪、齒條和齒條氣缸組成，所述工件定位座的下部固接有轉軸，所述轉軸通過軸承與機架轉 動連接；所述齒輪固定于工件定位座的轉軸上，所述齒條與齒輪相嚙合，并與齒條氣缸的活 塞桿連接。上述圓形焊道自動焊接裝置，所述焊接控制系統由焊槍氣缸控制閥、齒條氣缸控 制閥、正向啟動按鈕、反向啟動按鈕、氣路行程開關、電路行程開關、電路控制型塊和氣路控 制型塊組成，所述焊槍氣缸控制閥采用單控回彈二位五通閥，其輸出接口與焊槍氣缸連接， 控制接口經氣路行程開關接氣源；所述齒條氣缸控制閥采用雙控二位五通閥，其輸出接口 經單向截流閥與齒條氣缸連接，兩個控制接口分別經正向啟動按鈕和反向啟動按鈕與氣源 連接；所述電路行程開關的觸點控制二氧化碳保護焊機的電源；所述電路控制型塊固定在 齒條上，其控制型面與固定在齒條旁邊的電路行程開關的觸頭相對應；所述氣路控制型塊 也固定在齒條上，其控制型面與固定在齒條旁邊的氣路行程開關的觸頭相對應。本實用新型利用焊槍位置操縱裝置調整焊槍位置，實現焊接位置與停止位置之間 的變換。工件旋轉裝置用于驅動工件以設定速度旋轉，實現制件勻速旋轉焊接，使焊道均勻、飽滿并保證焊接質量和焊接一致性。焊接控制系統可在焊接過程中自動、適時提供與焊 接有關的控制信號，使焊接設備各部件按設定程序有條不紊地運行。本實用新型不僅結構簡單、成本低廉，而且操作方便、焊接效率高、焊道質量好，特 別適合焊接小部件上的圓形焊道。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳述。
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是
圖1的局部俯視圖；圖3是控制原理圖。圖中各標號為1、焊槍支架；2、焊槍位置調整螺栓；3、工件；4、第一單向截流閥； 5、第二單向截流閥；6、工件定位座；7、正向啟動按鈕；8、反向啟動按鈕；9、齒條氣缸；10、齒 條；11、齒輪；12、電路控制型塊；13、氣路行程開關；14、焊槍氣缸；15、電路行程開關；16、 焊槍氣缸控制閥；17、齒條氣缸控制閥；18、機架；19、轉軸；20、氣源；21、氣路行程開關支 架；22、電路行程開關支架；23、定位座支架；24、氣路控制型塊。
具體實施方式
參看
圖1、圖2，齒條10與齒條氣缸9平行連接在一起，同時伸出或縮回。齒輪11、 工件定位座6與轉軸19連接在一起，通過定位座支架23固定在支架18上。齒條10與齒 輪11嚙合在一起，當齒條氣缸9伸出或縮回時，齒條10使齒輪11以轉軸19為軸線做旋轉， 同時帶動工件定位座6、工件3做旋轉，將氣缸的直線運動轉換為工件3的回轉運動。參看圖2，兩個控制型塊與齒條10連接在一起，與齒條氣缸9、齒條10 —起伸出或 者縮回。控制型塊形狀為前后端帶緩坡的桿狀體。齒條氣缸9、齒條10、控制型塊一起伸出， 制件開始旋轉，當旋轉到一定位置時，控制型塊的前端緩坡與行程開關接觸并使之導通。控 制型塊繼續伸出，當控制型塊的后端緩坡離開行程開關時，行程開關由導通變為斷開。參看
圖1，焊槍支架1為圓管形狀，焊槍插入管內并用緊固螺栓緊固。焊槍支架1 可以以焊槍位置調整螺栓2為軸旋轉，從而調整焊槍與制件的角度和距離，調整到合適位 置后用緊固螺栓緊固。參看圖3，第二單向截流閥5和第一單向截流閥4用于調整齒條氣缸9的進氣和排 氣的氣體流量，從而調整齒條氣缸9伸出和縮回的速度，及實現制件的轉速調整。焊槍氣缸 控制閥16 (單控回彈二位五通閥)用于切換焊槍氣缸14的氣路，使焊槍氣缸14由伸出狀 態變為縮回狀態，實現焊槍由停止位置到焊接位置變化。齒條氣缸控制閥17 (雙控二位五 通閥)用于切換齒條氣缸9的伸出和回縮，從而實現第一個制件的順時針焊接和第二給制件 的逆時針焊接。焊接設備的調整連接氣源，將C02保護焊機的焊槍緊固在焊槍支架1上，將工件3放到工件定位座 6上調整焊槍位置調整螺栓2，使焊槍與工件3調整到合適的焊接位置。按下正向啟動按鈕 7 (或者反向啟動按鈕8)，焊槍氣缸14由伸出狀態轉變成收回狀態，焊槍到達焊接位置，同 時工件3開始旋轉，此時調整第一單向截流閥4、第二單向截流閥5使工件3轉速達到合適的焊接轉速(轉速快則焊道不飽滿轉速慢焊道厚)。然后連接焊機電源，并將電路行程開關 5串聯在焊機控制電路中。本設備的工作過程將工件3放在工件定位座6上，按下正向啟動按鈕7，齒條氣缸9帶動齒條10、兩 個控制型塊(電路控制型塊12和氣路控制型塊伸出，齒條10將動力傳遞給齒輪11，使 齒輪11帶動工件定位座6和工件3旋轉。與此同時兩個控制型塊與齒條10 —起運動，當 運行到指定的位置時，氣路控制型塊M靠型面接通氣路行程開關13，焊槍氣缸14由伸出 狀態轉變成收回狀態，使焊槍到達焊接位置，隨后電路控制型塊12接通電路行程開關15， 焊機開始焊接。此時工件3在焊接的同時旋轉，實現圓形焊道自動焊接。齒條氣缸9繼續 伸出，當工件3旋轉焊接一周后電路控制型塊12型面與電路行程開關15脫離，焊接停止， 當氣路控制型塊M的型面與氣路行程開關13脫離時，焊槍氣缸14由收回狀態變為伸出狀 態。當齒條氣缸9完全伸出后工件3停止轉動，完成焊接過程。此時齒條氣缸9為伸出狀 態，操作者取下焊接完畢的工件3放上下一個制件，然后按下反向啟動按鈕8，齒條氣缸9帶 動齒條10、兩個控制型塊一起縮回，以反向路徑實現制件的自動焊接(齒條10將動力傳遞 給齒輪11使齒輪11帶動工件3進行旋轉，與此同時焊接在齒條10上的兩個控制型塊與齒 條10 —起運動，當運行到指定的位置時，氣路控制型塊M靠型面接通氣路行程開關13，焊 槍氣缸14由伸出狀態轉變成收回狀態，使焊槍到達焊接位置，隨后電路控制型塊12接通電 路行程開關15，實現焊接的啟動。此時制件旋轉同時進行焊接，實現圓形焊道自動焊接。齒 條氣缸9繼續伸出，當制件旋轉焊接一周后電路控制型塊12的型面與電路行程開關15脫 離，焊接停止，當氣路控制型塊M的型面與氣路行程開關13脫離時，焊槍氣缸14由收回狀 態變為伸出狀態。當齒條氣缸9完全收縮后，制件停止轉動完成焊接過程。
權利要求1.一種圓形焊道自動焊接裝置，其特征是，它由機架(18)、二氧化碳保護焊機、焊槍位 置操縱裝置、工件旋轉裝置和焊接控制系統組成，所述焊槍位置操縱裝置由焊槍氣缸(14) 和焊槍支架(1)組成，所述焊槍氣缸(14)固定于機架(18)上，其活塞桿上固定焊槍支架 (1)；所述工件旋轉裝置由工件定位座(6 )、齒輪(11)、齒條(10 )和齒條氣缸(9 )組成，所述 工件定位座(6)的下部固接有轉軸(19)，所述轉軸(19)通過軸承與機架(18)轉動連接；所 述齒輪(11)固定于工件定位座(6)的轉軸(19)上，所述齒條(10)與齒輪(11)相嚙合，并 與齒條氣缸(9)的活塞桿連接。
2.根據權利要求1所述圓形焊道自動焊接裝置，其特征是，所述焊接控制系統由焊槍 氣缸控制閥(16)、齒條氣缸控制閥(17)、正向啟動按鈕(7)、反向啟動按鈕(8)、氣路行程開 關(13)、電路行程開關(15)、電路控制型塊(12)和氣路控制型塊(24)組成，所述焊槍氣缸 控制閥(16)采用單控回彈二位五通閥，其輸出接口與焊槍氣缸(14)連接，控制接口經氣路 行程開關(13)接氣源(20);所述齒條氣缸控制閥(17)采用雙控二位五通閥，其輸出接口經 單向截流閥與齒條氣缸(9)連接，兩個控制接口分別經正向啟動按鈕(7)和反向啟動按鈕 (8)與氣源(20)連接；所述電路行程開關(15)的觸點控制二氧化碳保護焊機的電源；所述 電路控制型塊(12)固定在齒條(10)上，其控制型面與固定在齒條(10)旁邊的電路行程開 關(15)的觸頭相對應；所述氣路控制型塊(24)也固定在齒條(10)上，其控制型面與固定在 齒條(10)旁邊的氣路行程開關(13)的觸頭相對應。
專利摘要一種圓形焊道自動焊接裝置，用于提高圓形焊道的焊接質量和焊接效率，其技術方案是它由機架、二氧化碳保護焊機、焊槍位置操縱裝置、工件旋轉裝置和焊接控制系統組成，所述焊槍位置操縱裝置由焊槍氣缸和焊槍支架組成，所述焊槍氣缸固定于機架上，其活塞桿上固定焊槍支架；所述工件旋轉裝置由工件定位座、齒輪、齒條和齒條氣缸組成，所述工件定位座的下部固接有轉軸，所述轉軸通過軸承與機架轉動連接；所述齒輪固定于工件定位座的轉軸上，所述齒條與齒輪相嚙合，并與齒條氣缸的活塞桿連接。本實用新型不僅結構簡單、成本低廉，而且操作方便、焊接效率高、焊道質量好，特別適合焊接小部件上的圓形焊道。
文檔編號B23K37/02GK201889575SQ201020633579
公開日2011年7月6日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者李建國, 趙紅亮, 閆永強 申請人:長城汽車股份有限公司