[发明专利]一种后桥法兰盘与连接管的焊接装置及其焊接方法

权利要求书

1.一种后桥法兰盘与连接管的焊接装置，包括支架（1）、伺服电机一（2）、双杆气缸（3）、三爪卡盘（4）、竖直板（6）、转动盘（7）、焊枪（14）、升降机构，其特征在于：所述的支架（1）上端固定支撑板（12），支撑板（12）沿水平方向设置，支撑板（12）的右侧固定竖直板（6）的下端，支撑板（12）的中部固定支撑转盘一（10），转动盘（7）下表面设置有向下伸出转轴一（701），转轴一（701）的上部与支撑转盘一（10）转动连接，转轴一（701）下部穿过支撑板（12）与联轴器一（8）固定连接，联轴器一（8）另一端固定伺服电机一（2）的输出轴，伺服电机一（2）固定在电机架一（9）上，电机架一（9）固定在支架（1）上，伺服电机一（2）的输出轴沿竖直方向设置；

所述的转动盘（7）上表面定位安装法兰盘（200）下表面，转轴一（701）的中心轴线与安装法兰盘（200）的中心轴线同轴，连接管（100）的下端内圆柱面与法兰盘（200）的上端外圆柱面间隙配合，连接管（100）下端面靠重力压在法兰盘（200）的水平台阶面上，所述的支撑板（12）的左侧固定气缸架（11）的下端，气缸架（11）上端固定双杆气缸（3），所述的双杆气缸（3）的两个活塞杆前端固定焊枪夹头（13），焊枪夹头（13）上固定焊枪（14）；

所述的竖直板（6）的右侧表面固定有升降机构，升降机构与升降架（23）的L形竖直边固定连接，升降架（23）呈倒置的L形，升降架（23）的L形水平边设置的四个光孔与四个螺柱（24）滑动连接，四个螺柱（24）上端安装有螺母（25），四个螺柱（24）下端固定在支撑转盘二（27）上，四个螺柱的中部穿设弹簧（26），弹簧（26）位于升降架（23）的L形水平边与支撑转盘二（27）之间，连接盘（28）上向上方伸出的轴与支撑转盘二（27）转动连接，连接盘（28）下表面固定三爪卡盘（4）固定连接，连接盘（28）上向上方伸出的轴与三爪卡盘（4）的几何中心同轴设置，三爪卡盘（4）的几何中心与转轴（701）的中心轴线同轴设置。

2.根据权利要求1所述的后桥法兰盘与连接管的焊接装置，其特征在于：所述的升降机构结构为：升降机构包括前侧导轨（21）、后侧导轨、前侧滑块（19）、后侧滑块、伺服电机二（5）、丝杠（18）、丝杠螺母（20）、联轴器二（16）、轴承轴承座一（17）、轴承轴承座二（22），所述的竖直板（6）右侧表面的前后两侧分别固定前侧导轨（21）、后侧导轨，前侧导轨（21）、后侧导轨沿上下方向竖直设置，前侧导轨（21）、后侧导轨分别安装前侧滑块（19）、后侧滑块，前侧滑块（19）、后侧滑块固定丝杠螺母（20），丝杠螺母（20）内旋合丝杠（18），丝杠（18）上下两端分别安装在轴承轴承座二（22）、轴承轴承座一（17）的内孔中，丝杠（18）下端穿过轴承轴承座一（17）与联轴器二（16）固定连接，联轴器二（16）另一端固定伺服电机二（5）的输出轴，伺服电机二（5）固定在电机架二（15）上，电机架二（15）固定在竖直板（6）上，升降架（23）的L形竖直边的下端与丝杠螺母（20）固定连接。

3.根据权利要求2所述的后桥法兰盘与连接管的焊接装置，其特征在于：所述的所述的转动盘（7）上表面定位安装法兰盘（200）下表面的结构为：转动盘（7）上表面的中心设置有圆柱凸台（704），圆柱凸台（704）的外圆柱面与法兰盘（200）的内孔间隙配合，用于实现法兰盘（200）的径向定位，转动盘（7）设置有环形凹槽（702），用于避让法兰盘（200）的环形凸台一（201），转动盘（7）位于法兰盘的环形凸台一（201）的外侧设置有环形凸台二（703），环形凸台二（703）的上表面与安装法兰盘（200）的下方的外侧表面（202）贴合，用于法兰盘（200）的轴向定位；

所述的法兰盘（200）与连接管（100）的外侧结合位置即为焊缝位置（300）。

4.根据权利要求1-3任一项所述的后桥法兰盘与连接管的焊接装置，其特征在于：所述的三爪卡盘（4）为气动三爪卡盘。

5.根据权利要求3所述的后桥法兰盘与连接管的焊接装置的焊接方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步：控制三爪卡盘的三个卡爪张开，控制伺服电机二（5）旋转，带动丝杠（18）旋转，丝杠螺母（20）在前侧滑块（19）和后侧滑块的支撑下实现向上移动，升降架（23）通过螺柱（24）带动支撑转盘二（27）、连接盘（28）、三爪卡盘（4）向上移动，如果三爪卡盘的三个卡爪已经张开、三爪卡盘（4）已经上移到预定位置，则直接转入第二步；

第二步：将法兰盘（200）的中心内孔与转动盘（7）上表面的圆柱凸台（704）同轴放置在转动盘（7）上，将连接管（100）下端内孔同轴贴合在法兰盘（200）的上端外圆柱面贴合，定位安装连接管（100）的下端；

第三步：控制伺服电机二（5）反向旋转，丝杠（18）带动丝杠螺母（20）下移，升降架（23）通过螺柱（24）带动支撑转盘二（27）、连接盘（28）、三爪卡盘（4）下移，三爪卡盘下移到预定位置；

第四步:控制三爪卡盘的三个卡爪夹紧连接管（100）的上端；

第五步:控制伺服电机二（5）继续反向转动，升降架（23）继续下移，压缩弹簧（27），通过压紧三爪卡盘（4）压紧连接管（100），使连接管（100）下端与法兰盘（200）紧密贴合，提高焊接质量;

第六步:控制双杆气缸（3）的活塞杆伸出，使焊枪（14）的前端对准焊缝（300），开始焊接；

第七步：控制伺服电机一（2）转动，转动盘（7）转动，带动法兰盘（200）和连接管（100）同步转动，焊枪（14）同步焊接，伺服电机一（2）的输出轴转动一圈后，停止转动，焊枪（14）停止焊接；

第八步：双杆气缸（3）的活塞杆缩回，三爪卡盘（4）的卡爪张开；

第九步：控制伺服电机二（5）旋转，三爪卡盘（4）上升，取下焊接后的连接管（100）和法兰盘（200），完成一个连接管（100）和法兰盘（200）的焊接。