一種漸開線直齒大型齒輪補(bǔ)焊方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種漸開線直齒大型齒輪補(bǔ)焊方法及其裝置，能夠高效地修復(fù)磨損的漸開線直齒大型齒輪。該補(bǔ)焊方法為：將補(bǔ)焊裝置放在磨損的大型齒輪上，并通過磨損的大型齒輪的軸孔定位；將焊槍定位到大型齒輪的磨損部位；焊槍往復(fù)直線運(yùn)動多次后，一個(gè)補(bǔ)焊層被補(bǔ)焊好，然后焊槍以同樣的方式，再完成下一個(gè)補(bǔ)焊層的補(bǔ)焊，直到一個(gè)磨損的大型齒輪的補(bǔ)焊被完成。該裝置包括：x軸滑道、X軸上的電機(jī)、X軸絲杠、下矯直輥、上矯直輥、Y軸上的電機(jī)、焊絲輪、送絲電機(jī)、焊槍支架、Z軸滑道、Z軸上的電機(jī)、Y軸滑道、焊絲和焊槍。本發(fā)明提高了齒輪的利用率，降低了生產(chǎn)成本；補(bǔ)焊裝置結(jié)構(gòu)合理，可實(shí)現(xiàn)焊槍的三維運(yùn)動；控制系統(tǒng)操作方便，控制精準(zhǔn)。
【專利說明】一種漸開線直齒大型齒輪補(bǔ)焊方法及其裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械系統(tǒng)中大齒輪修復(fù)方法及其裝置，特別是一種漸開線直齒大型齒輪補(bǔ)焊方法及其裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)齒輪齒面磨損時(shí)，齒輪不僅無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，影響其工作精度，還可能引起機(jī)器的振動和噪聲。齒輪表面磨損會造成整個(gè)齒輪零件的報(bào)廢，大大降低了設(shè)備的利用率和工作效率。磨損齒輪的修復(fù)對提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本有著重要的意義。齒面磨損可通過適當(dāng)?shù)男迯?fù)使齒輪得以重新使用。修復(fù)齒輪比制造齒輪更能節(jié)省費(fèi)用。
[0003]專利公開(公告)號:CN103292673A，公開了一種“漸開線直齒大型齒輪齒面磨損檢測方法及其裝置”，把原來的漸開線直齒輪的測量方程的極坐標(biāo)方程推導(dǎo)為直角坐標(biāo)方程，提出一種大型齒輪磨損后的智能檢測方法，可實(shí)現(xiàn)對大型齒輪磨損區(qū)域的智能檢測。該方法及裝置為大型齒輪磨損后的智能檢測和智能補(bǔ)焊提供了重要的參考依據(jù)，但未提交補(bǔ)焊方法和裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種漸開線直齒大型齒輪補(bǔ)焊方法及其裝置，能夠高效地修復(fù)磨損的漸開線直齒大型齒輪。
[0005]一種漸開線直齒大型齒輪補(bǔ)焊方法，采用西門子公司的S7-200軟件和V4.0STEP7-Micro/WIN軟件，以及S7-200系列PLC中的CPU224作為控制系統(tǒng)，通過S7-200軟件和V4.0STEP7-Micro/WIN軟件運(yùn)行程序，實(shí)現(xiàn)PLC對漸開線直齒大型齒輪補(bǔ)焊裝置運(yùn)行的控制。補(bǔ)焊步驟如下:
[0006]a.將磨損的大型齒輪水平放置并固定，再將補(bǔ)焊裝置放在磨損的大型齒輪上，并通過磨損的大型齒輪的軸孔定位；
[0007]b.補(bǔ)焊裝置定位后，裝置中X軸上的電機(jī)帶動X軸絲杠；Y軸上的電機(jī)帶動Y軸絲杠；z軸上的電機(jī)帶動Z軸絲杠，通過X軸絲杠、Y軸絲杠及Z軸絲杠的共同直線運(yùn)動將焊槍定位到大型齒輪的磨損部位；
[0008]c.當(dāng)焊槍被定位后，Z軸上的電機(jī)啟動，同時(shí)焊槍被啟動，并沿齒寬方向做直線運(yùn)動進(jìn)行補(bǔ)焊，當(dāng)焊槍到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，焊槍被關(guān)閉，同時(shí)關(guān)閉Z軸上的電機(jī)，這時(shí)，X軸上的電機(jī)和Y軸上的電機(jī)被啟動，把焊槍調(diào)整到下一個(gè)焊道位置，然后X軸上的電機(jī)和Y軸上的電機(jī)被關(guān)閉，再次啟動Z軸上的電機(jī)，使其反轉(zhuǎn)，同時(shí)焊槍被啟動，并沿齒寬方向的反向直線運(yùn)動完成補(bǔ)焊，當(dāng)焊槍到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，焊槍被關(guān)閉，同時(shí)關(guān)閉Z軸上的電機(jī)，當(dāng)一條焊道的補(bǔ)焊完成后，調(diào)整焊槍到下一個(gè)位置，緊挨著上條焊道繼續(xù)進(jìn)行補(bǔ)焊，焊槍往復(fù)直線運(yùn)動多次后，一個(gè)補(bǔ)焊層被補(bǔ)焊好，然后焊槍以同樣的方式，再完成下一個(gè)補(bǔ)焊層的補(bǔ)焊，直到一個(gè)磨損的大型齒輪的補(bǔ)焊被完成。
[0009]一種漸開線直齒大型齒輪補(bǔ)焊方法采用的裝置，包括:x軸滑道(I)、X軸上的電機(jī)(2)、X軸聯(lián)軸器(3)、X軸絲杠(4)、Y軸聯(lián)軸器(5)、下矯直棍(6)、上矯直棍(7)、Y軸上的電機(jī)(8)、為支撐軸I (9)，支撐軸II (10)、X軸支撐座(I I)、皮帶(12)、為支撐軸III (13)，焊絲輪(14)，送絲聯(lián)軸器(15)、送絲電機(jī)(16)、Z軸支撐座(17)、Z軸絲杠(18)、焊槍支架(19)、Z軸滑道(20)、Z軸聯(lián)軸器(21)、Z軸上的電機(jī)(22)、Y軸絲杠(23)、Y軸支撐座(24)、Y軸滑道(25)、焊絲(26)和焊槍(27)，所述X軸上的電機(jī)⑵和X軸支撐座(3)安裝在X軸滑道⑴上，X軸上的電機(jī)⑵依次連接X軸聯(lián)軸器(3)、Χ軸絲杠(4)及X軸支撐座(11)，X軸絲杠(4)與其上的Y軸滑道(25)相連接；Υ軸上的電機(jī)(8)和Y軸支撐座(24)安裝在Y軸滑道(25)上，Y軸上的電機(jī)(8)依次連接Y軸聯(lián)軸器(5)、Y軸絲杠(23)及Y軸支撐座
(24)，Y軸絲杠(23)與其上的Z軸滑道(20)相連接；Ζ軸上的電機(jī)(22)和Z軸支撐座(17)安裝在Z軸滑道(20)上，Z軸上的電機(jī)(22)依次連接Z軸聯(lián)軸器(21)、Z軸絲杠(23)及Z軸支撐座(24)，Z軸絲杠(18)與其上的焊槍支架(19)相連接；送絲電機(jī)(16)安裝在焊槍支架(19)上，送絲電機(jī)(16)依次連接送絲聯(lián)軸器(15)和支撐軸III (13)，支撐軸III (13)與焊絲輪(14)連接，焊絲(26)纏繞在焊絲輪(14)上；支撐軸I (9)和支撐軸II (10)安裝在焊槍支架(19)上，支撐軸I (9)與上矯直輥(7)連接，支撐軸II (10)與下矯直輥(6)連接；焊絲(26)經(jīng)過上矯直輥(7)和下矯直輥(6)輸送到焊槍(27)，皮帶(12)安裝在焊絲輪(14)和下矯直輥(6)上，焊槍(27)安裝在焊槍支架(19)上；該裝置采用的控制系統(tǒng)為西門子公司的S7-200軟件和V4.0STEP7-Micro/WIN軟件，以及S7-200系列PLC中的CPU224，PLC中的CPU模塊、電源模塊、I/O模塊以及內(nèi)存模塊通過底板上的總線連接，PLC與漸開線直齒大型齒輪補(bǔ)焊裝置之間通過導(dǎo)線連接。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有同類技術(shù)相比，其顯著的有益效果體現(xiàn)在:
[0011]本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對磨損的漸開線直齒大型齒輪的快速、高效及準(zhǔn)確的補(bǔ)焊。提高了齒輪的利用率，大大降低了生產(chǎn)成本。漸開線直齒大型齒輪補(bǔ)焊裝置結(jié)構(gòu)合理，可實(shí)現(xiàn)焊槍的三維運(yùn)動。控制系統(tǒng)操作方便，控制精準(zhǔn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是一種漸開線直齒大型齒輪補(bǔ)焊方法采用的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是在一種漸開線直齒大型齒輪補(bǔ)焊方法中焊槍沿X軸、Y軸及Z軸移動的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1和圖2所示，一種漸開線直齒大型齒輪補(bǔ)焊方法及其裝置，采用西門子公司的S7-200軟件和V4.0STEP7-Micro/WIN軟件，以及S7-200系列PLC中的CPU224作為控制系統(tǒng)，對補(bǔ)焊裝置進(jìn)行控制，補(bǔ)焊的步驟如下:
[0015]a.將磨損的大型齒輪28水平放置并固定，再將補(bǔ)焊裝置放在磨損的大型齒輪28上,并通過磨損的大型齒輪28的軸孔定位；
[0016]b.補(bǔ)焊裝置定位后，裝置中X軸上的電機(jī)2帶動X軸絲杠4 ；Y軸上的電機(jī)8帶動Y軸絲杠23 ；Ζ軸上的電機(jī)22帶動Z軸絲杠18，通過X軸絲杠4、Y軸絲杠23及Z軸絲杠18的共同直線運(yùn)動將焊槍27定位到大型齒輪的磨損部位；
[0017]c.當(dāng)焊槍27被定位后，Z軸上的電機(jī)22啟動，同時(shí)焊槍27被啟動，并沿齒寬方向做直線運(yùn)動進(jìn)行補(bǔ)焊，當(dāng)焊槍27到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，焊槍27被關(guān)閉，同時(shí)關(guān)閉Z軸上的電機(jī)，這時(shí)，X軸上的電機(jī)2和Y軸上的電機(jī)8被啟動，把焊槍27調(diào)整到下一個(gè)焊道位置，然后X軸上的電機(jī)2和Y軸上的電機(jī)8被關(guān)閉，再次啟動Z軸上的電機(jī)22，使其反轉(zhuǎn)，同時(shí)焊槍27被啟動，并沿齒寬方向的反向直線運(yùn)動完成補(bǔ)焊，當(dāng)焊槍27到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，焊槍27被關(guān)閉，同時(shí)關(guān)閉Z軸上的電機(jī)22，當(dāng)一條焊道的補(bǔ)焊完成后，調(diào)整焊槍27到下一個(gè)位置，緊挨著上條焊道繼續(xù)進(jìn)行補(bǔ)焊，焊槍往復(fù)直線運(yùn)動多次后，一個(gè)補(bǔ)焊層被補(bǔ)焊好，然后焊槍27以同樣的方式，再完成下一個(gè)補(bǔ)焊層的補(bǔ)焊，直到一個(gè)磨損的大型齒輪28的補(bǔ)焊被完成。
【權(quán)利要求】
1.一種漸開線直齒大型齒輪補(bǔ)焊方法，其特征是采用西門子公司的S7-200軟件和V4.0STEP7-Micro/WIN軟件，以及S7-200系列PLC中的CPU224作為控制系統(tǒng)，通過S7-200軟件和V4.0STEP7-Micro/WIN軟件運(yùn)行程序，實(shí)現(xiàn)PLC對漸開線直齒大型齒輪補(bǔ)焊裝置運(yùn)行的控制，補(bǔ)焊步驟如下: a.將磨損的大型齒輪水平放置并固定，再將補(bǔ)焊裝置放在磨損的大型齒輪上，并通過磨損的大型齒輪的軸孔定位； b.補(bǔ)焊裝置定位后，裝置中X軸上的電機(jī)帶動X軸絲杠；Y軸上的電機(jī)帶動Y軸絲杠；Z軸上的電機(jī)帶動Z軸絲杠，通過X軸絲杠、Y軸絲杠及Z軸絲杠的共同直線運(yùn)動將焊槍定位到大型齒輪的磨損部位； c.當(dāng)焊槍被定位后，Z軸上的電機(jī)啟動，同時(shí)焊槍被啟動，并沿齒寬方向做直線運(yùn)動進(jìn)行補(bǔ)焊，當(dāng)焊槍到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，焊槍被關(guān)閉，同時(shí)關(guān)閉Z軸上的電機(jī)，這時(shí)，X軸上的電機(jī)和Y軸上的電機(jī)被啟動，把焊槍調(diào)整到下一個(gè)焊道位置，然后X軸上的電機(jī)和Y軸上的電機(jī)被關(guān)閉，再次啟動Z軸上的電機(jī)，使其反轉(zhuǎn)，同時(shí)焊槍被啟動，并沿齒寬方向的反向直線運(yùn)動完成補(bǔ)焊，當(dāng)焊槍到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，焊槍被關(guān)閉，同時(shí)關(guān)閉Z軸上的電機(jī)，當(dāng)一條焊道的補(bǔ)焊完成后，調(diào)整焊槍到下一個(gè)位置，緊挨著上條焊道繼續(xù)進(jìn)行補(bǔ)焊，焊槍往復(fù)直線運(yùn)動多次后，一個(gè)補(bǔ)焊層被補(bǔ)焊好，然后焊槍以同樣的方式，再完成下一個(gè)補(bǔ)焊層的補(bǔ)焊，直到一個(gè)磨損的大型齒輪的補(bǔ)焊被完成。
2.一種漸開線直齒大型齒輪補(bǔ)焊方法采用的裝置，其特征是該裝置包括:χ軸滑道(I)、X軸上的電機(jī)⑵、X軸聯(lián)軸器(3)、X軸絲杠⑷、Y軸聯(lián)軸器(5)、下矯直棍(6)、上矯直輥(7)、Y軸上的電機(jī)(8)、支撐軸I (9)，支撐軸II (10)、X軸支撐座(I I)、皮帶(12)、支撐軸III (13)，焊絲輪(14)，送絲聯(lián)軸器(15)、送絲電機(jī)(16)、Z軸支撐座(17)、Z軸絲杠(18)、焊槍支架(19)、Z軸滑道(20)、Z軸聯(lián)軸器(21)、Z軸上的電機(jī)(22)、Y軸絲杠(23)、Y軸支撐座(24)、Y軸滑道(25)、焊絲(26)和焊槍(27)，所述X軸上的電機(jī)(2)和X軸支撐座⑶安裝在X軸滑道⑴上，X軸上的電機(jī)⑵依次連接X軸聯(lián)軸器(3)、Χ軸絲杠(4)及X軸支撐座(11)，X軸絲杠(4)與其上的Y軸滑道(25)相連接；Υ軸上的電機(jī)(8)和Y軸支撐座(24)安裝在Y軸滑道(25)上，Y軸上的電機(jī)⑶依次連接Y軸聯(lián)軸器(5)、Y軸絲杠(23)及Y軸支撐座(24)，Y軸絲杠(23)與其上的Z軸滑道(20)相連接“軸上的電機(jī)(22)和Z軸支撐座(17)安裝在Z軸滑道(20)上，Z軸上的電機(jī)(22)依次連接Z軸聯(lián)軸器(21)、Z軸絲杠(23)及Z軸支撐座(24)，Z軸絲杠(18)與其上的焊槍支架(19)相連接；送絲電機(jī)(16)安裝在焊槍支架(19)上，送絲電機(jī)(16)依次連接送絲聯(lián)軸器(15)和支撐軸III (13)，支撐軸III (13)與焊絲輪(14)連接，焊絲(26)纏繞在焊絲輪(14)上；支撐軸I (9)和支撐軸II (10)安裝在焊槍支架(19)上，支撐軸I (9)與上矯直輥(7)連接，支撐軸II (10)與下矯直輥(6)連接；焊絲(26)經(jīng)過上矯直輥(7)和下矯直輥(6)輸送到焊槍(27)，皮帶(12)安裝在焊絲輪(14)和下矯直輥(6)上，焊槍(27)安裝在焊槍支架(19)上；該裝置采用的控制系統(tǒng)為西門子公司的S7-200軟件和V4.0STEP7-Micro/WIN軟件，以及S7-200系列PLC中的CPU224，PLC中的CPU模塊、電源模塊、I/O模塊以及內(nèi)存模塊通過底板上的總線連接，PLC與漸開線直齒大型齒輪補(bǔ)焊裝置之間通過導(dǎo)線連接。
【文檔編號】B23K37/00GK104209668SQ201410361158
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】劉洪宇, 徐澤寧, 鄭文廣, 張曉君, 孫巖 申請人:遼寧科技大學(xué)