[实用新型]液压支架结构件主筋补强板焊接专机

说明书

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，具体是一种液压支架结构件主筋补强板焊接专机。

背景技术

液压支架是现代煤矿综合机械化采煤工作面最主要的技术装备之一，其主要由支柱、顶梁、掩护梁、底座等部件铰接而成，在井下起到支撑和掩护的作用，为采煤连续作业提供安全的工作空间。为减少设计制造周期，提高综合经济效益，顶梁、掩护梁、底座三大结构件通常采用钢板拼焊的箱形梁结构，工作中承受的扭剪、弯曲等复合应力，通过位于箱形梁端部的铰接支座在结构件之间传递。所以箱形梁端部外伸的铰接支座通常采用补强板给予加强，对补强板与主筋板的联系焊缝质量提出了很高的要求，一旦出现焊缝质量问题，必然造成结构件连锁失效，进而影响整个工作面的采煤进度和采煤安全。目前，国内补强板焊接工艺，均采取“手工水平横焊工艺”，但存在焊接质量不稳定、效率低、劳动强度大等弊病。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决目前液压支架结构件主筋补强板手工焊接质量不稳定、效率低、劳动强度大等问题，而提供一种液压支架结构件主筋补强板焊接专机。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种液压支架结构件主筋补强板焊接专机，包括可调水平工作台，在可调水平工作台一侧沿其长度方向安装有三轴龙门架和半自动CO₂气体保护焊机，在三轴龙门架的Z方向滑座上安装有二轴焊接机械手，二轴焊接机械手上安装有与半自动CO₂气体保护焊机连接的焊枪，三轴龙门架旁安装有用于控制三轴龙门架、二轴焊接机械手和半自动CO₂气体保护焊机的控制柜。

可调水平工作台为专用的可调整水平度的工作台，其上设有可调整定位块、安装孔系及工件夹紧装置，主要实现工件的初定位，便于后续快速示教。

三轴龙门架为二轴焊接机械手外部轴，可自由编程，用于二轴焊接机械手的悬挂安装，三轴龙门架包括安装在立柱上的X方向导轨，在X方向导轨上滑动的Y方向导轨以及在Y方向导轨上滑动的Z方向导轨。三轴龙门架可实现带动二轴焊接机械手X、Y、Z方向运动，实现焊枪直线、曲线、圆弧轨迹移动。

二轴焊接机械手为实现焊枪旋转（C轴）、焊枪摆动（R轴）的专用机构，该机构包括与三轴龙门架Z方向导轨上滑座连接的固定座、旋转座、焊枪固定座、焊枪夹持器、伺服电机、谐波减速机等。二轴焊接机械手采取集成设计，整个焊枪摆动机构集成于焊枪旋转轴下，随焊枪旋转轴旋转而旋转，始终保持焊丝端点与旋转中心同轴——即焊枪定点旋转（C轴）。另外，通过精确控制焊枪摆动机构伺服电机旋转角度，实现焊丝端点摆动（R轴），满足焊枪多层多道焊动作要求。

控制柜主要采用“PLC+运动控制器”模式，其上设有可编程控制器（PLC）、运动控制器、触摸屏、手摇脉冲发生器。可编程控制器（PLC）用于本实用新型专机的整体控制；运动控制器用于实现本实用新型专机基本的直线插补、圆弧插补、五轴联动等；触摸屏用于人机界面的操作交换；手摇脉冲发生器控制每个单轴（X、Y、Z、C、R）独立运动，或在焊接过程中微调Z轴及R轴弥补工件焊接变形造成的误差，焊接时通过控制X、Y、C、R四轴联动实现焊枪运动及角度变化。其中X、Y轴实现焊枪按焊缝轨迹运动、C轴旋转保证焊枪与运动轨迹始终呈法线状态、R轴实现焊枪摆动。

具体使用时，先将点装好的主筋合件（工件）水平放置于可调水平工作台上，通过可调水平工作台上预先设置好的定位块简单定位、夹紧；手工操作控制柜内的手摇脉冲发生器，驱动三轴龙门架带动设备自带的红外原点对工件外轮廓进行示教；通过控制柜上的可编程控制器采取离线或在线编程的方式，使得设备控制系统自动生成焊接轨迹，并根据预设的焊接规范和焊缝尺寸自动生成多层多道焊焊接程序；由系统自动生成的焊接程序驱动三轴龙门架及二轴焊接机械手，作五轴的单独或联合运动，实施补强板与主筋板构成的角焊缝横焊焊接；操作人员可通过控制柜在线修改焊接参数并实时调整焊接轨迹。

进一步，所述的半自动CO₂气体保护焊机为逆变式 CO₂气体保护焊机，所述的焊枪为水冷焊枪。逆变式 CO₂气体保护焊机能够在微秒级的时间内对焊机输出电流进行调整，可实现焊接过程理想控制——即焊接电流、焊接电压等焊接参数任意调节，可获得最优的焊接质量和焊缝外观；水冷焊枪在焊接过程始终有循环水对焊枪进行冷却，可在100%的暂载率下进行全功率焊接，而普通气冷焊枪通常为60%，焊接工作时间及寿命大大延长，日常降本效果明显。