全方位焊接一体化机床及其焊接方法技术

本发明专利技术提供了一种全方位焊接一体化机床及其焊接方法，机床包括底座、机床夹具、支撑架、焊枪装置、送丝装置和PLC控制台。机床夹具可以进行前后、左右方向的移动，且焊枪装置的焊枪通过关节臂安装在支撑架的可升降横架上，可以进行多角度的焊接操作。本发明专利技术提供的焊接机床，机械控制的焊枪枪头全方位多角度的焊接能有效解决弧线曲面焊接的问题，能实现多自由度的旋转，以及平移等运动，能对焊接件的各个方位实现焊接操作，加热装置加热焊丝，控制送丝机构能够保证焊接与送丝的同步进行，流程步骤减少，操作简单。

Omnidirectional welding integrated machine tool and its welding method

The invention provides an omni-directional welding integrated machine tool and its welding method. The machine tool includes a base, a machine tool fixture, a support frame, a welding torch device, a wire feeding device and a PLC console. The fixture of machine tool can move forward, backward and left directions, and the welding torch of the welding torch device is installed on the lifting horizontal frame of the support frame through the joint arm, so that multi-angle welding operation can be carried out. The welding machine tool provided by the invention and the mechanical control welding torch head can effectively solve the problem of arc surface welding, realize multi-degree-of-freedom rotation and translation movement, realize welding operation in all directions of welding parts, heat welding wire by heating device, control wire feeding mechanism, ensure synchronization of welding and wire feeding, and reduce process steps. Easy to operate.

【技术实现步骤摘要】
全方位焊接一体化机床及其焊接方法
本专利技术涉及机械领域，尤其涉及一种全方位焊接一体化机床。
技术介绍
市场上现有的焊接工具一般为焊枪，焊接方式也多种多样，如电焊、气焊等。一些企业工厂还保留着传统电烙铁工艺，使用时需配合焊丝，有时还需加入助溶剂，如松香等。焊接时一般采用单人人工操作，过程繁琐。市面上各种焊接设备层出不穷，焊接方式各异，焊接器具体型大多笨重，价格昂贵。市场上现有的焊枪规格较小，大型加工材料难以操作。人们需要长时间手握焊枪或者电烙铁，焊丝进行焊接操作，容易引起身体不适，并且人工操作过程中误操作较多，工作时存在极大的安全隐患。在执行一些特殊焊接操作时，例如对于一些弧线曲面式的焊接工作，人工操作也难以独立完成，给实际生产制造带来诸多不便。而且人工操作过程中，焊接操作没有相对固定的平台，又由于焊接器件不稳定，操作时工件容易发生偏离，损坏焊接件造成巨大的人力物力损失。工厂中大部分焊接工作需要人们花大量时间完成，生产方式相对落后，生产效率较低。机械制造出现跨越式发展，各种生产工艺水平也需要紧跟发展势头。一体式机床在机械生产中具有巨大优势，机械加工机床广泛应用于各大工厂。单纯的电子焊接这种较为精细复杂的制造加工技术，一直延续较为传统的工艺水平，仍然采用人工操作，生产方式落后，生产效率低下，工人操作时也具有一定的风险，从而在技术层面上难以实现机械化、批量化。机械化生产遇到瓶颈，生产效率亟需提高。企业工厂中迫切需要一种全方位电子焊接的一体式机床来满足焊接加工需求，将这类技术机械化，实现焊接的批量化，满足流水线设计。
技术实现思路
本技术方案以现有的各类机床为基础，将传统的普通焊枪改造为机械化的焊枪一体化机床。优化设计的夹具能保证焊接件在操作时保持一种稳定的状态，多方位移动和小角度旋转的特性能保证焊接件能以适合的角度进行焊接。焊枪与机械臂连接，操作时可进行全方位转动，使用灵活。焊接操作在一体化机床上完成，最大程度上避免了误操作的发生，并且降低了废品率，提高了稳定性，保证了操作工自身的安全，加快了机械生产制造一体化的进程。一种全方位焊接一体化机床，包括：底座；机床夹具，安装在底座顶面的操作区域，机床夹具包括夹紧工件装置、X轴移动装置、Y轴移动装置，X轴移动装置安装在Y轴移动装置上，夹紧工件装置安装在X轴移动装置上，夹紧工件装置的基座上设有Y轴向的第一丝杠以及与第一丝杠通过螺纹配合的夹具，X轴移动装置框架中部设有X轴向的第二丝杠，夹紧工件装置基座放置在X轴移动装置框架上方，Y轴移动装置框架设有Y轴向的第三丝杠，X轴向移动装置在Y轴移动装置框架上方；支撑架，竖直安装在底座顶面操作区域的一侧，支撑架靠近操作区域一侧设置有可升降横架；焊枪装置，安装在可升降横架上且位于操作区域正上方，焊枪装置包括顶部的固定在可升降横架上的固定座，固定座下方设置有至少3个关节臂，固定座内部设有与关节臂数量相同的且独立工作的伺服电机，各伺服电机分别与各关节臂转动连接，各关节臂的底端均与一焊枪相连；送丝装置，固定在底座上，送丝装置上缠绕有焊丝，焊丝的一端与焊枪相连；PLC控制台，与机床夹具、焊枪装置和送丝装置相连。进一步的，各关节臂均设有悬臂以及支架，悬臂的一端与固定座内的伺服电机转动连接，另一端与支架的顶端转动连接，且支架的底端与焊枪转动连接；其中，每个支架均设有2根平行设置的细杆。进一步的，可升降横架靠近支撑架一端固定有升降装置，升降装置包括与支撑架贴合的转动轮以及安装在转动轮上的升降手轮。进一步的，第一丝杠、第二丝杠、第三丝杠的一端分别固定有第一手轮、第二手轮和第三手轮。进一步的，第二丝杠、第三丝杠一端分别固定有第二从动轮和第三从动轮，X轴向移动装置、Y轴向移动装置上分别安装有第二电机、第三电机，第二电机、第三电机的电机输出轴连接第二主动轮、第三主动轮，第二从动轮、第三从动轮各自由第二主动轮、第三主动轮通过带传动驱动；同一根丝杠上的带轮和手轮连接部位的轴套上方分布有均匀的刻度。进一步的，在支撑架上还安装有置图板。进一步的，支撑架上设有焊丝传送导轨，送丝装置的焊丝经焊丝传送导轨输送至焊枪。进一步的，底座侧壁开设有散热孔。进一步的，PLC控制台由第一控制区和第二控制区组成，第一控制区固定在底座一侧，第二控制区固定在可升降横架上；第一控制区设有平动控制摇杆、转动控制开关、Y轴移动开关、X轴移动开关、显示器、启动装置开关以及紧急停止开关，平动控制摇杆控制焊枪枪头的平动，转动控制开关控制焊枪枪头的转动，显示器用于显示焊枪的工作温度；第二控制区设有焊枪控制开关、枪头锁紧开关、发热开关、自动送丝开关。同时本专利技术还提供了一种采用上述全方位焊接一体化机床进行焊接的方法。本专利技术专利有操作安全方便，整体机械一体化的优点，一改传统焊接的操作方法，使之能高效率高安全性的大批量生产，保证了操作过程稳定性的同时，也能降低了废品率，减少了安全隐患。前后，左右两个装置层叠式的安装设计能够使得焊件达到合适的焊接方位，便于焊接。两个方位装置在相应的开关控制下，有着一定的运动范围，能够在整个运动范围内完成焊件全方位的运动，配合多角度的焊枪能够完成各种焊接操作。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1-3为本专利技术提供的一种全方位焊接一体化机床的立体图；图4示出了X轴移动装置、Y轴移动装置的放大图；图5a、5b分别示出了焊枪装置在平动焊接和旋转焊接的工作原理图。附图标记说明：1夹具；2第一丝杠；3第一手轮；4第三手轮；5第三丝杠；6方形块一；7导轨一；8第三电机；9Y轴移动装置框架；10第三主动轮；11第三从动轮；12导轨二；13X轴移动装置框架；14方形块二；15第二丝杠；16第二手轮；17第二电机；18紧急停止开关；19启动装置开关；20Y轴移动开关；21X轴移动开关；22操作区域；23旋转轮；24支撑架；25升降手轮；26悬臂；27支架；28焊枪；29焊枪控制开关；30枪头锁紧开关；31发热开关；32自动送丝开关；33平动控制摇杆；34转动控制开关；35第一控制区；36第二控制区；37显示器；38温度传感器；39焊丝；40送丝装置；41焊丝传送导轨；42底座；43散热孔；44置图板；45可升降横架。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本专利技术的技术方案。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。本专利技术提供了一种全方位焊接一体化机床，包括底座42、支撑架24、机床夹具、焊枪装置、送丝装置40和PLC控制台。机床夹具安装在底座42顶面的操作区域22，机床夹具包括夹紧工件装置、X轴移动装置、Y轴移动装置，X轴移动装置安装在Y轴移动装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全方位焊接一体化机床，其特征在于，包括：底座(42)；机床夹具，安装在底座(42)顶面的操作区域，机床夹具包括夹紧工件装置、X轴移动装置、Y轴移动装置，X轴移动装置安装在Y轴移动装置上，夹紧工件装置安装在X轴移动装置上，夹紧工件装置的基座上设有Y轴向的第一丝杠(2)以及与第一丝杠(2)通过螺纹配合的夹具(1)，X轴移动装置框架中部设有X轴向的第二丝杠(15)，夹紧工件装置基座放置在X轴移动装置框架上方，Y轴移动装置框架设有Y轴向的第三丝杠(5)，X轴移动装置在Y轴移动装置框架上方；支撑架(24)，竖直安装在底座(42)顶面操作区域的一侧，支撑架(24)靠近操作区域一侧设置有可升降横架；焊枪装置，安装在可升降横架上且位于操作区域正上方，焊枪装置包括顶部的固定在可升降横架上的固定座，固定座下方设置有至少3个关节臂，固定座内部设有与关节臂数量相同的且独立工作的伺服电机，各伺服电机分别与各关节臂转动连接，各关节臂的底端均与一焊枪(28)相连；送丝装置(40)，固定在底座(42)上，送丝装置(40)上缠绕有焊丝，焊丝的一端与焊枪(28)相连；PLC控制台，与机床夹具、焊枪装置和送丝装置(40)相连。...

【技术特征摘要】
1.一种全方位焊接一体化机床，其特征在于，包括：底座(42)；机床夹具，安装在底座(42)顶面的操作区域，机床夹具包括夹紧工件装置、X轴移动装置、Y轴移动装置，X轴移动装置安装在Y轴移动装置上，夹紧工件装置安装在X轴移动装置上，夹紧工件装置的基座上设有Y轴向的第一丝杠(2)以及与第一丝杠(2)通过螺纹配合的夹具(1)，X轴移动装置框架中部设有X轴向的第二丝杠(15)，夹紧工件装置基座放置在X轴移动装置框架上方，Y轴移动装置框架设有Y轴向的第三丝杠(5)，X轴移动装置在Y轴移动装置框架上方；支撑架(24)，竖直安装在底座(42)顶面操作区域的一侧，支撑架(24)靠近操作区域一侧设置有可升降横架；焊枪装置，安装在可升降横架上且位于操作区域正上方，焊枪装置包括顶部的固定在可升降横架上的固定座，固定座下方设置有至少3个关节臂，固定座内部设有与关节臂数量相同的且独立工作的伺服电机，各伺服电机分别与各关节臂转动连接，各关节臂的底端均与一焊枪(28)相连；送丝装置(40)，固定在底座(42)上，送丝装置(40)上缠绕有焊丝，焊丝的一端与焊枪(28)相连；PLC控制台，与机床夹具、焊枪装置和送丝装置(40)相连。2.如权利要求1所述的全方位焊接一体化机床，其特征在于，各关节臂均设有悬臂(26)以及支架(27)，悬臂(26)的一端与固定座内的伺服电机转动连接，另一端与支架(27)的顶端转动连接，且支架(27)的底端与焊枪(28)转动连接；其中，每个支架(27)均设有2根平行设置的细杆。3.如权利要求1所述的全方位焊接一体化机床，其特征在于，可升降横架靠近支撑架(24)一端固定有升降装置，升降装置包括与支撑架(24)贴合的转动轮以及安装在转动轮上的升降手轮(25)。4.如权利要求1所述的全方位焊接一体化机床，其特征在于，第一丝杠(2)、第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛绍杰，况天阳，刘达，董帅帅，李有根，杨士卓，夏伊梅，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海,31