本發明涉及制管生產技術領域，具體的是涉及了一種多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構及其加工工藝。

背景技術：

高頻制管機是對汽車散熱器扁管進行量產的大型設備，它由板料展開機、高頻控制器、成型輥輪、整形輥輪、切刀等重要部件組成。

但是，現有的制管機也存在著不少的問題，現有技術中的制管機輥輪位置在焊接電源啟動前手工調節的，人為判斷誤差導致無法保證焊接質量也同時降低了工作效率，安全生產無法保障。同時也會造成焊管與輥輪之間的摩擦，導致輥輪的軸承損耗程度較大，輥輪的摩擦磨損對軋制工藝極為不利，嚴重影響管件的塑性成形精度與模具壽命。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是針對上述的技術現狀而提供一種多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構，包括了基座，所述基座固定在水平的工作臺面上，在所述基座的頂部固定著方形的機架，所述機架具有前面板和后面板，在所述機架的前面板和后面板上均開設有通孔，所述的兩個通孔前后正對并形成了能容納管件穿過的通道，在所述機架的前面板上設置有豎直導軌，在所述豎直導軌上滑動連接著輥輪架，在所述機架的頂部固定有安裝板，在所述安裝板上固定著伺服電機，所述伺服電機上連接著傳動絲杠，所述輥輪架套設在所述傳動絲杠上并且由所述伺服電機提供驅動力驅動所述輥輪架沿所述豎直導軌上下滑動，在所述輥輪架的底部固定著一個縱向輥輪；

在所述機架的前部設置有輥輪安裝座，在所述輥輪安裝座的兩側分別固定著一臺擠壓電機，在所述擠壓電機上連接著滾珠絲杠，所述滾珠絲杠延伸在所述輥輪安裝座的內部，在所述輥輪安裝座內部鋪設有水平導軌，在所述水平導軌上滑動連接著兩個滑塊，所述的兩個滑塊分別套設在所述兩臺擠壓電機的滾珠絲杠上，并且均能由所述擠壓電機驅動其在水平導軌上滑動，在所述滑塊頂部固定著水平輥輪，由所述的兩臺擠壓電機控制兩個水平輥輪沿水平導軌滑動來對它們之間的距離進行微調；

兩個水平輥輪與所述縱向輥輪呈三角狀排列，在兩個水平輥輪與縱向輥輪之間形成有圓形的間隙，管坯可以由該間隙中伸入并被水平輥輪和縱向輥輪擠壓成形。

作為本發明的改進，還包括了焊接機構，所述焊接機構位于所述輥輪安裝座的前部，所述焊接機構具有焊槍，所述焊槍能靠近所述圓形間隙并對準管坯。

作為本發明的進一步改進，還包括了表面處理機構，所述表面處理機構位于所述焊接機構的前部，用于對焊接后的管坯進行表面處理。

作為本發明的具體技術方案，在所述機架的側部裝有定位定量注水冷卻裝置，所述定位定量注水冷卻裝置包括了蓄水容器和噴水管，所述蓄水容器固定在所述機架的側壁上，所述蓄水容器的底部通過水管與外部水源相連，所述噴水管連接在所述蓄水容器上并且所述噴水管的頭部朝向所述管坯設置。

作為本發明的優選，所述蓄水容器與所述機架的側壁貼合。

一種多軸伺服控制高精度erw焊管成形工藝，包括了如下步驟：

1）、搭建流水工作臺，在所述流水工作臺上依次擺放著多個所述的多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構；

2）、調整各個多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構中圓形間隙的大小，這些圓形間隙的尺寸由左至右逐漸縮小，直至縮小到最終產品的尺寸；

3）、將管坯插入最左端的多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構進行卷管，隨后通過機械手夾緊管坯的端部，再將其拉動至下一個多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構進行再次卷管，以此循環直至最后一個多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構；

4）、在最右側的多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構完成卷管操作后，啟動焊接機構對管坯進行焊接；

5）、由機械手將焊接后的管坯拉動至表面處理機構中對管坯表面進行刮焊道處理。

作為本發明的改進，在步驟2）中，對于圓形間隙的調整包括了如下步驟，

一、由機械手將管坯拉動至擠壓工位；

二、啟動兩臺擠壓電機，由兩臺擠壓電機提供驅動力驅動兩個滑塊沿所述水平導軌相互靠攏，使得兩個水平輥輪將管坯進行初步擠壓；

三、由伺服電機驅動縱向輥輪下移，并由所述縱向輥輪與所述的兩個水平輥輪將管坯夾緊在圓形間隙內；

四、同時驅動兩個水平輥輪相互靠攏、縱向輥輪繼續下壓，完成對管坯的擠壓過程；

五、驅動兩個水平輥輪分離，縱向輥輪向上復位，解除對管坯的夾緊，并由機械手將擠壓后的管坯繼續向前拉動至下一個擠壓工位。

作為本發明的進一步改進，在步驟4）中，在對管坯進行焊接的同時，位于機架側部的定位定量注水冷卻裝置對機架和管坯進行冷卻。

作為本發明的優選，所述機械手設置在流水工作臺的側部，且所述機械手能在各個多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構之間擺動。

與現有技術相比，本發明的優點在于：一方面，通過伺服電機來設定各個輥輪之間的距離位置，精確的控制焊管的擠壓量并保證管徑精度。并能通過數控系統界面控制焊接精度和輥輪對管材的擠壓力矩，也可以在制管調試過程中直接進行微調并存儲參數，由此極大提高了制管的精度和整個工序的工作效率；另一方面，由于erw焊管線焊接速度快，人工調緊輥輪時間長導致生產效率低下并增加不良成本，本成形裝置可以在系統中預設輥輪位置進行快速定位，當啟動焊接電源同時自動收緊輥輪，啟動焊接，這樣保證焊接質量與生產安全，降低不良，提高生產效率。通過數控系統對每種焊管的工藝參數進行存儲，利于下次生產時直接調用即可焊管生產。此外在焊接后還能由輥輪刮焊道，提高了焊管焊接質量和管徑公差精度。

附圖說明

圖1為本發明實施例中多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構的側視圖；

圖2為圖1的立體結構示意圖；

圖3為流水工作臺的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發明作進一步的詳細描述。

如附圖所示，本實施例為一種多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構，erw是electricresistancewelding的縮寫，中文意思是電阻焊。鋼管行業里常說的erwpipe就是指電阻焊管。該機構包括了基座1，基座由不銹鋼制成，具有較大的重量和硬度，使得輥輪在移動及壓管過程中不會造成基座的晃動，影響成形精度。

該基座固定在水平的工作臺面上，在該工作臺面上從左往右依次設置了多個基座（多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構），通過這種設置對管坯12進行逐級縮徑壓制，最終得到所需尺寸的產品。這種逐漸遞減的壓管方式相對于一次到位的壓制方式，一方面降低了加工難度，另一方面通過逐漸縮小管徑的方式，使得最后的尺寸與標準產品的尺寸誤差很小，即提高了管坯成形的精度。

在基座的頂部固定著方形的機架2，該機架具有前面板21、后面板22和兩塊側壁，兩塊側壁位于前面板和后面板之間，前面板與后面板是相互正對的，在前面板和后面板上均開設有通孔，前面板上的通孔和后面板上的通孔也是相互正對的，并且這兩個通孔形成了能容納管件穿過的通道，在機架的前面板上設置有豎直導軌3，在豎直導軌上滑動連接著輥輪架4，在機架的頂部固定有安裝板23，在安裝板上固定著伺服電機5，伺服電機上連接著傳動絲杠51，由該伺服電機提供驅動力驅動傳動絲杠轉動，在傳動絲杠上套設有絲杠螺母，當傳動絲杠正轉或反轉時，也能帶動絲杠螺母在傳動絲杠上滑動（具體原理可以參考《機械設計手冊》中對于滾珠絲杠與滾珠絲母的介紹）。因為輥輪架是套設在絲杠螺母上的，當絲杠螺母在傳動絲杠上滑動時，也就能帶動輥輪架沿豎直導軌上升或下降，在輥輪架的底部固定著一個縱向輥輪41，該縱向輥輪用于壓制管坯的頂面。

在機架的前部設置有輥輪安裝座6，在輥輪安裝座的兩側分別固定著一臺擠壓電機61，在擠壓電機上連接著滾珠絲杠，滾珠絲杠延伸在輥輪安裝座的內部，在輥輪安裝座內部鋪設有水平導軌，在水平導軌上滑動連接著兩個滑塊7，兩個滑塊分別套設在兩臺擠壓電機的滾珠絲杠上，并且均能由擠壓電機驅動其在水平導軌上滑動，在滑塊頂部固定著水平輥輪71，由兩臺擠壓電機分別控制兩個水平輥輪沿水平導軌滑動來對它們之間的距離進行微調；兩個水平輥輪與前文所述的縱向輥輪呈三角狀排列，在兩個水平輥輪與縱向輥輪之間形成有圓形的間隙，管坯可以由該間隙中伸入并被水平輥輪和縱向輥輪擠壓成形。

在最右側的多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構旁設置有焊接機構8，焊接機構位于輥輪安裝座的前部，該焊接機構具有焊槍，焊槍的頭部能靠近圓形間隙并對準管坯進行焊接。在本實施例中所采用的焊接機構實質上就是普通的電阻焊槍（氬弧焊槍），故在附圖中未對焊接機構的具體機構進行詳細闡述。該焊接機構能將管坯焊接成圓管形，具體地說，在前述的焊管成形機構中，三個輥輪只是對管坯進行卷制，管坯的初始狀態是板材形狀，在經過多次卷管呈圓管形后，原來板材的兩側實質上還是沒有固定在一起的，這時候就需要通過焊接工序將其焊接成一體。焊接工序與現有技術中的焊接是相同的，都需要選取一道焊縫，然后在焊縫中預先填焊料，再通過焊槍提高焊縫位置的溫度，使得焊縫位置的管坯軟化直至融合在一起，然后通過對其進行冷卻使得管坯被縫制在一起，由于焊縫中的焊料在焊接過程中會受熱膨脹，導致部分焊料會溢出焊縫，當管坯冷卻后，這些溢出的焊料就會在管坯表面結塊，影響表面整體的平整度，需要將其刮除。

現有技術中對于管坯表面的處理都是在專門的表面處理設備上進行的，通過人工或機械的方式鏟掉這些結塊的焊料，但這種方式容易將管坯的表面劃傷。故在本實施例中，是在焊接后趁管坯還沒冷卻的時候立即對其進行刮焊道的表面處理工序。具體的，表面處理機構9位于焊接機構的前部，用于對焊接后的管坯進行表面處理。

此外，在機架的側壁上裝有定位定量注水冷卻裝置10，定位定量注水冷卻裝置包括了蓄水容器101和噴水管102，蓄水容器固定在機架的側壁上，蓄水容器的底部通過水管與外部水源相連，噴水管連接在蓄水容器上并且噴水管的頭部朝向管坯設置。當啟動定位定量注水冷卻裝置后，可以由該噴水管噴出冷卻水對管坯表面進行快速降溫處理（但降溫的幅度不會很快，管坯的表面溫度仍然處于較高的程度，表面處理機構還是能很輕易地對焊料進行刮除）。

采用上述多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構進行加工的具體工藝，包括了如下步驟：

1）、搭建流水工作臺，在流水工作臺上依次擺放著多個多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構,這些多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構相互之間等間距設置，并且處于同一軸線上；

2）、調整各個多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構中圓形間隙的大小，這些圓形間隙的尺寸由左至右逐漸縮小，直至縮小到最終產品的尺寸，確切地說，這里的調整只是初步調整，是將圓形間隙的尺寸調整到接近想要加工的量，但是留有一定的余量，使得管坯能伸入該圓形間隙中，等管坯伸入后，再次啟動水平輥輪和縱向輥輪進行擠壓卷管；

3）、將管坯插入最左端的多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構進行卷管，隨后通過機械手夾緊管坯的端部，再將其拉動至下一個多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構進行再次卷管，以此循環直至最后一個多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構，在這里，機械手11是設置在流水工作臺的側部，且機械手能在各個多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構之間擺動，當然也可以用人工的方式或者其他裝夾機構來代替機械手實現工件的轉移，但就靈活度和自動化而言，機械手是最方便快捷的，故在本實施例中采用了abb公司生產的機械手來實現管坯在各個多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構之間的轉移；

4）、在最右側的多軸伺服控制高精度erw焊管成形機構完成卷管操作后，啟動焊接機構對管坯進行焊接；

5）、由機械手將焊接后的管坯拉動至表面處理機構中對管坯表面進行刮焊道處理。

其中，在步驟2）中，對于圓形間隙的調整包括了如下步驟，

一、由機械手將管坯拉動至擠壓工位；

二、啟動兩臺擠壓電機，由兩臺擠壓電機提供驅動力驅動兩個滑塊沿所述水平導軌相互靠攏，使得兩個水平輥輪將管坯進行初步擠壓；

三、由伺服電機驅動縱向輥輪下移，并由所述縱向輥輪與所述的兩個水平輥輪將管坯夾緊在圓形間隙內；

四、同時驅動兩個水平輥輪相互靠攏、縱向輥輪繼續下壓，完成對管坯的擠壓過程；

五、驅動兩個水平輥輪分離，縱向輥輪向上復位，解除對管坯的夾緊，并由機械手將擠壓后的管坯繼續向前拉動至下一個擠壓工位。

另外，在步驟4）中，在對管坯進行焊接的同時，位于機架側部的定位定量注水冷卻裝置對機架和管坯進行冷卻。其中，蓄水容器由于是與機架側壁相貼合的，可以通過簡單的熱交換實現對機架的降溫，而機架由于不和焊槍直接發生接觸，本身的溫升也不是很大，這種簡單的熱交換方式就足以滿足對其溫度的控制。而噴水管能將蓄水容器中的冷卻水噴淋到管坯上進行初步的降溫以及清洗作業，但冷卻水的降溫也是需要一定時間的，這段冷卻時間內管坯的溫度是逐漸降低的，足夠容納后續的表面處理機構在高溫及接近高溫的工況下對管坯進行刮焊道的表面處理。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發明思路下的技術方案均屬于本發明的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。