一种桥壳本体总成Y型焊缝的焊接设备及焊接工艺

1.一种桥壳本体总成Y型焊缝的焊接设备，它包括床身(2)、主动机头(3)、横梁总成(4)、中心定位装置(5)、焊枪气动升降机构(6)、焊枪调节机构(7)、从动机头(8)、摆动器(9)、自动焊接控制器(10)、电气控制系统(11)和焊接电源(12)，其特征是：主动机头(3)和从动机头(8)分别与床身(2)的安装导轨面的两端连接，主动机头(3)和从动机头(8)同心，中心定位装置(5)与床身(2)的安装导轨面中间位置连接，中心定位装置(5)内设有上下调节装置，横梁总成(4)连接在床身(2)的后侧面上，摆动器(9)与焊枪调节机构(7)连接，焊枪调节机构(7)连接在焊枪气动升降机构(6)上，焊枪气动升降机构(6)与横梁总成(4)的滑动导轨连接，主动机头(3)上的气缸、从动机头(8)上的气缸和中心定位装置(5)上的气缸及焊枪气动升降机构(6)上的气缸与电气控制系统(11)连接，焊接电源(12)、电气控制系统(11)电路部分通过电线连接到自动焊接控制器(10)上。
2.根据权利要求1所述的一种桥壳本体总成Y型焊缝的焊接设备，其特征是：主动机头(3)、从动机头(8)通过定位键、旋转丝杆和螺栓连接在床身(2)的安装导轨面的两端，左、右回转机头分别通过轴承和螺栓与主动机头箱体和从动机头箱体连接，组成主动机头(3)和从动机头(8)，两机头设有翻转装置。
3.根据权利要求1或2所述的一种桥壳本体总成Y型焊缝的焊接设备，其特征是：中心定位装置(5)通过定位盘方式调节高度，左右采用芯轴或者双V形夹具自动定心夹紧，驱动部分与气缸连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种桥壳本体总成Y型焊缝的焊接设备，其特征是：焊枪气动升降机构(6)通过滑动导轨和螺栓与横梁总成(4)的滑动导轨连接。
5.根据权利要求4所述的一种桥壳本体总成Y型焊缝的焊接设备，其特征是：焊枪升降机构(6)的焊枪升降分气动升降机构和电动升降机构两部，气动升降机构由气缸驱动，直线滑轨导向；电动升降机构由步进电机为驱动动力，丝杆螺母传动，升降限位。
6.根据权利要求1或2所述的一种桥壳本体总成Y型焊缝的焊接设备，其特征是：横梁总成(4)包括两根立柱、横梁和电动拖板，两根立柱的下端与床身(2)固定连接，两根立柱的上端与横梁相连接；横梁上设置两向直线滑轨导向面，直线滑轨导向面上设有齿条，电动拖板倒挂在直线滑轨上，电动拖板包括拖板、驱动电机及传动齿轮；驱动电机为步进电机，其输出轴上的齿轮与齿条啮合，拖板上还安装有焊丝盘及其支架、送丝操作盒及支架、和升降机构，齿轮与齿条啮合设置有消除传动间隙的浮动装置。
7.权利要求1所述的一种桥壳本体总成Y型焊缝的焊接设备的焊接工艺，其特征是：
先按焊接工艺要求设计一种自动控制焊枪驱动机构、焊接电源起弧、收弧及夹紧装的控制程序，通过程序控制各运动机构按所需焊接工艺运动方式工作；焊枪运行轨迹设计成焊接桥壳本体总成(1)的焊缝轨迹，在焊接过程中，该程序分别调节各段焊接电流参数，且控制器调速并显示各部分采用的各自的电源：先将桥壳本体总成(1)放置在中心定位装置(5)上，调节中心高度，使工件两端中心高与主动机头(3)和从动机头(8)中心高相对应，按控制器(10)上的启动按钮，主动机头(3)和从动机头(8)将桥壳本体总成(1)定位夹紧，焊枪气动升降机构(6)将焊枪驱动到位，再按自动焊接控制器(10)上的启动按钮，摆动器(9)驱动焊枪调节机构(7)，焊枪沿着桥壳本体总成(1)的焊缝焊接。

一种桥壳本体总成Y型焊缝的焊接设备及焊接工艺\n技术领域\n[0001] 本发明属于焊接加工领域，涉及一种桥壳本体总成Y型焊缝的焊接设备及焊接工艺。\n背景技术\n[0002] 桥壳本体总成Y型焊缝较长，焊接劳动强度大，现有的解决方案有两种：一种是采用手工焊接桥壳本体总成Y型焊缝，该方案缺点是焊接过程中焊缝因人因素质量波动大，达不到产品质量要求，并且劳动者强度大；第二种方案是采用功能单一的特种机械焊接，该方案有以下缺点：特种机械只能储存一种产品程序，更换产品时重新求教程序时间长达45分钟；更换工装时间长达20分钟；同时对桥壳本体总成要求太高，冲压件基本上达不到特种机械的要求。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的之一是提供一种调速稳定、操作方便、自动化程度高的桥壳本体总成Y型焊缝的焊接设备。\n[0004] 本发明的目的之二是提供一种桥壳本体总成Y型焊缝的焊接设备的焊接工艺，该焊接工艺是先采用PLC程序控制焊枪移动、焊接方式及焊接参数，达到焊枪在焊接过程中可分别调节各段焊接电流参数并自动焊接桥壳本体总成Y型焊缝目的。\n[0005] 本发明的目的之一是这样实现的：焊接设备包括床身、主动机头、横梁总成、中心定位装置、焊枪气动升降机构、焊枪调节机构、从动机头、摆动器、自动焊接控制器、电气控制系统、焊接电源，主动机头和从动机头分别与床身的安装导轨面的两端连接，主动机头和从动机头同心，中心定位装置与床身的安装导轨面中间位置连接，中心定位装置内设有上下调节装置，横梁总成连接在床身的后侧面上，摆动器与焊枪调节机构连接，焊枪调节机构连接在焊枪气动升降机构上，焊枪气动升降机构与横梁总成的滑动导轨连接，主动机头上的气缸、从动机头上的气缸和中心定位装置上的气缸及焊枪气动升降机构上的气缸与电气控制系统连接，焊接电源、电气控制系统电路部分通过电线连接到自动焊接控制器上。\n[0006] 主动机头、从动机头通过定位键、旋转丝杆和螺栓连接在床身的安装导轨面的两端，左、右回转机头分别通过轴承和螺栓与主动机头箱体和从动机头箱体连接，组成主动机头和从动机头，两机头设有翻转装置。\n[0007] 本发明的目的之二是这样实现的：\n[0008] 焊枪行走和升降，气缸的动作，电机，送丝机，焊接电源由电气控制系统控制。先按焊接工艺要求设计一种自动控制焊枪驱动机构、焊接电源起弧、收弧及夹紧装的控制程序，通过程序控制各运动机构按所需焊接工艺运动方式工作；焊枪运行轨迹设计成焊接桥壳本体总成的焊缝轨迹，在焊接过程中，该程序分别调节各段焊接电流参数，且控制器调速并显示各部分采用的各自的电源：先将桥壳本体总成放置在中心定位装置上，调节中心高度，使工件两端中心高与主动机头和从动机头中心高相对应，按控制器上的启动按钮，主动机头和从动机头将桥壳本体总成定位夹紧，焊枪气动升降机构将焊枪驱动到位，再按自动焊接控制器上的启动按钮，摆动器驱动焊枪调节机构，焊枪沿着桥壳本体总成的焊缝焊接。\n[0009] 本发明行采用手动调整和自动焊接两种方式，并具有贮存20套焊接程序；升降机构或焊枪焊接过程中的下降高度，预先设置；具有焊丝粘检测和自动停机功能；在“自动”条件下，具有单步和连续锁弧运行的调试功能；断弧后具有自动补焊的功能；PLC可编程控制器、调速、显示、照明各部分采用各自的电源，相互之间完全隔离，控制可靠性明显提高；\n设置独立的电器控制柜和操作盒，外部布线采用标准线槽盒方式，易检修。具有抗干扰强、可靠性高、调速稳定、操作方便、自动化程度高等特点，并且在焊接过程中，可分别调节各段焊接电流参数。\n附图说明\n[0010] 图1、本发明焊接桥壳本体总成示意图。\n[0011] 图2、本发明桥壳本体总成Y型焊缝焊接定位夹具示意图。\n[0012] 图3、本发明桥壳本体总成Y型焊缝焊接定位夹具侧视结构示意图。\n[0013] 图1、图2、图3中：桥壳本体总成1、床身2、主动机头3、横梁总成4、中心定位装置\n5、焊枪气动升降机构6、焊枪调节机构7、从动机头8、摆动器9、自动焊接控制器10、电气控制系统11、焊接电源12。\n具体实施方式\n[0014] 实施例1：\n[0015] 焊接设备包括床身2、主动机头3、横梁总成4、中心定位装置5、焊枪气动升降机构\n6、焊枪调节机构7、从动机头8、摆动器9、自动焊接控制器10、电气控制系统11、焊接电源\n12，主动机头3、从动机头8通过定位键、旋转丝杆和螺栓连接在床身2的安装导轨面的两端，主动机头3和从动机头8同心，中心定位装置5通过定位键和螺栓连接在床身2的安装导轨面中间，中心定位装置5内设有上下调节装置，中心定位装置5安装后可上下调节上长高度，确保工件放置在中心定位装置5后工件两端中心高与主动机头3和从动机头8中心高相对应，横梁总成4通过螺栓连接在床身2的后侧面，左、右回转机头分别通过深沟球轴承、向心轴承和螺栓与主动机头箱体和从动机头箱体连接，组成主动机头3和从动机头8，两机头设有有翻转装置；摆动器9通过螺栓与焊枪调节机构7连接，焊枪调节机构7通过螺栓连接在焊枪气动升降机构6上，焊枪气动升降机构6通过滑动导轨和螺栓与横梁总成4的滑动导轨连接，主动机头3上的气缸、从动机头8上的气缸和中心定位装置5上的气缸及焊枪气动升降机构6上的气缸通过气管和气管接头与电气控制系统11连接，焊接电源12、电气控制系统11电路部分通过电线连接到自动焊接控制器10上。\n[0016] 床身2的安装导轨面为主机各部件的安装组合的基础面，导轨面上安装有主动机头3、从动机头8，其中间置有焊渣接料盘，前面安装有自动焊接控制器10；床身后面固定有横梁总成4，并安装有气源处理三联件；主机的所有电线和气管尽量置于床身的里面。\n[0017] 左回转头与交流减速电机和减速传动机构连接，结构紧凑，传动平稳。右回转头无动力传动，仅为支撑和导电作用。在左回转头的内的主轴上安装有两个转位检测装置，实现主轴定位定速正转和反转。回转头背面的减速电机旁边装有焊接电源正极或负极电缆线接线柱。\n[0018] 中心定位装置5通过定位盘方式调节高度，左右采用芯轴或者双V形夹具自动定心夹紧，驱动部分与气缸连接，驱动部分的运动采用气缸完成。该桥壳气动定位夹具应考虑多产品快速可靠更换。\n[0019] 横梁总成4包括两根立柱、横梁和电动拖板，两根立柱的下端与床身2固定连接，两根立柱的上端与横梁相连接；横梁上设置两向进口直线滑轨导向面，直线滑轨导向面上设有齿条，电动拖板倒挂在直线滑轨上，电动拖板包括拖板、驱动电机及传动齿轮；驱动电机为步进电机，其输出轴上的齿轮与齿条啮合，，拖板上还安装有焊丝盘及其支架、送丝操作盒及支架、和升降机构，齿轮与齿条啮合设置有消除传动间隙的浮动装置。\n[0020] 焊枪升降机构6的焊枪升降分气动升降机构和电动升降机构两部，气动升降机构采用气缸驱动，直线滑轨导向，快速可靠；电动升降机构采用步进电机为驱动动力，丝杆螺母传动，升降限位。气动升降实现快速，节约辅助时间；电动升降实现焊缝高度方向跟踪适应。\n[0021] 焊枪调节机构7具有X、Y、Z方向对中调节和焊枪角度调节功能。\n[0022] 焊接电源12为2台北京时代集团生产的功能单一的特种机械焊配置的NB-500焊接电源\n[0023] 气路系统由气源处理三联件、电控气阀、气缸和排气节流阀、管路等组件。旋转三联件中间调压阀的手柄，可调整输出气压大小。\n[0024] 电气控制系统由电气控制柜、操作盒及连接电线组成，采用日本三菱公司PLC可编程控制器为主控单元，配置工业触摸屏进行参数设定和控制，该控制系统通过PLC程序控制器完成气缸的动作、电机、送丝机、焊接电源的控制等功能。焊枪行走和升降均采用进口驱动器驱动，行走速度数码显示。\n[0025] 以某种桥壳本体总成Y型焊缝焊接为例，先按焊接工艺要求设计一种自动控制焊枪驱动机构、焊接电源起弧、收弧及夹紧装的控制程序，通过程序控制各运动机构按所需焊接工艺运动方式工作；具体操作如下：先将桥壳本体总成放置在中心定位机构5，按自动焊接控制器10上的启动按钮，程序控制主动机头2和从动机头6对工件进行定位夹紧，同时焊枪气动升降、驱动机构4驱动焊枪下降指定位置，再按自动焊接控制器10上的运行按钮，程序控制焊枪气动升降、驱动机构4驱动焊枪到焊接位置，最后按自动焊接控制器10上的焊接按钮，程序控制焊枪气动升降、驱动机构4驱动焊枪按工件焊缝轨迹焊接；焊接第一面后，按以上操作步骤焊接另一方面焊缝。