CN101920420B - 异形罐体斜缝自动焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异形罐体斜缝自动焊接机，包括与安装平面固定连接的固定支架，固定支架上安装能带动焊枪竖直和左右水平移动的焊枪移动机构，焊枪移动机构上安装焊枪行走机构，焊枪行走机构上安装上下调整架，上下调整架上安装导向轴，导向轴上安装导向块，导向块上安装能使焊枪前后水平移动的焊枪调整机构，焊枪调整机构上安装焊枪，焊枪上安装自动跟踪机构。它的焊枪可在水平的前后左右和竖直上下六个方向移动，其移动的轨迹不仅局限于一个平面内，而是可在一个三维立体空间内移动，因此，可对倾斜或其他不规则的焊缝进行精确焊接。它的支架是固定支架，可最大限度地减少因支架移动或晃动而对焊枪移动精度的影响，从而提高焊接质量。本发明还具有结构简洁紧凑、制造成本低廉和使用简便的优点。

Description

异形罐体斜缝自动焊接机

技术领域

 本发明涉及一种异形罐体斜缝自动焊接机。

背景技术

现有的罐体焊接机存在以下不足：第一、现有的罐体焊缝焊接机只可焊接直焊缝，直焊缝是指焊缝所在截面垂直于罐体长轴方向的焊缝，而无法焊接斜焊缝，其主要原因是，由于现有焊接机的焊枪只能在水平左右和竖直上下两个轴线方向移动，其移动范围是一个垂直于罐体长轴的竖直平面，而无法作垂直于所述竖直平面的轴线方向上移动，即，焊枪无法沿罐体长轴方向水平前后移动，因此，无法焊接斜缝；第二、现有的罐体焊缝接机其支架都是安装于导轨上的行走架，可沿导轨移动，在焊接过程中支架相对导轨的移动和晃动范围较大，焊接精度较低。

发明内容

本发明的目的，是提供了一种异形罐体斜缝自动焊接机，它可解决现有技术存在的问题，既可焊接直焊缝，又可焊接斜焊缝，并且，其支架是固定架，可有效地提高焊接的稳定性，提高焊接效果。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：异形罐体斜缝自动焊接机，包括与安装平面固定连接的固定支架，固定支架上安装能带动焊枪竖直和左右水平移动的焊枪移动机构，焊枪移动机构上安装焊枪行走机构，焊枪行走机构上安装上下调整架，上下调整架上安装导向轴，导向轴上安装导向块，导向块上安装能使焊枪前后水平移动的焊枪调整机构，焊枪调整机构上安装焊枪，焊枪上安装自动跟踪机构。

为进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案实现：所述的焊枪行走机构由变速箱、第二电机和焊机驱动轮连接构成，变速箱通过连接件与所述焊枪移动机构连接，变速箱上安装第二电机，第二电机的输出轴与变速箱的输入轴连接，变速箱的输出轴上安装焊机驱动轮；变速箱上安装上下调整架。所述的连接件由焊接机构连接轴和旋转盘连接构成，旋转盘与变速箱固定连接，焊接机构连接轴通过轴承与旋转盘连接。所述的焊枪调整机构由丝杠螺母机构和焊机支撑架连接构成，丝杠螺母机构的第二丝杠与导向块连接，丝杠螺母机构的导向块上安装焊机支撑架，焊机支撑架上安装焊枪。所述的焊枪调整机构是由液压缸和焊机支撑架连接构成，液压缸与导向块连接，液压缸的活塞杆上安装焊机支撑架，焊机支撑架与焊枪连接。所述自动跟踪机构由仿形机构壳体、旋转轴、偏心轮、第一压力传感器和第二压力传感器连接构成，仿形机构壳体内安装旋转轴，旋转轴上安装偏心轮，仿形机构壳体的侧壁上安装第一压力传感器和第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器分别与偏心轮接触，旋转轴的下端安装仿形轮。所述的焊枪移动机构由第一支撑板和竖直移动板连接构成，固定支架上设置上导轨和下导轨，第一支撑板上安装上导轨固定架和下导轨固定架，上导轨固定架与上导轨配合，下导轨固定架与下导轨配合；第一支撑板上安装第一电机，第一电机的输出轴上安装第一丝杠，第一丝杠上安装螺母滑块，螺母滑块与第一丝杠螺纹连接，螺母滑块上安装竖直移动板，竖直移动板上安装所述焊枪行走机构。所述竖直移动板由第二支撑板和第三支撑板连接构成，第二支撑板与螺母滑块连接，第二支撑板上设置滑轨，滑轨上安装第一滑块，第一滑块与第三支撑板连接，第三支撑板与所述焊枪行走机构连接。第二支撑板上安装上传感器和下传感器，上传感器位于下传感器上方；第三支撑板上安装探头。导向轴上安装弹簧，弹簧位于导向块的上方。

本发明的积极效果在于：它的焊枪可在水平的前后左右和竖直上下六个方向移动，其移动的轨迹不仅局限于一个平面内，而是可在一个三维立体空间内移动，因此，可对倾斜或其他不规则的焊缝进行精确焊接。它的支架是固定支架，可最大限度地减少因支架移动或晃动而对焊枪移动精度的影响，从而提高焊接质量。本发明还具有结构简洁紧凑、制造成本低廉和使用简便的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的左视结构示意图；图3是图2的II局部放大结构示意图；图4是图1的Ⅰ局部放大结构示意图；图5是图4的A向视结构示意图；图6是图4的B向视结构示意图；图7是沿图6C-C线的剖视结构示意图。

附图标记：1第一压力传感器　2第二压力传感器　3偏心轮　4仿形机构壳体　5旋转轴　6球轴承　7压力轴承　8仿形轮　9固定支架　10第一电机　11第一丝杠　12移动轮　13罐体　14焊枪　15上导轨　16第一变位机　17第二变位机　18焊接机构连接轴　19旋转盘　20变速箱　21上下调整架　22水平调整架　23自动跟踪机构　24第二电机　25焊机支撑架　26自动跟踪机构连接架　27焊机驱动轮　28下导轨　29第一支撑板　30第二支撑板　31第三支撑板　32送丝机　33定位轴承　34第一电机支架　35上导轨固定架　36下导轨固定架　37滑轨　38第一滑块　39第二滑块　40螺母滑块　41导向块　42第二丝杠　43导杆　44导向轴　45弹簧　46导向块　47第三电机　48上传感器　49下传感器　50探头　51焊缝。

具体实施方式

本发明所述的异形罐体斜缝自动焊接机，包括与安装平面固定连接的固定支架9，所述的安装平面是指安装固定支架9的平面，可以是地面，也可以是地面上设置的安装平台。现有的罐体焊缝接机或龙门焊等各类焊接设备，其安装焊枪的支架都是安装于轨道上的行走架，焊接前，待焊罐体不作直线运动，而由焊接设备移动以调整焊枪与罐体13之间的位置，为焊接作准备，其不足是，无论焊接过程中焊接设备的行走架如何与轨道固定，行走架与轨道之间都会因焊接而发生相对的晃动或移动，影响焊接的质量。而本发明所述的异形罐体斜缝自动焊接机，其固定支架9是与所述安装平面连接固定，两者间不产生相对移动，焊接前通过移动罐体调整焊枪与罐体之间的位置，因此，在焊接过程中可有效地提高焊接的稳定性，明显减小固定支架9移动或晃动，提高焊接的质量。固定支架9上安装能带动焊枪14竖直和左右水平移动的焊枪移动机构，焊枪移动机构上安装焊枪行走机构，焊枪行走机构上安装上下调整架21，上下调整架21上安装导向轴44，导向轴44上安装导向块46，导向块46可沿导向轴44上下移动，导向块46上安装能使焊枪14前后水平移动的焊枪调整机构，焊枪调整机构上安装焊枪14，焊枪14上安装自动跟踪机构23。如图2所示，所述的斜缝是指焊缝所在平面不垂直于罐体13长轴轴线的焊缝，由罐体13的侧面看，焊缝的投影是条斜线。所述的罐体13的长轴是罐体13在焊接过程中的旋转轴。

结合附图详细阐述焊接过程如下：

安装时，将自动跟踪机构23、焊枪移动机构、焊枪行走机构和焊枪调整机构的动力装置分别通过导线与控制箱连接；将安装罐体13的第一变位机16和第二变位机17的驱动装置分别通过导线所述控制箱连接。

焊接前，如图1和图2所示，移动第一变位机16和第二变位机17，调整罐体13与焊枪14之间的前后位置关系。焊接时，焊枪行走机构带动焊枪14、焊枪移动机构和焊枪调整机构沿罐体13表面向左或向右水平移动；在移动过程中，自动跟踪机构23随时检测焊缝的走向，将信号传给所述控制箱，控制箱控制焊枪调整机构带动焊枪14沿罐体13长轴方向向前或后水平移动，确保焊枪14可始终沿倾斜焊缝焊接，实现自动跟踪焊接。当焊枪14焊接一定距离的焊缝后，由于罐体13表面是曲面，使得焊枪14和自动跟踪机构23无法继续对焊缝进行准确地焊接和检测，因此，可通过所述控制箱控制第一变位机16和第二变位机17转动罐体13，使未焊接的焊缝位于焊枪14和自动跟踪机构23的有效范围内，以便继续焊接。由于焊枪调整机构安装于导向块46上，因此焊枪14可在重力的作用下贴紧焊缝，但当导向轴44的行程无法满足焊枪14的竖直移动要求时，可通过所述控制箱驱动焊枪移动机构竖直向上或下移动，调整焊枪14的位置。

如图4所示，所述的焊枪行走机构可由变速箱20、第二电机24和焊机驱动轮27连接构成，变速箱20通过连接件与所述焊枪移动机构连接，变速箱20上安装第二电机24，第二电机24的输出轴与变速箱20的输入轴连接，变速箱20的输出轴上安装焊机驱动轮27；变速箱20上安装上下调整架21。焊机驱动轮27转动，带动焊枪14水平左右移动。

所述的焊枪行走机构也可以是现有的其他可带动焊枪14左右水平移动的机构。

所述的连接件由焊接机构连接轴18和旋转盘19连接构成，旋转盘19与变速箱20固定连接，焊接机构连接轴18通过轴承与旋转盘19连接。焊接机构连接轴18与旋转盘19之间可相对转动，以便于焊机驱动轮27能带动焊枪14更准确及时调整走向，沿焊缝51倾斜移动，从而提高焊接质量和焊接效率。

所述的焊枪调整机构由丝杠螺母机构和焊机支撑架25连接构成，丝杠螺母机构的第二丝杠42与导向块46连接，丝杠螺母机构的导向块41上安装焊机支撑架25，焊机支撑架25上安装焊枪14；第二丝杠42仅可相对导向块46转动，而无法直线移动，导向块41仅可相对于导向块46直线移动而无法转动，导向块41可通过焊机支撑架25带动焊枪14实现沿罐体13长轴方向直线移动，从而实现焊枪14能焊接倾斜焊缝。如图4和图5所示，为方便安装第二丝杠42和驱动第二丝杠42转动的第三电机47，丝杠螺母机构中可设有水平调整架22，水平调整架22内安装第二丝杠42，水平调整架22上安装第三电机47，第三电机47的输出轴与第二丝杠42连接，第二丝杠42上安装导向块41，导向块41与第二丝杠42螺纹连接。为防止导向块41相对导向块46转动，可以将水平调整架22和导向块41设置成横断面为非圆形的形状，例如导向块41和水平调整架22的横断面是矩形，水平调整架22与导向块41配合，限制导向块41相对导向块46转动；也可以在水平调整架22内安装导杆43，导向块41与导杆43配合，导杆43限制导向块41转动。第三电机47可通过导线与所述控制箱连接，自动跟踪机构23检测发出信号后，控制箱可驱动第三电机47正转或反转，第三电机47带动第二丝杠42转动，使导向块41直线移动，从而，带动焊枪14沿罐体13的长轴方向移动。

所述的焊枪调整机构也可由液压缸和焊机支撑架25连接构成，液压缸与导向块46固定连接，液压缸的活塞杆上安装焊机支撑架25，焊机支撑架25与焊枪14连接。液压缸的油泵电机可通过导线与控制箱连接，根据自动跟踪机构23检测的情况，带动焊枪14沿罐体13长轴方向移动。

如图6和图7所示，所述自动跟踪机构23可由仿形机构壳体4、旋转轴5、偏心轮3、第一压力传感器1和第二压力传感器2连接构成，仿形机构壳体4内安装旋转轴5，旋转轴5可相对仿形机构壳体4转动，为减少转动磨擦，旋转轴5通过球轴承6和压力轴承7与仿形机构壳体4连接，旋转轴5上安装偏心轮3，仿形机构壳体4的侧壁上安装第一压力传感器1和第二压力传感器2，第一压力传感器1和第二压力传感器2分别与偏心轮3接触，旋转轴5的下端安装仿形轮8。仿形轮8应尽量靠近焊枪14，以便提高自动跟踪焊接的效果。焊接时，仿形轮8卡入焊缝51内，焊缝51对仿形轮8起导向作用，使仿形轮8始终沿焊缝51移动，即焊枪14始终沿焊缝51移动。由于焊枪行走机构的行走方向与焊缝51具有一定夹角，因此，仿形轮8在行走过程中带动旋转轴5相对仿形机构壳体4转动，旋转轴5带动偏心轮3转动，使偏心轮3挤压第一压力传感器1或第二压力传感器2，第一压力传感器1或第二压力传感器2向所述控制箱发出信号，控制箱内的PLC或单片机等控制装置接收信号后控制第三电机47或所述液压缸动作带动焊枪14前后水平移动。该结构的自动跟踪机构结构简单、制造成本低、使用寿长，且灵敏度高。

所述的自动跟踪机构23也可以是现有的跟踪检测装置，用以检测焊缝51的走向，从而控制焊枪14自动跟踪焊缝51移动，实现自动焊接。但是，现有的跟踪检测装置都是安装有摄像头和图像视别系统的复杂装置，造价过高、自动跟踪精度不高。

如图1至图3所示，所述的焊枪移动机构可由第一支撑板29和竖直移动板连接构成，固定支架9上设置上导轨15和下导轨28，第一支撑板29上安装上导轨固定架35和下导轨固定架36，上导轨固定架35与上导轨15配合，下导轨固定架36与下导轨28配合；第一支撑板29上安装第一电机10，第一电机10的输出轴上安装第一丝杠11，第一丝杠11上安装螺母滑块40，螺母滑块40与第一丝杠11螺纹连接，螺母滑块40上安装竖直移动板，竖直移动板上安装所述焊枪行走机构。固定支架9可在所述焊枪行走机构的带动下向左或右水平移动。所述竖直移动板可带动所述焊枪行走机构和焊枪14竖直上下移动。

如图3所示，所述竖直移动板可由第二支撑板30和第三支撑板31连接构成，第二支撑板30与螺母滑块40连接，第二支撑板30上设置滑轨37，滑轨37上安装第一滑块38，第一滑块38与第三支撑板31连接，第三支撑板31与所述焊枪行走机构连接。通常焊枪行走机构沿罐体13外形上下移动时，第三支撑板31可相对第二支撑板30向上或下移动，以确保焊枪14与焊缝51之间的距离，保证焊接效果。

当第三支撑板31与第二支撑板30之间的行程无法满足焊枪14竖直移动的范围时，第二支撑板30与第一支撑板29之间应在竖直方向相对移动，以进一步调整焊枪14与焊缝51之间的距离，因此，为实现第二支撑板30与第一支撑板29之间位置的自动调整，如图3所示，在第二支撑板30上安装上传感器48和下传感器49，上传感器48位于下传感器49上方；第三支撑板31上安装探头50。当第三支撑板31下移到下限位置时，探头50靠近下传感器49，此时，第一电机10转动，使第二支撑板30相对第一支撑板29下移；当第三支撑板31上升至上限位置时，探头50靠近上传感器48，上传感器48发信号控制第二支撑板30相对第一支撑板29上移。

为确保焊枪14可始终贴紧焊缝51，如图4所示，导向轴44上安装弹簧45，弹簧45位于导向块46的上方，导向块46可对焊枪14施加向下的压力。

本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (10)

1.异形罐体斜缝自动焊接机，其特征在于：包括与安装平面固定连接的固定支架（9），固定支架（9）上安装能带动焊枪（14）竖直和左右水平移动的焊枪移动机构，焊枪移动机构上安装焊枪行走机构，焊枪行走机构是能带动焊枪（14）左右水平移动的机构；焊枪行走机构上安装上下调整架（21），上下调整架（21）上安装导向轴（44），导向轴（44）上安装导向块（46），导向块（46）上安装能使焊枪（14）前后水平移动的焊枪调整机构，焊枪调整机构上安装焊枪（14），焊枪（14）上安装自动跟踪机构（23）。

2.根据权利要求1所述的异形罐体斜缝自动焊接机，其特征在于：所述的焊枪行走机构由变速箱（20）、第二电机（24）和焊机驱动轮（27）连接构成，变速箱（20）通过连接件与所述焊枪移动机构连接，变速箱（20）上安装第二电机（24），第二电机（24）的输出轴与变速箱（20）的输入轴连接，变速箱（20）的输出轴上安装焊机驱动轮（27）；变速箱（20）上安装上下调整架（21）。

3.根据权利要求2所述的异形罐体斜缝自动焊接机，其特征在于：所述的连接件由焊接机构连接轴（18）和旋转盘（19）连接构成，旋转盘（19）与变速箱（20）固定连接，焊接机构连接轴（18）通过轴承与旋转盘（19）连接。

4.根据权利要求1所述的异形罐体斜缝自动焊接机，其特征在于：所述的焊枪调整机构由丝杠螺母机构和焊机支撑架（25）连接构成，丝杠螺母机构的第二丝杠（42）与导向块（46）连接，丝杠螺母机构的导向块（41）上安装焊机支撑架（25），焊机支撑架（25）上安装焊枪（14）。

5.根据权利要求1所述的异形罐体斜缝自动焊接机，其特征在于：所述的焊枪调整机构是由液压缸和焊机支撑架（25）连接构成，液压缸与导向块（46）连接，液压缸的活塞杆上安装焊机支撑架（25），焊机支撑架（25）与焊枪（14）连接。

6.根据权利要求1所述的异形罐体斜缝自动焊接机，其特征在于：所述自动跟踪机构（23）由仿形机构壳体（4）、旋转轴（5）、偏心轮（3）、第一压力传感器（1）和第二压力传感器（2）连接构成，仿形机构壳体（4）内安装旋转轴（5），旋转轴（5）上安装偏心轮（3），仿形机构壳体（4）的侧壁上安装第一压力传感器（1）和第二压力传感器（2），第一压力传感器（1）和第二压力传感器（2）分别与偏心轮（3）接触，旋转轴（5）的下端安装仿形轮（8）。

7.根据权利要求1所述的异形罐体斜缝自动焊接机，其特征在于：所述的焊枪移动机构由第一支撑板（29）和竖直移动板连接构成，固定支架（9）上设置上导轨（15）和下导轨（28），第一支撑板（29）上安装上导轨固定架（35）和下导轨固定架（36），上导轨固定架（35）与上导轨（15）配合，下导轨固定架（36）与下导轨（28）配合；第一支撑板（29）上安装第一电机（10），第一电机（10）的输出轴上安装第一丝杠（11），第一丝杠（11）上安装螺母滑块（40），螺母滑块（40）与第一丝杠（11）螺纹连接，螺母滑块（40）上安装竖直移动板，竖直移动板上安装所述焊枪行走机构。

8.根据权利要求7所述的异形罐体斜缝自动焊接机，其特征在于：所述竖直移动板由第二支撑板（30）和第三支撑板（31）连接构成，第二支撑板（30）与螺母滑块（40）连接，第二支撑板（30）上设置滑轨（37），滑轨（37）上安装第一滑块（38），第一滑块（38）与第三支撑板（31）连接，第三支撑板（31）与所述焊枪行走机构连接。

9.根据权利要求8所述的异形罐体斜缝自动焊接机，其特征在于：第二支撑板（30）上安装上传感器（48）和下传感器（49），上传感器（48）位于下传感器（49）上方；第三支撑板（31）上安装探头（50）。

10.根据权利要求1所述的异形罐体斜缝自动焊接机，其特征在于：导向轴（44）上安装弹簧（45），弹簧（45）位于导向块（46）的上方。

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