一种牙轮钻头工件自动化堆焊装备的制作方法

本技术涉及堆焊领域，尤其涉及一种牙轮钻头工件自动化堆焊装备，一种牙轮钻头轴径b4合金自动化堆焊装备。

背景技术：

1、牙轮钻头是石油钻井的重要工具，其工作性能的好坏将直接影响钻井质量、钻井效率和钻井成本。滑动轴承牙掌和滚动轴承牙掌轴颈一个或多个部位为使用过程中接触摩擦介质面，大部分牙轮钻头因轴承长时间的磨损破坏而报废。目前采用在摩擦介质面焊接硬质合金的方式来提高牙轮钻头的大轴130°槽、二止面环槽、小轴环槽的硬度，降低该区域的磨损。

2、现有技术往往采用火焰钎焊进行牙轮钻头轴径b4合金的焊接，这样的操作存在焊接效率低、焊接质量不稳定、费时费力、自动化程度低的问题。因此，需要针对性开发自动化堆焊装备，进行高效的自动化控制，提高牙轮钻头轴径b4合金的焊接效率及焊接质量。

技术实现思路

1、实用新型目的：针对现有技术的不足与缺陷，本实用新型提供一种牙轮钻头工件自动化堆焊装备，自动化程度高，焊接、上下料等的协同作业，提高生产效率；焊接质量稳定。

2、技术方案：本实用新型的一种自动化堆焊装备，其特征在于：包括焊接机构、控制系统、工装夹持机构，焊接机构设有等离子焊接电源、等离子喷粉焊枪、等离子送粉器、清枪器、焊接机器人与双轴变位机；所述控制系统设有机器人控制柜、plc控制柜与按钮盒；所述工装夹持机构设有进气口、水冷夹持板、串联水管、冷却水箱、夹板滑动气缸、定位挡块、风琴护罩与气缸传感器，牙轮钻头工件位于水冷夹持板之间。

3、其中，所述的焊接机构的焊接机器人底部设有机器人底座，焊接机器人通过若干个螺杆与机器人底座连接，机器人底座通过若干个螺杆二与机器人工作台连接，双轴变位机通过若干个螺杆一与机器人工作台连接。

4、其中，所述的机器人工作台上设有若干个水平调节支架，机器人工作台上设有4个吊环。

5、其中，所述的焊接机构的等离子送粉器通过紧固结构固定在支撑杆上，支撑杆底部开设有若干个螺栓孔，支撑杆通过穿过螺栓孔的螺栓与底板连接。

6、其中，所述的焊接机构的等离子喷粉焊枪设有焊接转接板，等离子喷粉焊枪通过焊接转接板与焊接机器人进行连接，等离子喷粉焊枪上设有枪缆，等离子喷粉焊枪与等离子焊接电源连接，等离子焊接电源上设有外置冷却焊枪水循环结构。

7、其中，所述的控制系统的plc控制柜与焊接机器人、等离子焊接电源连接；所述按钮盒为hmi操作盒。

8、其中，所述的工装夹持机构的进气口包括进气口一与进气口二，进气口一、进气口二分别与夹板滑动气缸连接以此给夹板滑动气缸提供气动力。

9、其中，所述的工装夹持机构的水冷夹持板包括右水冷夹持板与左水冷夹持板，右水冷夹持板、左水冷夹持板分别通过螺丝与夹板滑动气缸连接；右水冷夹持板、左水冷夹持板上分别设有串联水管二及右气动连接阀、串联水管一及左气动连接阀。

10、其中，所述的工装夹持机构的定位挡块设置在左水冷夹持板下侧；所述气缸传感器设置在左水冷夹持板上侧。

11、其中，所述的工装夹持机构的夹板滑动气缸底部设有滑动导轨，夹板滑动气缸上设有风琴护罩。

12、有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下显著优点：本实用新型采用机用等离子焊枪，粉末利用率高，降低焊材成本；等离子送粉器的驱动电机为伺服电机，送粉稳定、均匀，保证堆焊质量；自动化程度高，焊接、上下料等的协同作业，提高生产效率。本实用新型的焊接机器人与机器人工作台进行固定连接，机器人工作台上设有水平调节机构，当设备底座不完全处于水平的情况下可以单独调整水平调节机构，设备调整便捷。本实用新型的工装夹持机构设有滑动气缸装置，工装夹具通过气缸进行工件夹紧，配备相应的传感器，具有自动定位功能，保证每次起焊位置一致，重复定位精度在0.1mm以内，确保焊接位置准确，表面光滑均匀，焊接质量稳定。

技术特征：

1.一种牙轮钻头工件自动化堆焊装备，其特征在于：包括焊接机构、控制系统与工装夹持机构，焊接机构设有等离子焊接电源(3)、等离子喷粉焊枪(17)、等离子送粉器(16)、清枪器(14)、焊接机器人(12)与双轴变位机(6)；所述控制系统设有机器人控制柜(2)、plc控制柜(4)与按钮盒(13)；所述工装夹持机构设有进气口、水冷夹持板、串联水管、冷却水箱(1)、夹板滑动气缸(30)、定位挡块(21)、风琴护罩(24)与气缸传感器(23)，牙轮钻头工件(25)位于水冷夹持板之间。

2.根据权利要求1所述的自动化堆焊装备，其特征在于：所述的焊接机构的焊接机器人(12)底部设有机器人底座(10)，焊接机器人(12)通过若干个螺杆与机器人底座(10)连接，机器人底座(10)通过若干个螺杆二(11)与机器人工作台(7)连接，双轴变位机(6)通过若干个螺杆一(9)与机器人工作台(7)连接。

3.根据权利要求2所述的自动化堆焊装备，其特征在于：所述的机器人工作台(7)上设有若干个水平调节支架，机器人工作台(7)上设有4个吊环(8)。

4.根据权利要求1所述的自动化堆焊装备，其特征在于：所述的焊接机构的等离子送粉器(16)通过紧固结构固定在支撑杆(15)上，支撑杆(15)底部开设有若干个螺栓孔，支撑杆(15)通过穿过螺栓孔的螺栓与底板(5)连接。

5.根据权利要求1所述的自动化堆焊装备，其特征在于：所述的焊接机构的等离子喷粉焊枪(17)设有焊接转接板，等离子喷粉焊枪(17)通过焊接转接板与焊接机器人(12)进行连接，等离子喷粉焊枪(17)上设有枪缆，等离子喷粉焊枪(17)与等离子焊接电源(3)连接，等离子焊接电源(3)上设有外置冷却焊枪水循环结构。

6.根据权利要求1所述的自动化堆焊装备，其特征在于：所述的控制系统的plc控制柜(4)与焊接机器人(12)、等离子焊接电源(3)连接；所述按钮盒(13)为hmi操作盒。

7.根据权利要求1所述的自动化堆焊装备，其特征在于：所述的工装夹持机构的进气口包括进气口一(18)与进气口二(19)，进气口一(18)、进气口二(19)分别与夹板滑动气缸(30)连接以此给夹板滑动气缸(30)提供气动力。

8.根据权利要求1所述的自动化堆焊装备，其特征在于：所述的工装夹持机构的水冷夹持板包括右水冷夹持板(20)与左水冷夹持板(22)，右水冷夹持板(20)、左水冷夹持板(22)分别通过螺丝与夹板滑动气缸(30)连接；右水冷夹持板(20)、左水冷夹持板(22)上分别设有串联水管二(26)及右气动连接阀(29)、串联水管一(27)及左气动连接阀(28)。

9.根据权利要求8所述的自动化堆焊装备，其特征在于：所述的工装夹持机构的定位挡块(21)设置在左水冷夹持板(22)下侧；所述气缸传感器(23)设置在左水冷夹持板(22)上侧。

10.根据权利要求1所述的自动化堆焊装备，其特征在于：所述的工装夹持机构的夹板滑动气缸(30)底部设有滑动导轨，夹板滑动气缸(30)上设有风琴护罩(24)。

技术总结本技术公开了一种牙轮钻头工件自动化堆焊装备，包括焊接机构、控制系统、工装夹持机构，焊接机构设有等离子焊接电源、等离子喷粉焊枪、等离子送粉器、清枪器、焊接机器人与双轴变位机；所述控制系统设有机器人控制柜、PLC控制柜与按钮盒；所述工装夹持机构设有进气口、水冷夹持板、串联水管、冷却水箱、夹板滑动气缸、定位挡块、风琴护罩与气缸传感器，牙轮钻头工件位于水冷夹持板之间。本技术自动化程度高，焊接、上下料等的协同作业，提高生产效率；焊接质量稳定。技术研发人员：李香祺,杨献盛,张化进,孙骞,石少坚受保护的技术使用者：福尼斯（南京）表面工程技术有限公司技术研发日：20231018技术公布日：2024/6/13