氣體灌裝瓶旋轉(zhuǎn)焊接機及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氣體灌裝瓶旋轉(zhuǎn)焊接機及其生產(chǎn)方法，本發(fā)明的氣體灌裝瓶旋轉(zhuǎn)焊接機包括安裝在機架上的旋轉(zhuǎn)裝置和焊接裝置，旋轉(zhuǎn)裝置包括由氣缸驅(qū)動的主動旋轉(zhuǎn)體和從動旋轉(zhuǎn)體，焊接裝置包括焊槍支架和焊槍。其生產(chǎn)方法包括上料、裝夾、焊接和下料等步驟。本發(fā)明能夠大大提高氣體灌裝瓶的生產(chǎn)效率，減少人力資源投入。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種自動化的焊接設(shè)備，具體涉及一種氣體灌裝瓶旋轉(zhuǎn)焊接機及其生 產(chǎn)方法。 氣體灌裝瓶旋轉(zhuǎn)焊接機及其生產(chǎn)方法

【背景技術(shù)】
[0002] 氣體灌裝瓶是一種常用的壓力容器，常用于儲存可燃?xì)怏w，對密封性和結(jié)構(gòu)強度 有著嚴(yán)苛的要求，也就對其制造工藝提出了更高的要求。常見的液化石油氣鋼瓶的制造過 程如下：兩個半殼沖壓成型、對合并焊接環(huán)縫、裝配瓶口部件并檢驗。對于環(huán)縫的焊接，目前 采用半自動焊接的工裝，如中國專利文獻CN201900395U所公開的液化石油氣鋼瓶環(huán)縫焊 接裝置，即手工上料，使用工裝夾具將工件夾緊后開始旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中對環(huán)縫施焊，焊 接過程中手動調(diào)節(jié)焊槍位置以達到焊縫要求，焊接完成后手動將工件卸下，如此循環(huán)往復(fù)。
[0003] 在生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)環(huán)縫焊接是整個制造過程的瓶頸，一方面目前的工裝與焊接方 法中人為因素過多，在生產(chǎn)過程中工人操作水平的波動會制約生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，另一 方面近年用工成本的增加以及熟練工的減少，也大大增加了工廠的生產(chǎn)成本。急需開發(fā)一 種自動化程度高、焊縫質(zhì)量穩(wěn)定的氣體灌裝瓶旋轉(zhuǎn)焊接機。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種高度自動化的氣體 灌裝瓶旋轉(zhuǎn)焊接機及其生產(chǎn)方法。
[0005] 技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的氣體灌裝瓶旋轉(zhuǎn)焊接機，包括機架 與安裝于其上的旋轉(zhuǎn)裝置和焊接裝置， 其中旋轉(zhuǎn)裝置包括相對設(shè)置的主動旋轉(zhuǎn)體和從動旋轉(zhuǎn)體，所述主動旋轉(zhuǎn)體上安裝有相 互嚙合的主動電機和主動轉(zhuǎn)軸，所述從動旋轉(zhuǎn)體上安裝有從動轉(zhuǎn)軸；所述主動轉(zhuǎn)軸和從動 轉(zhuǎn)軸處于同一直線上，其端部均安裝有用于夾持氣體灌裝瓶兩端的夾套；所述主動旋轉(zhuǎn)體 與機架之間具有第一導(dǎo)軌和第一氣缸，所述從動旋轉(zhuǎn)體與機架之間具有第二導(dǎo)軌和第二氣 缸，所述第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌反向設(shè)置； 焊接裝置包括安裝于機架上的焊槍支架，所述焊槍支架上安裝有朝向氣體灌裝瓶環(huán)隙 的焊槍。
[0006] 作為優(yōu)選，為了在夾持時使氣體灌裝瓶停在固定位置，所述第一氣缸的缸徑大于 所述第二氣缸的缸徑。
[0007] 作為優(yōu)選，為了所述主動轉(zhuǎn)軸和從動轉(zhuǎn)軸中空，其內(nèi)部均穿設(shè)有頂桿，所述頂桿的 頂端伸入夾套，所述頂桿的尾端與機架之間安裝有彈簧。
[0008] 作為優(yōu)選，為了使環(huán)縫具有更好的焊接強度，所述焊槍支架上具有擺動裝置，所述 擺動裝置包括相互配合的絲桿和絲桿螺母。
[0009] 作為優(yōu)選，為了實現(xiàn)均勻的自動出料，所述夾套下方的機架上設(shè)有落料口，所述落 料口下方設(shè)有出料滑道。
[0010] 本發(fā)明同時提出上述氣體灌裝瓶旋轉(zhuǎn)焊接機的生產(chǎn)方法，包括以下步驟： 1) 上料，將需焊接的氣體灌裝瓶兩半殼合攏后放到需夾持的位置； 2) 裝夾，第一氣缸推動主動旋轉(zhuǎn)體，第二氣缸推動從動旋轉(zhuǎn)體，使夾套從兩端將氣體灌 裝瓶夾持； 3) 焊接，主動電機帶動主動轉(zhuǎn)軸及夾套，進而使氣體灌裝瓶和從動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，焊槍沿氣 體灌裝瓶的環(huán)隙施焊，旋轉(zhuǎn)滿一圈后，電機和焊槍停止工作； 4) 下料，主、從動旋轉(zhuǎn)體向外運動，氣體灌裝瓶被頂桿從夾套頂出，受重力的作用下 落。
[0011] 有益效果：本發(fā)明利用模塊化結(jié)構(gòu)和自動化控制原理，形成了一種高效全自動化 的焊接設(shè)備，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點： 1. 生產(chǎn)效率高，依靠機、電、氣一體化的方式來自動完成氣體灌裝瓶的上料、裝夾、焊接 和下料，制造速度快、自動化程度高； 2. 降低成本，本發(fā)明實現(xiàn)了氣體灌裝瓶復(fù)雜的裝夾焊接與下料流程的自動化，在進行 氣體灌裝瓶焊接時，操作人員在整個作業(yè)中只需上料，取料和注意設(shè)備穩(wěn)定狀況，降低了 勞動力的投入和熟練度的要求，降低了生產(chǎn)成本、增長了效益收入； 3. 可操作性強，對氣缸與電機采用成熟的PLC控制技術(shù)，操作、控制簡單方便。
[0012] 4.產(chǎn)品質(zhì)量高精度及標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的實現(xiàn)，本發(fā)明全程采用自動化控制，在保證產(chǎn)品 高精度要求的同時，避免了傳統(tǒng)生產(chǎn)方式下，人工操作的導(dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)量波動，實現(xiàn)了產(chǎn)品 高精度、同標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求。
[0013] 除了上面所述的本發(fā)明解決的技術(shù)問題、構(gòu)成技術(shù)方案的技術(shù)特征以及由這些技 術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來的優(yōu)點外，本發(fā)明氣體灌裝瓶旋轉(zhuǎn)焊接機所能解決的其他技術(shù)問 題、技術(shù)方案中包含的其他技術(shù)特征以及這些技術(shù)特征帶來的優(yōu)點，將結(jié)合附圖作出進一 步詳細(xì)的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明的實施例的總體結(jié)構(gòu)圖； 圖2是圖1中旋轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖1中焊接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0015] 實施例：本實施例的氣體灌裝瓶旋轉(zhuǎn)焊接機用于自動焊接氣體灌裝瓶，其總體結(jié) 構(gòu)如圖1所示，包括安裝于機架3上的旋轉(zhuǎn)裝置和焊接裝置，其中旋轉(zhuǎn)裝置包括對稱地布置 的主動旋轉(zhuǎn)體1和從動旋轉(zhuǎn)體2,焊接裝置主要包括焊槍支架6和安裝于其上的焊槍7。
[0016] 旋轉(zhuǎn)裝置如圖2所示，包括對稱地布置的主動旋轉(zhuǎn)體1和從動旋轉(zhuǎn)體2。主動旋轉(zhuǎn) 體1上具有相互嚙合的主動電機1-1和主動轉(zhuǎn)軸1-2,主動轉(zhuǎn)軸1-2的端部安裝有與氣體灌 裝瓶的一端外輪廓相吻合的第一夾套1-3。從動旋轉(zhuǎn)體2上具有與主動轉(zhuǎn)軸1-2處于同一 直線上的從動轉(zhuǎn)軸2-2,在從動轉(zhuǎn)軸2-2的端部安裝有用于夾持氣體灌裝瓶另一端的第二 夾套2-3,第二夾套2-3的內(nèi)壁與氣體灌裝瓶另一端的外輪廓吻合。
[0017] 機架3上具有反向設(shè)置的第一導(dǎo)軌3-1和第二導(dǎo)軌3-2,其端部安裝有第一氣缸 1-4和第二氣缸2-4。其中第一導(dǎo)軌3-1與主動旋轉(zhuǎn)體1配合，第一氣缸1-4驅(qū)動主動旋轉(zhuǎn) 體沿第一導(dǎo)軌3-1做直線運動；第二導(dǎo)軌3-2與從動旋轉(zhuǎn)體2配合，第二氣缸2-4驅(qū)動從動 旋轉(zhuǎn)體2沿第二導(dǎo)軌3-2做直線運動。
[0018] 在主動轉(zhuǎn)軸的1-2的軸心部穿設(shè)有第一頂桿1-5,在從動轉(zhuǎn)軸的2-2的軸心部穿設(shè) 有第二頂桿2-5,這一對頂桿的頂端均伸入夾套內(nèi)，并安裝有彈簧。在上料時頂桿被夾套內(nèi) 的氣體灌裝瓶頂出，下料時由于主動旋轉(zhuǎn)體1和從動旋轉(zhuǎn)體2沿導(dǎo)軌相互遠離，頂桿在彈簧 作用下將氣體灌裝瓶從夾套中頂出。
[0019] 焊接裝置如圖3所示，包括焊槍支架和安裝于其上的焊槍7,其中焊槍支架的底部 具有通過L形連接件4安裝于機架上，在L形連接件4上具有的平移底板6-1，平移底板6-1 通過絲杠和絲杠螺母做直線運動，絲杠的端部安裝有手柄5,該直線運動的方向與主動轉(zhuǎn)軸 的軸向正交。平移底板6-1上安裝有堅直的立柱6-2,立柱6-2上安裝有夾套6-2,夾套6-2 上安裝有橫梁6-3。橫梁6-3的端部安裝有擺動裝置6-4,該裝置包括電機驅(qū)動的絲桿與絲 桿螺母，焊槍7安裝在擺動裝置6-4的絲桿螺母上。
[0020] 將被焊接氣體灌裝瓶的軸心作為X軸，堅直方向設(shè)為y軸，與軸心正交的水平方向 設(shè)為z軸，則手柄5和平移底板6-1用于在z軸方向上調(diào)整焊槍7的位置，即焊槍7與氣體 灌裝瓶焊縫的水平間距。立柱6-2與夾套6-2是在y軸方向上調(diào)整焊槍7的位置，即焊槍7 與氣體灌裝瓶焊縫的堅直間距。而擺動裝置6-4則是在X軸上調(diào)整焊槍7的位置，氣體灌 裝瓶在旋轉(zhuǎn)的同時進行擺動焊接，在焊縫處形成w形的運動軌跡。
[0021] 使用時，本實施例的氣體灌裝瓶旋轉(zhuǎn)焊接機通過以下步驟完成焊接： 1.上料，將需焊接的氣體灌裝瓶兩半殼合攏后放到需夾持的位置，即一對夾套之間。
[0022] 2.裝夾，第一氣缸和第二氣缸帶動主、從動旋轉(zhuǎn)體前行，主、從動旋轉(zhuǎn)體上的夾套 在第一、第二氣缸推動下各自前進并頂住氣體灌裝瓶，并壓緊成為一個整體。因第一氣缸的 缸徑大于第二氣缸，導(dǎo)致其在相同的輸入氣壓下推力也要大于第二氣缸，從而使得一對夾 套整體停止在設(shè)計行程處。裝夾過程中氣缸的行程依據(jù)固定的運動軌跡實現(xiàn)調(diào)整，各氣缸 給氣順序和時間均由PLC控制。
[0023] 3.焊接，由PLC控制主動電機轉(zhuǎn)動，通過主動旋轉(zhuǎn)體內(nèi)的齒輪傳動，帶動旋轉(zhuǎn)軸 和夾套，從而帶動整個氣體灌裝瓶轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的同時，焊槍開始工作，沿著所需焊接的部 位進行圓周焊接，一圈焊接完成后，電機和焊槍停止工作。在焊接過程中焊槍可沿焊縫左 右擺動，以形成更寬更好的焊接結(jié)合面。
[0024] 4.下料，主、從動旋轉(zhuǎn)體松開，氣體灌裝瓶被位于其左右的第一頂桿和第二頂桿 頂在中間，在重力的作用下自由落下。
[0025] 至此完成一個焊接過程，然后重復(fù)以上過程，操作人員在整個作業(yè)中只需上料， 取料和注意設(shè)備穩(wěn)定狀況。
[0026] 本發(fā)明為焊接氣體灌裝瓶提供了一種新的生產(chǎn)模式理念，其涉及的原理簡單，適 用性及可操作性強，隱含著巨大的使用價值。本發(fā)明所涉及的機構(gòu)及控制系統(tǒng)不僅提高企 業(yè)的生產(chǎn)效率，減少企業(yè)的人力資源投入，降低生產(chǎn)成本，而且解決了傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下產(chǎn)品 質(zhì)量參差不齊、難于保證的問題，利用其能夠生產(chǎn)出具高精度質(zhì)量要求的氣體灌裝瓶，經(jīng)濟 及品牌效益顯著，對提高市場競爭力起到了極大的作用。
[0027] 以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式做出詳細(xì)說明，但本發(fā)明不局限于所描述的實 施方式。對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在本發(fā)明的原理和技術(shù)思想的范圍內(nèi)，對這些實施 方式進行實施方式進行多種變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種氣體灌裝瓶旋轉(zhuǎn)焊接機，包括安裝于機架上的旋轉(zhuǎn)裝置和焊接裝置，其特征在 于： 所述旋轉(zhuǎn)裝置包括相對設(shè)置的主動旋轉(zhuǎn)體和從動旋轉(zhuǎn)體，所述主動旋轉(zhuǎn)體上安裝有相 互嚙合的主動電機和主動轉(zhuǎn)軸，所述從動旋轉(zhuǎn)體上安裝有從動轉(zhuǎn)軸；所述主動轉(zhuǎn)軸和從動 轉(zhuǎn)軸處于同一直線上，其端部均安裝有用于夾持氣體灌裝瓶兩端的夾套；所述主動旋轉(zhuǎn)體 與機架之間具有第一導(dǎo)軌和第一氣缸，所述從動旋轉(zhuǎn)體與機架之間具有第二導(dǎo)軌和第二氣 缸，所述第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌反向設(shè)置； 所述焊接裝置包括安裝于機架上的焊槍支架，所述焊槍支架上安裝有朝向氣體灌裝瓶 環(huán)隙的焊槍。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體灌裝瓶旋轉(zhuǎn)焊接機，其特征在于：所述第一氣缸的缸徑 大于所述第二氣缸的缸徑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體灌裝瓶旋轉(zhuǎn)焊接機，其特征在于：所述主動轉(zhuǎn)軸和從動 轉(zhuǎn)軸中空，其內(nèi)部均穿設(shè)有頂桿，所述頂桿的頂端伸入夾套，所述頂桿的尾端與機架之間安 裝有彈簧。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體灌裝瓶旋轉(zhuǎn)焊接機，其特征在于：所述焊槍支架上具有 擺動裝置，所述擺動裝置包括相互配合的絲桿和絲桿螺母。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體灌裝瓶旋轉(zhuǎn)焊接機，其特征在于：所述夾套下方的機架 上設(shè)有落料口，所述落料口下方設(shè)有出料滑道。
6. -種如權(quán)利要求1-5之任一所述的氣體灌裝瓶旋轉(zhuǎn)焊接機的生產(chǎn)方法，其特征在于 包括以下步驟： 1) 上料，將需焊接的氣體灌裝瓶兩半殼合攏后放到需夾持的位置； 2) 裝夾，第一氣缸推動主動旋轉(zhuǎn)體，第二氣缸推動從動旋轉(zhuǎn)體，使夾套從兩端將氣體灌 裝瓶夾持； 3) 焊接，主動電機帶動主動轉(zhuǎn)軸及夾套，進而使氣體灌裝瓶和從動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，焊槍沿氣 體灌裝瓶的環(huán)隙施焊，旋轉(zhuǎn)滿一圈后，電機和焊槍停止工作； 4) 下料，主、從動旋轉(zhuǎn)體向外運動，氣體灌裝瓶被頂桿從夾套頂出，受重力的作用下 落。
【文檔編號】B23K9/12GK104084666SQ201410292577
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】周辰 申請人:無錫市迪索數(shù)控焊接設(shè)備有限公司