專利名稱：基于開放式數(shù)控系統(tǒng)的加長型工字鋼焊接成型機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種焊接加工機(jī)床，尤其是一種基于開放式數(shù)控系統(tǒng)的加長型工 字鋼焊接成型機(jī)床。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一定的功能，但是由于傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)采用的是專 用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)過程對用戶來講是封閉的，模塊功能也是固定的，不同廠商的軟硬件互 不兼容，用戶無法對系統(tǒng)進(jìn)行重新定義和擴(kuò)展，系統(tǒng)與外部缺乏有效的通信功能，這就增加 了用戶的投資風(fēng)險和成本。因此，迫切需要解決變換頻繁的需求與封閉控制系統(tǒng)之間的矛 盾，建立一個統(tǒng)一的可重構(gòu)的系統(tǒng)平臺，具有模塊化組織結(jié)構(gòu)，允許用戶根據(jù)需要進(jìn)行選配 和集成、更改或擴(kuò)展系統(tǒng)的功能，以便迅速適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，開放式數(shù)控系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而 生。傳統(tǒng)的焊接機(jī)床對焊接加長型工字鋼時處理不便，也不便于夾緊，一次裝夾只能 進(jìn)行一個焊縫的焊接，目前沒有一種機(jī)械是對加長型工字鋼進(jìn)行焊接的專用機(jī)械。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種基于開放式數(shù)控系統(tǒng)的加長型工字 鋼焊接成型機(jī)床，它能實(shí)現(xiàn)一次工件裝夾同時對多個焊縫進(jìn)行焊接，提高加工精度和效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型提供了一種基于開放式數(shù)控系統(tǒng)的加長型工字鋼焊 接成型機(jī)床，包括底座1、工作臺5，工作臺5固定在底座1上，工字鋼14被裝夾在工作臺5 上，底座1上還有一個能沿底座1長度方向移動的立柱底座11，立柱底座11上、工作臺5的 兩側(cè)固定安裝兩個立柱6，兩個立柱6上各有能沿立柱6上下移動的焊槍夾持裝置，裝夾在 焊槍夾持裝置上的焊槍21正對工字鋼14需要被焊接的部位。能夠移動的立柱使得工件一 次裝夾可完成多個焊縫的焊接，提高了加工精度的加工效率。在底座1的兩端固定安裝兩個工作臺支架22，工作臺5固定安裝在工作臺支架22 上，在兩個工作臺支架22上設(shè)有兩根光杠12和位于兩根光杠12中間的絲杠13，且光杠12、 絲杠13與工作臺5平行，所述兩根光杠12和絲杠13從位于工作臺5下面、兩個支架22之 間的立柱底座11的配合孔中穿過，立柱底座11上有絲杠螺母與絲杠13配合，在絲杠13的 一端連接可驅(qū)動絲杠13轉(zhuǎn)動的交流伺服電機(jī)2。通過絲杠傳動實(shí)現(xiàn)立柱底座在光杠上滑 動。在所述兩個立柱6豎向各設(shè)置一個升降絲杠15，升降絲杠15的上端由裝在立柱6 上端的升降電機(jī)10驅(qū)動轉(zhuǎn)動，在兩個升降絲杠15上各設(shè)有一個絲杠副16，在兩個絲杠副 16面向工字鋼14 一側(cè)各固定連接一個焊槍夾持裝置。通過絲杠傳動實(shí)現(xiàn)焊槍夾持裝置的 上下移動。所述焊槍夾持裝置包括焊槍架23、構(gòu)架24、蝸桿19、蝸輪20 ；在所述絲杠副16面 向工字鋼14 一側(cè)固定連接焊槍架23的一端，焊槍架23另一端焊接構(gòu)架24 ；構(gòu)架24上豎向設(shè)置蝸桿19和水平設(shè)置與蝸桿19配合的蝸輪20，蝸輪20上安裝焊槍21，焊槍21指向 工字鋼14的需要焊接的部位；蝸桿19由裝在構(gòu)架24上的焊槍電機(jī)17驅(qū)動。通過蝸桿蝸 輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)焊槍的上下擺動。所述由蝸桿19驅(qū)動的蝸輪20帶動焊槍21上下擺動的角度可達(dá)40 50度。使焊槍夾持裝置沿所述立柱6上下移動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)可以采用由氣動伺服閥控制 的氣缸驅(qū)動。所述底座1和工作臺5可以很長。這樣可以加工更長的工件。
圖1為本實(shí)用新型的主視圖；圖2為本實(shí)用新型的俯視圖；圖3為本實(shí)用新型的右視圖；圖4為圖3中A所示的局部放大圖。上圖中1、底座，2、交流伺服電機(jī)，3、聯(lián)軸器甲，4、夾具，5、工作臺，6、立柱，7、小蓋 板，8、蓋板，9、聯(lián)軸器乙，10、升降電機(jī)，11、立柱底座，12、光杠，13、絲杠，14、工字鋼，15、升 降絲杠，16、絲杠副，17、焊槍電機(jī)，18、聯(lián)軸器丙，19、蝸桿，20、蝸輪，21、焊槍，22、工作臺支 架，23、焊槍架，24、構(gòu)架。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型基于開放式數(shù)控系統(tǒng)的加長型工字鋼焊接成型機(jī)床 作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1、2、3、4所示。機(jī)床的底座1為長條形，而且可以為很長，例如5米或者更長， 在長條形的底座1的兩端沿底座1的寬度方向焊接兩個等高的矩形工作臺支架22，在兩個 工作臺支架22的上面焊接沿底座1長度方向平行布置的長條形工作臺5，工作臺5上設(shè)置 夾具4用于裝夾平行放置于工作臺5上的加長型工字鋼14 ；在兩個工作臺支架22上設(shè)有 兩根光杠12和位于兩根光杠12中間的絲杠13，且光杠12、絲杠13與工作臺5平行，所述 兩根光杠12和絲杠13從位于工作臺下面、兩個支架22之間的立柱底座11的配合孔中穿 過，立柱底座11上有絲杠螺母與絲杠13配合，在絲杠13的一端、工作臺支架22的外側(cè)設(shè) 有能驅(qū)動絲杠13轉(zhuǎn)動的交流伺服電機(jī)2，在交流伺服電機(jī)2的輸出軸與絲杠13之間有聯(lián) 軸器甲3 ；立柱底座11垂直于工作臺5的方向?qū)捰诠ぷ髋_5，在工作臺5的兩側(cè)分別設(shè)有兩 個固定安裝在立柱底座11上的立柱6，兩個立柱6高出裝夾后的工字鋼14，兩個立柱6的 上端各固定一個小蓋板7，在兩個小蓋板7上固定連接一個蓋板8 ；在兩個立柱6豎向各設(shè) 置一個升降絲杠15，蓋板8上固定兩個升降電機(jī)10可分別驅(qū)動兩個升降絲杠15轉(zhuǎn)動，在 升降電機(jī)10的輸出軸與絲杠15之間有聯(lián)軸器乙9 ；在兩個升降絲杠15上各設(shè)有一個絲杠 副16，在兩個絲杠副16面向工字鋼14 一側(cè)各固定連接一個焊槍架23的一端，兩個焊槍架 23另一端各焊接一個構(gòu)架24 ；每個構(gòu)架24上豎向設(shè)置一個蝸桿19和水平設(shè)置一個與蝸桿 19配合的蝸輪20，每個蝸輪20的端部安裝焊槍21，焊槍21指向工字鋼14的需要焊接的部 位；每個構(gòu)架24上還設(shè)置焊槍電機(jī)17，焊槍電機(jī)17通過聯(lián)軸器丙18與蝸桿19連接，焊槍 電機(jī)17驅(qū)動蝸桿19轉(zhuǎn)動，蝸桿19帶動蝸輪20轉(zhuǎn)動，從而焊槍21上下擺動，上下擺動的角度可達(dá)45度。此焊接機(jī)床的夾具4定位好工字鋼14后，焊槍架23的水平移動由絲杠13帶動， 豎向運(yùn)動由升降絲杠15帶動，焊槍的上下擺動由蝸桿19驅(qū)動蝸輪20帶動，絲杠13、升降絲 杠15、蝸桿19的轉(zhuǎn)動通過控制伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)，從而完成對工字鋼的自動焊接。設(shè)備可通過 手動操作焊接定位機(jī)構(gòu)、人工上料、手動操作退回焊接定位機(jī)構(gòu)；作業(yè)時，焊槍移動至焊接 位置、進(jìn)槍、引弧焊接、遇焊接終點(diǎn)限位后收弧、焊接停止、提槍、夾緊放松、焊接小車快速回 位、人工將工件卸下，完成直縫的自動焊接過程。本機(jī)床能通過一次裝夾工字鋼能完成對多 個焊縫的焊接，避免反復(fù)裝夾工件，提高焊接效率與焊接質(zhì)量。采用該自動焊接機(jī)能夠焊接多種型號的工字型鋼，做到一機(jī)多用。采用該自動焊 接機(jī)，能夠顯著提高生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量，縮短施工周期，降低焊工的勞動強(qiáng)度，減少焊工 人數(shù)，而且焊接質(zhì)量不受焊工自身因素的影響，因此具有較大的推廣價值。此外，自動焊接 機(jī)對焊工的技能要求較低，避免了采用手工焊時大量熟練焊工的集中投入，有利于生產(chǎn)的 組織和工程質(zhì)量的全面提高，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率，減輕了工人勞動強(qiáng)度，經(jīng)濟(jì) 效益和社會效益顯著。該自動焊機(jī)還是自動化程度較高的焊接設(shè)備，該機(jī)采用工業(yè)微處理 器控制焊接程序，變頻電機(jī)控制工件的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。為了提高焊機(jī)的適應(yīng)能力，焊槍的上下運(yùn) 動采用電動推桿結(jié)構(gòu)，以方便沒有氣源的廠家使用，有氣源的廠家可將電動推桿結(jié)構(gòu)改為 氣缸結(jié)構(gòu)。在信號采集方面選用光電耦合器、接近開關(guān)、電子感應(yīng)傳感器等先進(jìn)的自動控制 元器件。選用系列焊機(jī)作為工字型鋼自動焊接機(jī)的焊接電源。該自動焊接機(jī)增強(qiáng)了焊接 的自動化程度，改善了工字型鋼的焊接質(zhì)量，提高了工作效率，適用于各種型號的工字型鋼 的焊接，特別是比較長的工字鋼，例如5米及以上的工字鋼。本機(jī)床床身還具有有足夠的剛 度、較高的精度、好的抗振性和較小的熱變形。本實(shí)用新型利用基于開放式數(shù)控系統(tǒng)，采用相應(yīng)的計(jì)算機(jī)模塊、DSP控制器，將所 進(jìn)行焊接工字鋼的形狀輸入相應(yīng)的計(jì)算機(jī)模塊，通過此模塊走出相應(yīng)的焊接軌跡，從而不 需G、M代碼編程便可對零件直接焊接，直接進(jìn)行三軸或四軸的聯(lián)動，從而實(shí)現(xiàn)一次兩條焊 縫的同時焊接，解決了編程效率低及NC程序不具有可交換性的問題，實(shí)現(xiàn)了不同的CNC系 統(tǒng)間也可以實(shí)現(xiàn)信息的交換和共享。雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，在不 背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實(shí)用新型作出 各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種基于開放式數(shù)控系統(tǒng)的加長型工字鋼焊接成型機(jī)床，包括底座(1)、工作臺(5)，工作臺(5)固定在底座(1)上，工字鋼(14)被裝夾在工作臺(5)上，其特征在于底座(1)上還有一個能沿底座(1)長度方向移動的立柱底座(11)，立柱底座(11)上、工作臺(5)的兩側(cè)固定安裝兩個立柱(6)，兩個立柱(6)上各有能沿立柱(6)上下移動的焊槍夾持裝置，裝夾在焊槍夾持裝置上的焊槍(21)正對工字鋼(14)需要被焊接的部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于開放式數(shù)控系統(tǒng)的加長型工字鋼焊接成型機(jī)床，其特征 在于在底座(1)的兩端固定安裝兩個工作臺支架(22)，工作臺(5)固定安裝在工作臺支 架(22)上，在兩個工作臺支架(22上設(shè)有兩根光杠(12)和位于兩根光杠(12)中間的絲杠 (13)，且光杠(12)、絲杠(13)與工作臺(5)平行，所述兩根光杠(12)和絲杠(13)從位于工 作臺(5)下面、兩個支架(22)之間的立柱底座(11)的配合孔中穿過，立柱底座(11)上有絲杠螺母與絲杠(13)配合，在絲杠(13)的一端連接可驅(qū)動絲杠(13轉(zhuǎn)動的交流伺服電機(jī) ⑵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于開放式數(shù)控系統(tǒng)的加長型工字鋼焊接成型機(jī)床，其 特征在于在所述兩個立柱(6)豎向各設(shè)置一個升降絲杠(15)，升降絲杠(15)的上端由 裝在立柱(6)上端的升降電機(jī)(10)驅(qū)動轉(zhuǎn)動，在兩個升降絲杠(15)上各設(shè)有一個絲杠副 (16)，在兩個絲杠副(16)面向工字鋼(14) 一側(cè)各固定連接一個焊槍夾持裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于開放式數(shù)控系統(tǒng)的加長型工字鋼焊接成型機(jī)床，其 特征在于所述焊槍夾持裝置包括焊槍架(23)、構(gòu)架(24)、蝸桿(19)、蝸輪(20)；在所述絲 杠副(16)面向工字鋼(14) 一側(cè)固定連接焊槍架(23)的一端，焊槍架(23)另一端焊接構(gòu) 架(24)；構(gòu)架(24)上豎向設(shè)置蝸桿(19)和水平設(shè)置與蝸桿(19)配合的蝸輪(20)，蝸輪 (20)上安裝焊槍(21)，焊槍(21)指向工字鋼(14)的需要焊接的部位；蝸桿(19)由裝在構(gòu) 架(24)上的焊槍電機(jī)(17)驅(qū)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于開放式數(shù)控系統(tǒng)的加長型工字鋼焊接成型機(jī)床，其特 征在于所述焊槍夾持裝置包括焊槍架(23)、構(gòu)架(24)、蝸桿(19)、蝸輪(20)；在所述絲杠 副(16)面向工字鋼(14) 一側(cè)固定連接焊槍架(23)的一端，焊槍架(23)另一端焊接構(gòu)架 (24)；構(gòu)架(24)上豎向設(shè)置蝸桿(19)和水平設(shè)置與蝸桿(19)配合的蝸輪(20)，蝸輪(20) 上安裝焊槍(21)，焊槍(21)指向工字鋼(14)的需要焊接的部位；蝸桿(19)由裝在構(gòu)架 (24)上的焊槍電機(jī)(17)驅(qū)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于開放式數(shù)控系統(tǒng)的加長型工字鋼焊接成型機(jī)床，其特征 在于所述由蝸桿(19)驅(qū)動的蝸輪(20)帶動焊槍(21)上下擺動的角度可達(dá)40 50度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于開放式數(shù)控系統(tǒng)的加長型工字鋼焊接成型機(jī)床，其特征 在于使焊槍夾持裝置沿所述立柱(6)上下移動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)可以采用由氣動伺服閥控制的 氣缸驅(qū)動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于開放式數(shù)控系統(tǒng)的加長型工字鋼焊接成型機(jī)床，其特征 在于所述底座⑴和工作臺(5)可以很長。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于開放式數(shù)控系統(tǒng)的加長型工字鋼焊接成型機(jī)床，包括底座(1)、工作臺(5)，工作臺(5)固定在底座(1)上，工字鋼(14)被裝夾在工作臺(5)上，底座(1)上還有一個能沿底座(1)長度方向移動的立柱底座(11)，立柱底座(11)上、工作臺(5)的兩側(cè)固定安裝兩個立柱(6)，兩個立柱(6)上各有能沿立柱(6)上下移動的焊槍夾持裝置，裝夾在焊槍夾持裝置上的焊槍(21)正對工字鋼(14)需要被焊接的部位。本實(shí)用新型能夠焊接加長型的工字鋼，實(shí)現(xiàn)了一次工件裝夾同時對多個焊縫進(jìn)行焊接，提高加工精度和效率。
文檔編號B23K37/02GK201735970SQ201020286618
公開日2011年2月9日 申請日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月10日
發(fā)明者宋麗, 張方友, 曹樹坤, 楊尚偉, 隋志明 申請人:濟(jì)南大學(xué)