專利名稱：全自動高速四軸雙工位回轉式焊接設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是涉及一種焊接設備，特別是涉及一種特別適合于在汽車和其它機械行業(yè)中采用 的全自動高速四軸雙工位回轉式焊接設備。
背景技術：
國內的汽車、工程機械等其它機械行業(yè)中的機械零部件的焊接多為手工焊接，工人勞動 強度大、工作環(huán)境惡劣、生產效率低。少數(shù)的企業(yè)使用焊接機器人來進行焊接，但由于購買 成本過高，維護使用困難，很難在大多數(shù)企業(yè)中推廣；國內焊接設備生產廠家生產的四軸雙工 位自動焊接專機只適應各種小五金件的焊接，如空心刀柄，酒壺，名片盒，各種把手和其它類平 面封閉曲線焊縫的自動化焊接，因此具有使用的局限性；另外一種是數(shù)控四軸聯(lián)動焊接機器 人，只可以對轎車，摩托車的排氣筒管，減震器筒管進行全自動焊接，適用的范圍也同樣太局限 性，同時由于結構和無焊縫跟蹤裝置等原因，無法適用于大的工件的焊接，由于對工件的加工 精度要求過高，因此不太適用于汽車行業(yè)和工程機械等行業(yè)工件的焊接，無法在汽車和其它機 械行業(yè)中大力推廣。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是提供一種采用四軸聯(lián)動來進行焊接，通過數(shù)控編程可實現(xiàn)不同工件的 焊接，適用范圍廣，焊接穩(wěn)定性好，焊縫質量好的全自動高速四軸雙工位回轉式焊接設備。
本發(fā)明的技術方案是這樣的在機架上有由X，y，z三坐標系統(tǒng)，，其中Y軸坐標系底板是 機架上的回轉工作臺連接，在Y軸坐標系的底板上垂直連接有Z軸坐標系的機架，所述的底板 與滾珠絲杠副構成滾珠絲杠移動結構；在Z軸坐標系底板上垂直連接有X坐標系統(tǒng)，Z軸坐標 系底板與滾珠絲杠副構成滾珠絲杠移動結構；在X坐標系統(tǒng)中的X軸坐標系底板與滾珠絲杠副 構成滾珠絲杠移動結構；在X軸坐標系底板上通過焊槍調節(jié)系統(tǒng)連接有向外延伸的焊槍；R坐 標系統(tǒng)分別設在在機架的兩個側面，其中雙工變位機工裝固定盤是與雙工變位機鉸接并與焊 槍的位置相配合，從而實現(xiàn)采用伺服電機驅動X， y， z三坐標系統(tǒng)移動和R坐標系統(tǒng)旋轉來實現(xiàn) 四軸聯(lián)動來進行焊接，通過數(shù)控編程來實現(xiàn)不同的工件的焊接。其中X， y， z三坐標系統(tǒng)和R坐 標系統(tǒng)分開，X， y， z三坐標系統(tǒng)固定在一個180度的回轉式工作臺上，整個三坐標系統(tǒng)可180度 來回旋轉，R旋轉軸安裝在變位機上，驅動變位機的雙工位來進行旋轉工件，以保證焊接工件時 總是處于水平的焊接位置；同時設計對稱雙工位變位機，采用雙槍同時焊接， 一個變位機在焊接，另外一個變位機裝卸工件，整個焊接系統(tǒng)在兩個變位機上回轉切換，最大限度的提高了工 作效率的目的。
采用焊槍調節(jié)系統(tǒng)連接，兩個焊槍裝置上各裝有焊縫跟蹤裝置和焊槍位置自動調節(jié)機構 ，通過焊縫自動跟蹤裝置來檢測焊槍的中心和焊縫中心的距離偏差，并通過智能處理系統(tǒng)來驅 動兩個步進電機，通傳動裝置來進行焊槍的左右和高低位置的調節(jié)，從而來實現(xiàn)焊縫自動跟蹤 的功能，保證了焊接時焊縫成形位置的正確性。
采用上述技術方案后，控制部分采用PLC可編程四軸驅動器和工控觸摸屏來進行自動化 控制，四軸坐標系統(tǒng)均裝有限位開關，可防止出現(xiàn)意外事故；同時輔助系統(tǒng)采用四輪恒速送絲 機構，送絲穩(wěn)定，并裝有斷弧重啟，保護氣體輸送時間檢測裝置等來檢測其焊接過程，從而保證 了焊接的穩(wěn)定性和焊縫質量的可靠和美觀。
本發(fā)明的優(yōu)點是采用四軸聯(lián)動來進行焊接，通過數(shù)控編程可實現(xiàn)不同工件的焊接，適用范 圍廣；由于采用雙槍雙工位回轉式焊接方式，生產效率高，同時裝有焊縫跟蹤裝置和焊槍位置 自動調節(jié)機構，可自動跟蹤焊縫，并采用四輪恒速送絲系統(tǒng).，保證了焊接的穩(wěn)定性和焊縫質量 的可靠和美觀。


附圖是本發(fā)明的實施例。
附圖l是本發(fā)明的總體結構示圖.
附圖2是回轉工作臺結構示圖。
附圖3是三坐標系統(tǒng)的結構示圖。
附圖4是焊槍位置自動調節(jié)機構的正視圖。
附圖5是焊槍位置自動調節(jié)機構的左視圖。
附圖6是焊槍自動調節(jié)機構的總體結構示圖。
附圖7是剖視圖C-C。
附圖8是剖視圖A-A。
附圖9是B放大視圖。
附圖10是三坐標系統(tǒng)的俯視圖。
附圖ll是焊縫跟蹤器和焊槍聯(lián)接示圖。
附圖12是雙工位變位機的結構示圖。
具體實施例方式
本發(fā)明包括有回轉工作臺l、伺服電機2、機架3、底板4、精密滾動導軌副5、伺服電機
56、 Y軸坐標系底板7、滾珠絲杠副8、齒輪9、精密滾動導軌副IO、齒條ll、 Z坐標系統(tǒng)底板 12、精密滾動導軌副13、滾珠絲杠副14、伺服電機15、精密滾動導軌副16、滾珠絲杠副17、 伺服電機18、 X軸坐標系底板19、橫梁20、 Z軸坐標系的機架21、步進電機22、支座23、齒輪 24、步進電機25、滾珠絲杠副26、底板27、底板28、滾珠絲杠副29、焊槍調節(jié)裝置總成30、 豎方31、支架32、焊槍33、焊縫自動跟蹤裝置34、雙工位變位機35、工裝固定盤36、機架37 、同步驅動錐齒輪副38、伺服電動機39、螺栓40。
在機架3上有由X，y，z三坐標系統(tǒng)，，其中Y軸坐標系底板7是機架3上的回轉工作臺1連接 ，通過伺服電機2驅動可進行180度回轉，Y軸坐標系底板7通過六組螺栓40安裝在回轉工作臺 l上；在Y軸坐標系的底板4上垂直連接有Z軸坐標系的機架21，所述的底板4與滾珠絲杠副8構 成滾珠絲杠移動結構，Y軸坐標系的移動:通過伺服電機6驅動滾珠絲杠副8，帶動底板4移動， 底板4固定在在精密滾動導軌副5上；在Z軸坐標系底板12上垂直連接有X坐標系統(tǒng)，Z軸坐標 系底板12與滾珠絲杠副14構成滾珠絲杠移動結構，Z軸坐標系的移動:通過伺服電機15驅動滾 珠絲杠副14，帶動底板12移動；在X坐標系統(tǒng)中的X軸坐標系底板19與滾珠絲杠副17構成滾珠 絲杠移動結構，X軸的移動:通過伺服電機18驅動滾珠絲杠副17，帶動底板19移動，底板19固 定在精密滾動導軌副16上;橫梁20固定在底板19上面。；在X軸坐標系底板19上通過焊槍調節(jié) 系統(tǒng)連接有向外延伸的焊槍33; R坐標系統(tǒng)分別設在在機架3的兩個側面，其中雙工變位機 35工裝固定盤36是與雙工變位機35鉸接并與焊槍33的位置相配合。
所述的雙工變位機35中的工裝固定盤36的鉸接軸與同步驅動錐齒輪副38構成齒輪傳動結 構，伺服電機39轉動帶動同步驅動錐齒輪副38轉動，使工裝固定盤36轉動，實現(xiàn)R坐標系統(tǒng) 的轉動。
所述的焊槍調節(jié)系統(tǒng)是在X軸坐標系底板19上連接有橫梁20，橫梁20上有齒條，由齒條 與齒輪9構成齒輪齒條傳動機構，所述的焊槍33連接在橫梁20的一端。所述的橫梁22具有齒 條ll，齒條11與精密滾動導軌副10構成移動結構，焊槍33是與精密滾動導軌副10連接。所述 的精密滾動導軌副10上連接有支座23，支座23上有由步進電機22、滾珠絲杠副29和底板28構 成的移動結構，焊槍33是與由底板組件連接。在所述的底板組件上連接有豎方31，焊槍33是 與豎方31連接。所述的底板4與滾珠絲杠副8構成滾珠絲杠移動結構中，滾珠絲杠副8是與伺 服電機6連接；Z軸坐標系底板12與滾珠絲杠副14構成滾珠絲杠移動結構中，滾珠絲杠副14是 與伺服電機16連接；在X坐標系統(tǒng)中的X軸坐標系底板19與滾珠絲杠副17構成滾珠絲杠移動結 構中，滾珠絲杠副17是與伺服電機18連接。
焊槍調節(jié)裝置總成30固定在精密滾動導軌副10上，并通過齒輪24和齒條11可左右調節(jié)兩者之間的距離。
焊槍調節(jié)系統(tǒng):用四顆內六角螺釘將支座23固定在精密滾動導軌副10上，步進電機22驅動 滾珠絲杠副29帶動底板28上下移動；步進電機25驅動滾珠絲杠副26帶動底板27左右移動，豎方 31固定定在底板27上，焊槍33與焊縫自動跟蹤裝置34與支架32相聯(lián)接，并與豎方31固定
雙工位變位機:雙工位變位機35安裝在機架37上，通過伺服電動機39同步驅動錐齒輪副 38，從而帶動工裝固定盤36與三坐標系統(tǒng)同步旋轉，焊接工件的工裝夾具固定在工裝固定盤 36上，焊接不同的零件時，需更換不同的工裝。
權利要求
1.一種全自動高速四軸雙工位回轉式焊接設備，其特征在于在機架(3)上有由X，y，z三坐標系統(tǒng)，其中Y軸坐標系底板(7)是機架(3)上的回轉工作臺(1)連接，在Y軸坐標系的底板(4)上垂直連接有Z軸坐標系的機架(21)，所述的底板(4)與滾珠絲杠副(8)構成滾珠絲杠移動結構；在Z軸坐標系底板(12)上垂直連接有X坐標系統(tǒng)，Z軸坐標系底板(12)與滾珠絲杠副(14)構成滾珠絲杠移動結構；在X坐標系統(tǒng)中的X軸坐標系底板(19)與滾珠絲杠副(17)構成滾珠絲杠移動結構；在X軸坐標系底板(19)上通過焊槍調節(jié)系統(tǒng)連接有向外延伸的焊槍(33)；R坐標系統(tǒng)分別設在在機架(3)的兩個側面，其中雙工變位機(35)工裝固定盤(36)是與雙工變位機(35)鉸接并與焊槍(33)的位置相配合。
2 根據(jù)權利要求l所述的全自動高速四軸雙工位回轉式焊接設備，其 特征在于所述的焊槍調節(jié)系統(tǒng)是在X軸坐標系底板(19)上連接有橫梁(20)，橫梁(20) 上有齒條，由齒條與齒輪(9)構成齒輪齒條傳動機構，所述的焊槍(33)連接在橫梁(20 )的一端。
3 根據(jù)權利要求2所述的全自動高速四軸雙工位回轉式焊接設備，其 特征在于所述的橫梁(22)具有齒條(11)，齒條(11)與精密滾動導軌副(10)構成移動 結構，焊槍(33)是與精密滾動導軌副(10)連接。
4 根據(jù)權利要求3所述的全自動高速四軸雙工位回轉式焊接設備，其 特征在于所述的精密滾動導軌副(10)上連接有支座(23)，支座(23)上有由步進電機( 22)、滾珠絲杠副(29)和底板(28)構成的移動結構，焊槍(33)是與由底板組件連接。
5 根據(jù)權利要求4所述的全自動高速四軸雙工位回轉式焊接設備，其 特征在于在所述的底板組件上連接有豎方(31)，焊槍(33)是與豎方(31)連接。
6 根據(jù)權利要求l所述的全自動高速四軸雙工位回轉式焊接設備，其 特征在于所述的雙工變位機(35)中的工裝固定盤(36)的鉸接軸與同步驅動錐齒輪副(38 )構成齒輪傳動結構。
7.根據(jù)權利要求l所述的全自動高速四軸雙工位回轉式焊接設備，其 特征在于所述的底板(4)與滾珠絲杠副(8)構成滾珠絲杠移動結構中，滾珠絲杠副(8) 是與伺服電機(6)連接；Z軸坐標系底板(12)與滾珠絲杠副(14)構成滾珠絲杠移動結構 中，滾珠絲杠副(14)是與伺服電機(16)連接；在X坐標系統(tǒng)中的X軸坐標系底板(19)與 滾珠絲杠副(17)構成滾珠絲杠移動結構中，滾珠絲杠副(17)是與伺服電機(18)連接。
全文摘要
一種全自動高速四軸雙工位回轉式焊接設備。其特點是在機架上有由X，y，z三坐標系統(tǒng)，其中Y軸坐標系底板是機架上的回轉工作臺連接，在Y軸坐標系的底板上垂直連接有Z軸坐標系的機架，在Z軸坐標系底板上垂直連接有X坐標系統(tǒng)，在X坐標系統(tǒng)中的X軸坐標系底板與滾珠絲杠副構成滾珠絲杠移動結構；在X軸坐標系底板上通過焊槍調節(jié)系統(tǒng)連接有向外延伸的焊槍；R坐標系統(tǒng)分別設在在機架的兩個側面。其優(yōu)點是采用四軸聯(lián)動來進行焊接，通過數(shù)控編程可實現(xiàn)不同工件的焊接，適用范圍廣；由于采用雙槍雙工位回轉式焊接方式，生產效率高，同時裝有焊縫跟蹤裝置和焊槍位置自動調節(jié)機構，可自動跟蹤焊縫，從而保證了焊接的穩(wěn)定性和焊縫質量的可靠和美觀。
文檔編號B23K9/12GK101585109SQ200910303510
公開日2009年11月25日 申請日期2009年6月22日 優(yōu)先權日2009年6月22日
發(fā)明者鵬 劉 申請人:柳州市利林汽車配件廠