一种特大型塑料检查井井座激光焊接组合成型装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种特大型塑料检查井井座激光焊接组合成型装置和方法，包括底座和激光控制机器人，底座上端左侧固定连接激光控制机器人，激光控制机器人顶端活动连接机械手，机械手前端活动连接激光束输出器，底座左侧设有激光器，激光器通过光纤连接激光束输出器，底座上端中心活动连接旋转工作台，旋转工作台上端左侧固定连接定位块，定位块右侧安装特大型塑料检查井井座，底座上端右侧固定连接拼装机器人。本发明专利技术采用模块化的多层圆环形块与组合井座底板连接结构,采用激光透射焊接方法，操作方便灵活，焊接效率高；降低注塑模具设计和制造成本及注塑工艺难度；实现注塑模具和注塑设备的小型化及特大型塑料检查井井座的柔性化和模块化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种特大型塑料检查井井座激光焊接组合成型装置和方法
本专利技术涉及特大型塑料检查井成型加工领域，具体是涉及一种特大型塑料检查井井座激光焊接组合成型装置和方法。
技术介绍
在市政给排水管网系统建设中，直径和高度均大于1.5米的特大型塑料检查井井座的市场需求量越来越大，井座承接子管和井室,在管网安装过程中承载周围土壤侧压力和道路车辆的冲击压力,井座必须具备较强的抗压、抗拉和抗弯曲强度,为此,生产企业通常在井座外表面设置较多的加强筋板,且加强筋板的长度和宽度方向尺寸较大，井座壁厚达到15-20mm。由于直径和高度均大于1.5米，一次性整体注塑成型已很难满足特大型塑料检查井井座加工要求，其主要技术问题是：在注塑成型时，井座侧面模具型腔和井座底部模具型腔中的塑料熔体流动距离均已超过1.5米，塑料熔体充填不足；直径在1.5米以上特大型塑料检查井井座一次性整体注塑成型不仅注塑模具尺寸巨大,而且,还需要结构复杂的模具型芯和模具型腔才能满足注塑成型加工。专利技术专利申请号：201710046963、201710046964提供了大型塑料检查井的模块化注塑成型装置，即大型塑料检查井的模块化注塑模具及其成型控制装置，实现了注塑机模块化、小型化和柔性化，但是，注塑模具外形尺寸还是较大，特别是模具关键结构件（模具底板、上下模锁紧压板等）和液压机尺寸巨大，模具和液压机设计和制造成本较高。目前,塑料检查井焊接组合成型方法主要是电热熔缠绕、超声焊接、熔体填充和化学沾接等，这些组合方法均存在焊接变形大、焊接强度差、生产效率低等问题。专利技术专利申请号：201610633920、201610885926，提供了大型塑料检查井井座的组合成型加工装置及其方法，其方法是将井座分解为主管和支承管，再由主管、支承管注塑或挤塑成型后焊接组合成型井座，但是由于特大型井座主要部件主管尺寸巨大，注塑成型的塑料熔体充填不足和注塑模具尺寸大等问题难以解决，挤塑成型的挤塑模具尺寸也是巨大，因此模具的制作成本也非常大，为此，我们提出一种特大型塑料检查井井座激光焊接组合成型装置和方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种特大型塑料检查井井座激光焊接组合成型装置和方法，解决了现有特大型塑料检查井井座制作时模具尺寸大，造成注塑成型的塑料熔体充填不足和模具制作成本大的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：一种特大型塑料检查井井座激光焊接组合成型装置，包括底座和激光控制机器人，所述底座上端左侧固定连接有激光控制机器人，所述激光控制机器人顶端活动连接有机械手，所述机械手前端活动连接有激光束输出器，所述底座左侧设有激光器，所述激光器通过光纤连接激光束输出器，所述底座上端中心活动连接有旋转工作台，所述旋转工作台上端左侧固定连接有定位块，所述定位块右侧安装有特大型塑料检查井井座，所述底座上端右侧固定连接有拼装机器人，所述拼装机器人顶端活动连接有机械手，所述底座右侧设有自动化控制系统。进一步的，所述拼装机器人至少设有两个，两个所述拼装机器人分别固定连接在底座上端右侧。进一步的，所述特大型塑料检查井井座包括组合井座底板、圆环形块和支管，所述组合井座底板由多块大小均匀的单井座底板组合焊接而成，并且多块单井座底板在对接处形成焊缝，所述组合井座底板上端重叠焊接有多个圆环形块，多个所述圆环形块分别由四个以上大小相等或不相等的弧形单侧面板焊接而成，所述组合井座底板、圆环形块和单侧面板在连接处均形成焊缝，所述圆环形块其中一个单侧面板的外侧立面上焊接有支管。进一步的，所述自动化控制系统分别电连激光控制机器人、激光束输出器、激光器、拼装机器人，自动化控制系统经电机驱动旋转工作台。进一步的，所述自动化控制系统采用西门子S7-200系列PLC控制器。本专利技术还公开了一种特大型塑料检查井井座激光焊接组合成型方法，其焊接组合成型的步骤如下：①：将单井座底板和各单侧面板分别采用注塑成型加工，在单井座底板和各单侧面板的焊接面处喷涂吸收层；②：设置激光束输出器输出光斑的运动轨迹和运动速度，即光斑在单井座底板和各单侧面板焊接面处的直线运动焊接程序，以及圆环形块之间或组合井座底板连接处端口平面的圆周运动焊接程序，设置激光器工作参数，以及各焊接面表面处的接触压力。③：焊接起始，焊接组合井座底板，自动化控制系统启动，拼装机器人的机械手抓取单井座底板，单井座底板相互扇形拼接并定位于焊接在旋转工作台上的定位块处，激光器通过激光束输出器输出连续型激光，在激光控制机器人的机械手操控下，按照工作要求与指令，光束焊接单井座底板之间的焊缝，直至形成组合井座底板；④：焊接多层组合式圆环形块，拼装机器人的机械手按照焊接顺序抓取单侧面板，进行单侧面板相互对接的焊接面及与组合井座底板或圆环形块之间的焊接面固定和定位，自动化控制系统启动焊接工作，激光器通过激光束输出器输出连续型激光，在激光控制机器人的机械手操控下，光束按照工作要求与指令，焊接各单侧面板的焊缝；完成单个焊缝焊接后，继续依次连接其他单侧面板并焊接，直至形成多层圆环形块，完成组合井座底板和各层圆环形块的焊接组合。⑤：拼装机器人的机械手取走整个焊接完成的特大型塑料检查井井座，完成一个循环工作程序。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果是：1.特大型塑料检查井井座采用模块化的多层圆环形块与组合井座底板连接结构形式,以及采用“搭积木式”的激光透射焊接方法，设备操作方便灵活，焊接变形小，焊缝均匀、强度高，焊接效率高；2.简化注塑模具的型芯和型腔结构,方便制件脱模,降低注塑模具设计和制造成本,降低注塑工艺难度；3.实现了注塑模具和注塑设备的小型化，以及特大型塑料检查井井座的柔性化和模块化生产；4.自动化程度高，有利于大批量生产特大型塑料检查井；本专利技术结构科学合理，生产操作简单方便，生产效率高，适合推广使用。附图说明图1为本专利技术一种特大型塑料检查井井座激光焊接组合成型装置结构示意图；图2为本专利技术一种特大型塑料检查井井座激光焊接组合成型装置的组合井座底板的剖面结构示意图；图3为本专利技术一种特大型塑料检查井井座激光焊接组合成型装置的组合井座底板的俯视图；图4为特大型塑料检查井井座俯视图；图5为本专利技术一种特大型塑料检查井井座激光焊接组合成型装置的工作控制原理示意图。图中：1-底座、2-激光控制机器人、201-机械手、3-激光束输出器、4-激光器、5-光纤、6-旋转工作台、7-定位块、8-拼装机器人、9-自动化控制系统、10-特大型塑料检查井井座、1001-组合井座底板、1002-单井座底板、1003-圆环形块、1004-单侧面板、1005-支管、1006-焊缝。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特大型塑料检查井井座激光焊接组合成型装置，包括底座（1）和激光控制机器人（2），所述底座（1）上端左侧固定连接有激光控制机器人（2），其特征在于：所述激光控制机器人（2）顶端活动连接有机械手（201），所述机械手（201）前端活动连接有激光束输出器（3），所述底座（1）左侧设有激光器（4），所述激光器（4）通过光纤（5）连接激光束输出器（3），所述底座（1）上端中心活动连接有旋转工作台（6），所述旋转工作台（6）上端左侧固定连接有定位块（7），所述定位块（7）右侧安装有特大型塑料检查井井座（10），所述底座（1）上端右侧固定连接有拼装机器人（8），所述拼装机器人（8）顶端活动连接有机械手（201），所述底座（1）右侧设有自动化控制系统（9）。

【技术特征摘要】
1.一种特大型塑料检查井井座激光焊接组合成型装置，包括底座（1）和激光控制机器人（2），所述底座（1）上端左侧固定连接有激光控制机器人（2），其特征在于：所述激光控制机器人（2）顶端活动连接有机械手（201），所述机械手（201）前端活动连接有激光束输出器（3），所述底座（1）左侧设有激光器（4），所述激光器（4）通过光纤（5）连接激光束输出器（3），所述底座（1）上端中心活动连接有旋转工作台（6），所述旋转工作台（6）上端左侧固定连接有定位块（7），所述定位块（7）右侧安装有特大型塑料检查井井座（10），所述底座（1）上端右侧固定连接有拼装机器人（8），所述拼装机器人（8）顶端活动连接有机械手（201），所述底座（1）右侧设有自动化控制系统（9）。2.根据权利要求1所述的一种特大型塑料检查井井座激光焊接组合成型装置，其特征在于，所述拼装机器人（8）至少设有两个，两个所述拼装机器人（8）分别固定连接在底座（1）上端右侧。3.根据权利要求1所述的一种特大型塑料检查井井座激光焊接组合成型装置，其特征在于，所述特大型塑料检查井井座（10）包括组合井座底板（1001）、圆环形块（1003）和支管（1005），所述组合井座底板（1001）由多块大小均匀的单井座底板（1002）组合焊接而成，并且多块单井座底板（1002）在对接处形成焊缝（1006），所述组合井座底板（1001）上端重叠焊接有多个圆环形块（1003），多个所述圆环形块（1003）分别由四个以上大小相等或不相等的弧形单侧面板（1004）焊接而成，所述组合井座底板（1001）、圆环形块（1003）和单侧面板（1004）在连接处均形成焊缝（1006），所述圆环形块（1003）其中一个单侧面板（1004）的外侧立面上焊接有支管（1005）。4.根据权利要求1或2或3所述的一种特大型塑料检查井井座激光焊接组合成型装置，其特征在于，所述自动化控制系统（9）分别电连激光控制机器人（2）、激光束输出器（3）、激光器（4）、拼装机器人（8），自动化控制系统（9）经电机驱动旋转工作台（6）。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭文胜，谭方天，周佰兴，孔泳，吴志祥，赖华清，
申请(专利权)人：常州信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32