一种空心凹印版辊自动焊接设备及其装夹焊接方法技术

一种空心凹印版辊自动焊接设备及其装夹焊接方法，该设备围绕被焊空心凹印版辊辊坯四周设有托架升降机构、第一定位驱动机构、第二定位装夹机构、第一焊接机构、第二焊接机构和两台埋弧焊机及PLC控制操作箱，通过装夹、两个圆盘顶锥的对中定位、两支埋弧焊枪与被焊焊缝的定位以及程序控制器PLC，自动完成对空心凹印版辊辊坯两端焊缝的焊接。本设备对大型空心凹印版辊辊坯两端焊缝的焊接质量优良且稳定，能大大减轻操作者的劳动强度，生产效率高，并有利于助焊剂的重复使用及环境保护。有利于助焊剂的重复使用及环境保护。有利于助焊剂的重复使用及环境保护。

【技术实现步骤摘要】
一种空心凹印版辊自动焊接设备及其装夹焊接方法


[0001]本专利技术涉及空心凹印版辊制造
，特别涉及一种空心凹印版辊自动焊接设备及其装夹焊接方法。

技术介绍

[0002]在家装饰面印刷行业中，采用凹版印刷的版辊结构形式中大约有70%是采用空心凹印版辊，其组成部分有：由无缝钢管加工而成的版辊筒4，及由钢板加工而成的端盖板2及加强圈3，经过焊接、机加工等多个工序后成为一个半成品整体——版辊辊坯，参见图1所示。空心凹印版辊辊坯1由版辊筒4和左、右端盖板2及焊接在版辊筒4内的加强圈3组成，端盖板2中央设有圆锥孔2
‑
1，对位于两端的焊缝5进行焊接后，再经过对版辊辊坯的表面处理及图案雕刻等工序的制作，最终成为空心凹印版辊。成品常用规格为：直径为
Ø
296mm～
Ø
414mm，长度为1350～1600mm，版辊筒壁厚度为8～10mm、每根印刷版辊重量约为：100kg～225kg，属于大型规格的空心凹印版辊。也有小部分客户要求提供的产品规格长度达2300mm。
[0003]因为空心凹印版辊辊坯1是采用多个构件组合而成，在制造过程中需要采用焊接工艺。为了保证产品质量，在生产工艺上对版辊筒4分别与左、右端盖板2（如图1上所标注——焊缝5）的外圆周的焊接过程有较高的要求：焊缝坡口深度较深及焊缝质量要高。现有的生产过程中是采用人工电焊方式进行焊接加工的，存在如下缺点：生产效率低、焊接质量不稳定、操作者劳动强度高、电焊工作时产生大量熔溶状态的焊渣随处飞溅, 对操作者的皮肤伤害较大。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于提供一种空心凹印版辊自助焊接设备及其装夹焊接方法，它能对大型空心凹印版辊辊坯进行自动精确对中定位，以获得优良的焊接质量，大大减轻操作者的劳动强度，生产效率得到较大提高，同时，由于设有助焊剂回收设施，从而达到较高的环保卫生水平。
[0005]本专利技术所提出的技术解决方案是这样的：一种空心凹印版辊自动焊接设备，包括两台埋弧焊焊机，设有机架，该机架中部设有底层、右侧设有第一层、左侧设有第二层以及上部设有第三层，在机架底层设有托架升降机构，在机架第二层设有第一定位驱动机构，在机架第一层设有第二定位装夹机构，在机架第三层左侧设有第一焊接机构，在机架第三层右侧设有第二焊接机构，在机架第三层还设有PLC控制操作箱；所述托架升降机构中，固定连接在连接架左右两侧的托架臂分别通过第一直线轴承导轨副与对应的支柱作上下滑动连接，支柱底部与托架中部底层固定连接，左右两侧设有收集槽的回收托盘水平固定在托架臂上，两根相互平行且水平放置的圆托辊通过支架与回收托盘固定连接，支承固定在机架上的第二伺服电机输出轴通过变速器、第二联轴器和第一丝杠与第一丝套座上下活动连接，第一丝套座与连接架固定连接；
所述第一定位驱动机构中，第一伺服电机输出轴通过第一联轴器与第一圆盘顶锥固定连接，第一伺服电机与机架第二层固定连接；所述第二定位装夹机构中，手轮与两个齿轮通过短轴同轴固定连接，夹紧座与短轴活动连接并通过两个齿轮分别与两条第三齿条啮合连接，两条第三齿条与机架第一层固定连接，第二圆盘顶锥与支承座固定连接，气缸的活塞与支承座固定连接，支承座通过燕尾槽导轨与夹紧座水平滑动连接，气缸与夹紧座固定连接；所述第一圆盘顶锥中轴线与第二圆盘顶锥中轴线共线且与直角坐标y轴平行；所述第一焊接机构中，第一十字座设有相互垂直的第一齿条、第二丝套以及竖置且枪咀向下的第一埋弧焊枪，第三伺服电机输出轴通过第二联轴器和第二丝杠与第二丝套螺纹连接，第四伺服电机输出轴通过第一蜗杆与第一齿条啮合连接，第四伺服电机和第一控制箱与第一机座固定连接，第一机座与机架第三层左侧固定连接；所述第二焊接机构中，第二十字座设有相互垂直的第二齿条、第三丝套以及竖置且枪咀向下的第二埋弧焊枪，第五伺服电机通过第四联轴器和第三丝杠与第三丝套螺纹连接，第六伺服电机输出轴通过第二蜗杆与第二齿条啮合连接，第六伺服电机和第二控制箱与第二机座固定连接，第二机座通过第二直线轴承导轨副与机架第三层水平滑动连接，与机架第三层固定连接的第七伺服电机输出轴通过第五联轴器和第四丝杠套副与第二机座相连接；PLC控制操作箱设在机架第三层上，程序控制器PLC控制本设备的七台伺服电机、一台气缸及两台埋弧焊机的运转。
[0006]所述第一圆盘顶锥包括第一外圆锥和第一圆盘，设在第一外圆锥底部的第一圆盘的直径比被焊版辊筒的外径大40～80mm。所述第二圆盘顶锥包括第二外圆锥和第二圆盘，设在第二外圆锥底部的第二圆盘的直径比被焊版辊筒的外径大40～80mm。
[0007]采用所述空心凹印版辊自动焊接设备进行装夹焊接方法步骤如下：
①
将机加工好的版辊筒、设有中心圆锥孔的两块端盖板嵌装成空心凹印版辊辊坯，嵌装前在版辊筒内壁均布焊有2～3个加强圈，嵌装后在版辊筒与两端盖板嵌接所形成的焊缝均布焊上3～5个焊点；
②
根据空心凹印版辊辊坯的长度尺寸，松开螺栓，通过调节手轮使夹紧座作Y轴方向运动来调整第一圆盘顶锥与第二圆盘顶锥之间的距离，该长度距离大于空心凹印版辊辊坯的长度100mm左右，然后拧紧六根螺栓，将夹紧座固定在机架的第一层上；通过起重吊机把空心凹印版辊辊坯放在托架升降机构的圆托辊上，在PLC控制下，第二伺服电机工作，通过托架升降机构使空心凹印版辊辊坯沿直角坐标Z轴方向向上提升，提升高度为：空心凹印版辊辊坯两侧中心圆锥孔的中轴连线与第一圆盘顶锥的中轴线、第二圆盘顶锥的中轴线共线且平行于直角坐标Y轴；
③
气缸执行PLC动作指令工作，使第二圆盘顶锥沿Y轴方向移动至将空心凹印版辊辊坯夹紧在第一圆盘顶锥和第二圆盘顶锥之间；托架升降机构作下降运动，圆托辊离开空心凹印版辊辊坯的距离为10～30mm；
④
设定第一圆盘顶锥为空心凹印版辊辊坯焊接的定位基准，所以第一埋弧焊枪只需作X、Z轴二维方向动作，根据被焊空心凹印版辊辊坯直径尺寸的不同，通过第三伺服电机执行PLC驱动指令使第一埋弧焊枪作Z轴方向运动，与此同时，通过第四伺服电机执行PLC驱
动指令使第一埋弧焊枪作X轴方向运动，从而将第一埋弧焊枪的枪咀设置在被焊焊缝上方合适位置；
⑤
第二埋弧焊枪需作X、Y、Z轴三维方向运动，根据被焊空心凹印版辊辊坯的不同长度尺寸通过第七伺服电机执行PLC驱动指令使第二埋弧焊枪作y轴方向运动，根据被焊空心凹印版辊辊坯直径尺寸的不同，通过第五伺服电机执行PLC驱动指令使第二埋弧焊枪作Z轴方向移动，与此同时，通过第六伺服电机执行PLC驱动指令使第二埋弧焊枪作X轴方向移动，从而将第二埋弧焊枪的枪咀设置在被焊焊缝上方合适位置；
⑥
根据焊缝大小的不同要求，焊接前分别在第一埋弧焊机的第一控制箱、第二埋弧焊机的第二控制箱上进行焊接工艺的电流和电压调整至合适的参数值；第一埋弧焊枪、第二埋弧焊枪的枪咀分别对准空心凹印版辊辊坯左、右两端焊缝的合适位置后，通过第一伺服电机执行PLC驱动指令驱动空心凹印版辊辊坯作自身轴向匀速转动，转动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空心凹印版辊自动焊接设备，包括两台埋弧焊焊机，其特征在于：设有机架（11），该机架（11）中部设有底层、右侧设有第一层（11
‑
1）、左侧设有第二层（11
‑
2）以及上部设有第三层（11
‑
3），在机架（11）底层设有托架升降机构（20），在机架（11）第二层（11
‑
2）设有第一定位驱动机构（15），在机架（11）第一层（11
‑
1）设有第二定位装夹机构（19），在机架（11）第三层（11
‑
3）左侧设有第一焊接机构（13），在机架（11）第三层（11
‑
3）右侧设有第二焊接机构（14），在机架（11）第三层（11
‑
3）还设有PLC控制操作箱（12）；所述托架升降机构（20）中，固定连接在连接架（20
‑
12）左右两侧的托架臂（20
‑
1）分别通过第一直线轴承导轨副（20
‑7‑
1）与对应的支柱（20
‑
7）作上下滑动连接，支柱（20
‑
7）底部与托架（11）中部底层固定连接，左右两侧设有收集槽（20
‑
3）的回收托盘（20
‑
2）水平固定在托架臂（20
‑
1）上，两根相互平行且水平放置的圆托辊（20
‑
4）通过支架（20
‑
8）与回收托盘（20
‑
2）固定连接，支承固定在机架（11）上的第二伺服电机（20
‑
10）输出轴通过变速器（20
‑
9）、第二联轴器（20
‑
11）和第一丝杠（20
‑
5）与第一丝套座（20
‑
6）上下活动连接，第一丝套座（20
‑
6）与连接架（20
‑
12）固定连接；所述第一定位驱动机构（15）中，第一伺服电机（15
‑
1）输出轴通过第一联轴器（15
‑
2）与第一圆盘顶锥（15
‑
3）固定连接，第一伺服电机（15
‑
1）与机架（11）第二层（11
‑
2）固定连接；所述第二定位装夹机构（19）中，手轮（19
‑
6）与两个齿轮（19
‑6‑
1）通过短轴（19
‑6‑
3）同轴固定连接，夹紧座（19
‑
5）与短轴（19
‑6‑
3）活动连接并通过两个齿轮（19
‑6‑
1）分别与两条第三齿条（19
‑6‑
2）啮合连接，两条第三齿条（19
‑6‑
2）与机架（11）第一层（11
‑
1）固定连接，第二圆盘顶锥（19
‑
1）与支承座（19
‑
2）固定连接，气缸（19
‑
3）的活塞与支承座（19
‑
2）固定连接，支承座（19
‑
2）通过燕尾槽导轨（19
‑
4）与夹紧座（19
‑
5）水平滑动连接，气缸（19
‑
3）与夹紧座（19
‑
5）固定连接；所述第一圆盘顶锥（15
‑
3）中轴线与第二圆盘顶锥（19
‑
1）中轴线共线且与直角坐标y轴平行；所述第一焊接机构（13）中，第一十字座（13
‑
4）设有相互垂直的第一齿条（13
‑4‑
1）、第二丝套（13
‑4‑
2）以及竖置且枪咀向下的第一埋弧焊枪（13
‑
5），第三伺服电机（13
‑
1）输出轴通过第二联轴器（13
‑
2）和第二丝杠（13
‑
3）与第二丝套（13
‑4‑
2）螺纹连接，第四伺服电机（13
‑
6）输出轴通过第一蜗杆（13
‑4‑
3）与第一齿条（13
‑4‑
1）啮合连接，第四伺服电机（13
‑
6）和第一控制箱（13
‑
7）与第一机座（13
‑
8）固定连接，第一机座（13
‑
8）与机架（11）第三层（11
‑
3）左侧固定连接；所述第二焊接机构（14）中，第二十字座（14
‑
4）设有相互垂直的第二齿条（14
‑4‑
1）、第三丝套（14
‑4‑
2）以及竖置且枪咀向下的第二埋弧焊枪（14
‑
5），第五伺服电机（14
‑
1）通过第四联轴器（14
‑
2）和第三丝杠（14
‑
3）与第三丝套（14
‑4‑
2）螺纹连接，第六伺服电机（14
‑
6）输出轴通过第二蜗杆（14
‑4‑
3）与第二齿条（14
‑4‑
1）啮合连接，第六伺服电机（14
‑
6）和第二控制箱（14
‑
7）与第二机座（14
‑
12）固定连接，第二机座（14
‑
12）通过第二直线轴承导轨副（14
‑
8）与机架（11）第三层（11
‑
3）水平滑动连接，与机架（11）第三层（11
‑
3）固定连接的第七伺服电机（14
‑
11）输出轴通过第五联轴器（14
‑
10）和第四丝杠套副（14
‑
9）与第二机座（14
‑
12）相连接；PLC控制操作箱（12）设在机架（11）第三层（11
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾常青，李舟，
申请(专利权)人：广东省南方彩色制版有限公司，
类型：发明
国别省市：