一種全自動雙頭螺柱焊裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種全自動雙頭螺柱焊裝置,其特點是由送釘裝置、工作臺、焊槍、橫向前進裝置、周向旋轉裝置、控制柜、軌道、齒條組成,其中送釘裝置位于焊槍兩側將釘頭自動送入到焊槍內，橫向前進裝置與周向旋轉裝置位于軌道上，橫向前進裝置與周向旋轉裝置固定被焊件并驅使被焊件的前進和旋轉。本發(fā)明實現(xiàn)焊接過程一鍵啟動，無需人力，整個焊接過程采用控制系統(tǒng)使得前進與旋轉的距離與角度準確無誤，焊接電源加熱與斷電時間精確，大大地提高了工作效率和焊接質量，工作效率至少提高30％以上。
【專利說明】一種全自動雙頭螺柱焊裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種螺柱焊設備，特別是涉及一種螺柱焊專用的全自動雙頭螺柱焊裝置，是對現(xiàn)有螺柱焊機結構的改進，屬于機械工程【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著現(xiàn)代石油化工企業(yè)的發(fā)展，釘頭管的需求量越來越多，因此釘頭管螺柱焊接被越來越廣泛的應用。但是如今焊接方式均采用的是半自動化半人工的方式，效率很差，并且一般被焊管都比較長O 5M)，所以由于人力操作，后焊接的釘頭排列不準確，容易產(chǎn)生螺旋效應，影響產(chǎn)品質量。專利號為CN1277084的螺柱焊設備，雖能能夠解決普通的螺柱焊問題，但是由于其沒有實現(xiàn)全自動化，并且送釘方式還是采用人工送釘，所以效率不高。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的就在于解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，給出一種螺柱焊專用的全自動雙頭螺柱焊裝置。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有螺柱焊機不能實現(xiàn)全自動化，以及人工操作產(chǎn)生的螺旋效應，并且可以大大的提高效率，節(jié)省人力。
[0004]本發(fā)明給出的技術方案:這種全自動雙頭螺柱焊裝置，其特點是由送釘裝置1、工作臺2、焊槍3、橫向前進裝置4、周向旋轉裝置5、控制柜6、軌道7、齒條8組成，其中送釘裝置I位于焊槍3兩側將釘頭自動送入到焊槍內，橫向前進裝置4與周向旋轉裝置5位于軌道7上，橫向前進裝置4與周向旋轉裝置5固定被焊件并驅使被焊件的前進和旋轉。
[0005]所述的送釘裝置I由送釘器9、橫向送釘滑道10、縱向送釘滑道11、釘頭傳輸架12、橫向傳遞活塞13、縱向傳遞活塞14組成，其中縱向送釘滑道11位于橫向送釘滑道10之上，送釘器9位于縱向送釘滑道11之上，釘頭傳輸架12平面開口與送釘器9平行，橫向傳遞活塞13與縱向傳遞活塞14分別位于釘頭傳輸架12兩端開口處。
[0006]所述的橫向前進裝置4由伺服電機15、二級減速器16、小齒輪17、傳遞齒輪18、運轉齒輪19、軸20、卡盤21所組成，其中伺服電機15與二級減速器16輸入端連接，二級減速器16輸出端與傳遞齒輪18連接，傳遞齒輪18與運轉齒輪19連接，運轉齒輪19與齒條8配合，實現(xiàn)橫向前進裝置4的橫向運動。
[0007]所述的周向旋轉裝置5由步進電機22、旋轉驅動齒輪23、定位盤24、旋轉軸25、卡盤26、定位氣缸27、支撐架28所組成。其中步進電機22輸出端與旋轉驅動齒輪23連接，旋轉驅動齒輪23與旋轉軸25同心鍵槽配合，實現(xiàn)旋轉軸25的旋轉，定位盤24與旋轉軸25同心鍵槽配合，兩個定位氣缸27、步進電機。
[0008]在本發(fā)明中，送釘裝置I的作用是向焊槍中傳送焊接釘頭，隨著送釘器在縱向與橫向送釘滑道的動作，一個釘頭就將被送入到焊槍當中。橫向前進裝置4負責被焊件的前進和后退，當每一對釘頭焊接完成后，橫向前進裝置4啟動，運行一段距離后，實現(xiàn)下一次焊接。周向旋轉裝置5負責被焊件的周向旋轉，它與橫向前進裝置4的協(xié)同作用，實現(xiàn)整個焊接過程。[0009]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果:此螺柱焊設備可以實現(xiàn)焊接過程一鍵啟動，無需人力，整個焊接過程采用先進的控制系統(tǒng)，這樣使得前進與旋轉的距離與角度準確無誤，焊接電源加熱與斷電時間精確，大大地提高了工作效率和焊接質量，工作效率至少提高30%以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為送釘裝置側視圖。
[0011]圖2為橫向前進裝置前視圖。
[0012]圖3為周向旋轉裝置前視圖。
[0013]圖4為周詳旋轉裝置后視圖。
[0014]圖5為總裝前視圖。
[0015]圖6為總裝俯視圖。
[0016]圖7為控制程序框圖。
[0017]圖中標記:1.送釘裝置，2.工作臺，3.焊槍，4.橫向前進裝置，5.周向旋轉裝置，6.控制柜，7.軌道，8.齒條，9.送釘器，10.橫向送釘滑道，11.縱向送釘滑道，12.釘頭傳輸架，13.橫向傳遞活塞，14.縱向傳遞活塞，15.伺服電機，16.二級減速器，17.小齒輪，18.傳遞齒輪，19.運轉齒輪，20.軸，21.卡盤，22.步進電機，23.旋轉驅動齒輪，24.定位盤，25.旋轉軸，26.卡盤，27.定位氣缸，28.支撐架。
【具體實施方式】
[0018]實施例。
[0019]如圖5?圖6所示，這種全自動雙頭螺柱焊設備，由送釘裝置1、工作臺2、焊槍
3、橫向前進裝置4、周向旋轉裝置5、控制柜6、軌道7、齒條8所組成，其中送釘裝置I位于焊槍3兩側將釘頭自動送入到焊槍內，橫向前進裝置4與周向旋轉裝置5位于軌道7上，橫向前進裝置4與周向旋轉裝置5固定被焊件并驅使被焊件的前進和旋轉。
[0020]如圖1所示，送釘裝置I送釘裝置I由送釘器9、橫向送釘滑道10、縱向送釘滑道
11、釘頭傳輸架12、橫向傳遞活塞13、縱向傳遞活塞14組成，其中縱向送釘滑道11位于橫向送釘滑道10之上，送釘器9位于縱向送釘滑道11之上，釘頭傳輸架12平面開口與送釘器9平行，橫向傳遞活塞13與縱向傳遞活塞14分別位于釘頭傳輸架12兩端開口處。
[0021]如圖2所示，橫向前進裝置4由伺服電機15、二級減速器16、小齒輪17、傳遞齒輪18、運轉齒輪19、軸20、卡盤21所組成，其中伺服電機15與二級減速器16輸入端連接，二級減速器16輸出端與傳遞齒輪18連接，傳遞齒輪18與運轉齒輪19連接，運轉齒輪19與齒條8配合，實現(xiàn)橫向前進裝置4的橫向運動。
[0022]如圖3?圖4所示，周向旋轉裝置5由步進電機22、旋轉驅動齒輪23、定位盤24、旋轉軸25、卡盤26、定位氣缸27、支撐架28所組成。其中步進電機22輸出端與旋轉驅動齒輪23連接，旋轉驅動齒輪23與旋轉軸25同心鍵槽配合，實現(xiàn)旋轉軸25的旋轉，定位盤24與旋轉軸25同心鍵槽配合，兩個定位氣缸27、步進電機22固定于支撐架28上，并且定位氣缸27分別正對于定位盤分度開槽。
[0023]如圖7所示，本發(fā)明的控制程序有以下步驟。[0024]步驟1，設備通電，進行人工裝卡焊管，并且在控制柜上輸入焊接參數(shù)，點擊控制柜上START鍵，進入自動焊接程序。
[0025](注:焊接參數(shù)分為:焊接電壓、焊接電流、通電時間Ts、前進距離、焊接圈數(shù)J2、橫向焊接釘頭數(shù)Jl)。
[0026]步驟2，焊槍上校準機構動作，確定始焊位置，定位氣缸動作，鎖死旋轉軸。
[0027]步驟3，送釘器送釘，焊槍前進至指定距離，電源通電Ts，焊槍復位，橫向前進裝置啟動，Jl計數(shù)器計數(shù)。
[0028]步驟4，系統(tǒng)判斷Jl≤M，若成立，跳回步驟3，若不成立，跳到步驟5。
[0029]步驟5，定位氣缸復位，Jl計數(shù)器清零，周向旋轉裝置啟動，J2計數(shù)器計數(shù)，定位氣缸動作，橫向前進裝置反向。
[0030]步驟6，系統(tǒng)判斷J2 ≤N，若成立，跳回步驟3，如不成立，退出自動焊接過程。
[0031]本發(fā)明的工作原理。
[0032]送釘裝置1:首先，送釘裝置I中的縱向傳遞活塞14將釘頭推到釘頭傳輸架12縱向頂端，然后橫向傳遞活塞13將釘頭推入到送釘器9開槽中。隨即送釘器9圓桿氣動裝置啟動，使送釘器與焊槍3等高，并且送釘器9在橫向送釘滑道10上橫向前進一段距離，然后在縱向送釘滑道11上前進一段距離，將釘頭送入到焊槍當中。
[0033]橫向前進裝置4:橫向前進裝置4采用運動齒輪19與齒條8傳動方式，動力機構采用的是伺服電機15控制精度，為了增大扭矩，增添了二級減速器16。首先，伺服電機15旋轉一定脈沖數(shù)，通過二級減速器16傳遞到小齒輪17上，通過小齒輪17傳遞給傳遞齒輪18，傳遞齒輪18帶動運轉齒輪19，通過運轉齒輪19與齒條8的配合，實現(xiàn)橫向前進裝置的運動。
[0034]周向旋轉裝置5:周向旋轉裝置5采用的是步進電機22與旋轉驅動齒輪23配合帶動旋轉軸25旋轉，周向旋轉裝置5中配有定位氣缸27、定位盤24，定位氣缸27的每一次動作，都會鎖住定位盤24。從而鎖死旋轉軸25，防止在焊接過程中旋轉軸25轉動，影響焊
接質量。
[0035]工作時，首先將被焊管固定于周向旋轉裝置5與橫向前進裝置4之間，并且將釘頭送入到送釘裝置I當中，由于周向旋轉角度以及前進距離根據(jù)實際情況(管的直徑、釘?shù)臄?shù)量)不同，而分為多個檔位，因此，施焊時，首先在控制柜6的控制面板中輸入橫向焊接釘頭數(shù)以及周向旋轉圈數(shù)以及被焊管長、焊接電流與焊接電壓、焊接釘頭壓力、焊接電源通電時間，之后，點控制面板中的START鍵，系統(tǒng)會自動計算前進距離，旋轉角度等。此時周向旋轉裝置5內定位氣缸27動作，鎖死旋轉軸25，并且焊槍3自動校準始焊位置，之后自動焊接過程開始。送釘裝置I將一個釘頭送入到焊槍3當中，焊槍3前進、通電、保壓，完成一次焊接過程。然后焊槍3縮回，橫向前進裝置4啟動，于此同時，送釘裝置I向焊槍送釘，控制柜6內Jl計數(shù)器開始計數(shù)，當前進到一定距離后，再次完成釘頭焊接過程(同上)。當橫向釘頭焊接數(shù)Jl大于M時，周向旋轉裝置5內定位氣缸27復位，并且周向旋轉裝置5內步進電機22啟動，此時控制柜6內Jl計數(shù)器清零，J2計數(shù)器開始計數(shù)，當被焊件旋轉一定角度后，周向旋轉裝置5內定位氣缸27再次啟動，鎖死旋轉軸。與此同時橫向前進裝置4反向，再次進行焊接過程。如果當控制柜6內J2計數(shù)器大于N時，此時退出焊接過程。
[0036]控制過程特點。[0037]由于此焊機為雙頭焊接，故要求雙頭焊槍焊接電源必須同時給電，并且三相電源相位要一致，所以在控制過程中，采用雙頭焊槍電源同一控制源的方法，則可以保證每一次焊接時，電源同時給電，并且相位一致。
[0038]由于當焊接釘頭時，釘頭必須頂?shù)奖缓讣圆捎迷诤笜尞斨醒b置壓力傳感器，當釘頭碰觸被焊件時，壓力傳感器給總控制系統(tǒng)信號，在雙釘頭壓力傳感器同時發(fā)出信號時，總控制系統(tǒng)會觸發(fā)焊接電源開關。
[0039]由于本設備為全自動焊接設備，尋找始焊位置采用的是紅外傳感的控制方式，當焊槍紅外線感應到始焊位置時，會給總控制系統(tǒng)信號，開始焊接過程。
[0040]由于本設備偶爾出現(xiàn)需要手動調節(jié)施焊位置，補焊的情況，故在控制工程中，增添手動調節(jié)功能。
【權利要求】
1.一種全自動雙頭螺柱焊裝置，其特征是:由送釘裝置1、工作臺2、焊槍3、橫向前進裝置4、周向旋轉裝置5、控制柜6、軌道7、齒條8和控制程序所組成，其中送釘裝置I位于焊槍3兩側將釘頭自動送入到焊槍內，橫向前進裝置4與周向旋轉裝置5位于軌道7上，橫向前進裝置4與周向旋轉裝置5固定被焊件并驅使被焊件的前進和旋轉。
2.根據(jù)權利要求1所述的全自動雙頭螺柱焊裝置，其特征是:送釘裝置I由送釘器9、橫向送釘滑道10、縱向送釘滑道11、釘頭傳輸架12、橫向傳遞活塞13、縱向傳遞活塞14組成，其中縱向送釘滑道11位于橫向送釘滑道10之上，送釘器9位于縱向送釘滑道11之上，釘頭傳輸架12平面開口與送釘器9平行，橫向傳遞活塞13與縱向傳遞活塞14分別位于釘頭傳輸架12兩端開口處。
3.根據(jù)權利要求1所述的全自動雙頭螺柱焊裝置，其特征是:橫向前進裝置4由伺服電機15、二級減速器16、小齒輪17、傳遞齒輪18、運轉齒輪19、軸20、卡盤21所組成，其中伺服電機15與二級減速器16輸入端連接，二級減速器16輸出端與傳遞齒輪18連接，傳遞齒輪18與運轉齒輪19連接，運轉齒輪19與齒條8配合，實現(xiàn)橫向前進裝置4的橫向運動。
4.根據(jù)權利要求1所述的全自動雙頭螺柱焊設備，其特征是:周向旋轉裝置5由步進電機22、旋轉驅動齒輪23、定位盤24、旋轉軸25、卡盤26、定位氣缸27、支撐架28所組成； 其中步進電機22輸出端與旋轉驅動齒輪23連接，旋轉驅動齒輪23與旋轉軸25同心鍵槽配合，實現(xiàn)旋轉軸25的旋轉，定位盤24與旋轉軸25同心鍵槽配合，兩個定位氣缸27、步進電機22固定于支撐架28上，并且定位氣缸27分別正對于定位盤分度開槽。
5.根據(jù)權利要求1所述的全自動雙頭螺柱焊裝置，其特征是:控制程序有以下步驟: 步驟1，設備通電，進行人工裝卡焊管，并且在控制柜上輸入焊接參數(shù)，點擊控制柜上START鍵，進入自動焊接程序； 步驟2，焊槍上校準機構動作，確定始焊位置，定位氣缸動作，鎖死旋轉軸； 步驟3，送釘器送釘，焊槍前進至指定距離，電源通電Ts，焊槍復位，橫向前進裝置啟動，Jl計數(shù)器計數(shù)； 步驟4，系統(tǒng)判斷Jl ( M，若成立，跳回步驟3，若不成立，跳到步驟5 ； 步驟5，定位氣缸復位，Jl計數(shù)器清零，周向旋轉裝置啟動，J2計數(shù)器計數(shù)，定位氣缸動作，橫向前進裝置反向； 步驟6，系統(tǒng)判斷J2 ( N，若成立，跳回步驟3，如不成立，退出自動焊接過程。
【文檔編號】B23K9/20GK103831512SQ201210492890
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月28日 優(yōu)先權日:2012年11月28日
【發(fā)明者】蘇允海, 闞志鵬, 劉政軍 申請人:沈陽工業(yè)大學