CN1035974A - 容器内环焊缝外部监控自动焊机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接设备，容器内环焊缝外部 监控自动焊机，它适用于容器内封端环焊缝的焊接， 可应用埋弧焊，或熔化极气体保护焊。它是由自动焊 机，可折叠的电焊头中心吊架(轨迹规定架)垂吊式焊 机头，或行走式焊车，容器内外连接电缆，监视系统， 操作控制台共同组成的，通过监视，或自动控制系统， 监视控制整个焊接过程，使用时可方便的将可折叠的 中心吊架，焊机头，或焊车安装在被焊环缝一侧，且焊 嘴对准焊缝。

Description

本发明涉及的是一种焊接设备，特别是一种容器内环焊逢外部监控自动焊机，它适用于在容器内对封端环焊逢的焊接，可应用埋弧焊接。或熔化极气体保护焊接。

现容器生产制造过程中，在容器封端对接后的内环焊逢都是由工人从人孔进入容器内实施这最后一道工序，采用手工焊，由于光照度差，排尘排烟困难，空气污染严重，尤其熔化极气体保护焊有毒气体对人体危害极大，由于容器内空间有限，只有人孔可以通气，且工件处于转动状态。通风条件差，加之在容器内实施焊接，温升较快，夏季更为明显，所以工人在容器内不能实施连续焊接（长时间工作）。所以每隔一段时间就得出来换气休息，由于不能实施连续焊接。所以焊件质量不易保证。目前国内许多从事锅炉，化工容器设备制造的企业，大多采用人工焊接容器内封端对接焊逢，尚无容器内环焊逢外部监控焊接设备，国内的几家焊接机械制造厂也从未生产制造过这类焊机。例如江苏无锡雪浪焊接成套设备厂、上海电焊机厂、天津电焊机厂等，国外瑞典的伊萨有限公司〔ESAB公司〕。日本的〔OTC〕Daihen    Corporation〔Formerly：Osaka    Tranfomer    Co    Ltd〕企业，均未有生产制造此类外部监控焊机。以瑞典伊萨焊接有限公司制造的全自动埋弧焊车和立柱式全自动焊机为例;这两种焊接设备在使用时，操作人员都要在焊车或焊机头旁，随同焊车或焊机头一同进入筒体，容器〔工件〕内进行直接施焊现场监视焊接，所以在使用时人必须随同焊机头，或焊车一同在容器内实施焊接。使用本发明所涉及的焊机焊接容器内环焊逢，可把工人从容器内解放出来，本外部监控焊机，是从事锅炉、化工容器设备制造生产中的结构新颖实用的焊接机械设备。

本发明的目的是要提供一种使用方便，易操作的容器内环焊逢外部监控自动焊机，它可以改变以往焊接容器内环焊逢的施焊方法，变手工焊接为外监控自动焊接。

本发明的目的是以如下方式完成，容器内环焊逢外部监控自动焊机，它是由自动焊机可折叠的电焊机头中心吊架，焊机头，〔或焊车〕内外连接电缆，操作控制台共同组成的，整个焊接过程可由人员在操作控制台监视控制。使用时能方便的将可折叠的焊机头中心吊架〔轨迹规定机构〕以及焊机头、焊车、顺着人孔放入容器内。由操作人员打开该中心吊架，并支承固定在环逢一侧，然后用四个支腿上的焊逢找正基准尺。找正对准焊逢，则焊机头外于悬垂状态，竖直向下实施对内环焊逢的焊接，焊接过程中因容器在滚台的作用下处于匀速转动状态，故为保证焊机头竖直悬垂的施焊状态。本焊机采用如下技术手段：焊机头由吊臂与中心轴固定，通过减速机构导出齿轮与支撑架上的轴套齿圈咬合带动转轴转动，即焊机头相对转动的被焊容器同速反向运动使焊机头与被容器相对静止实施焊接。

当焊机头采用焊车结构形式，由焊车取代悬挂式焊机头。由中心轴上设置的可折装的轨迹规定臂竖直插入焊车垂直滑板上设置的滑动插口，使焊车与轨迹规定臂竖直滑动，且与容器轴向垂直，并使之在容器内不能轴向串动，这时的焊车处在容器底边，由焊车本身的行走电机变速机构来保证与转动的容器相向运动，即焊车相对静止对焊逢施焊。打开焊机头或焊车上设置的机头照明灯，调整焊机头，或焊车焊嘴部的对逢指示针，及监视镜头（摄像机）使之达到清，在入孔处卡好内外连接电缆，人员从容器中撤出，焊接人员在容器外的控制台上实施监控焊接。控制台上设置有焊逢跟踪显示屏，及焊机头〔焊车〕对逢调整机构的控制按钮。由于采用外部监控焊接察器内环焊逢，且设置有应用熔化极气体保护焊的自动排烟装置，及自动庶屏强光装置。所以达到改善工人劳动环境，以及劳动条件，锐低劳动强度。把人从容器中解放出来，最大限度减少有害气体对工人〔人体〕的侵害，提高健康水平，降低职业病的患病率，实施容器内环焊逢外部监控，变手工焊接为自动焊接，将有效的提高工作效率，和焊件焊接质量。

以下将结合附图对本发明作进一步描述：

图1是本发明自动焊机正面视图;

图2是图1的侧视图;

图3是应用自动焊车实施例的正面视图，

图4是图3的侧视图。

图1、图2中焊机头中心吊架〔轨迹规定架〕总成〔1〕包括吊架开启液压油缸〔1〕吊架液压阀〔2〕十字架顶开支架〔3〕十字支腿油缸〔4〕支腿接杆〔5〕支腿脚微调装置〔6〕焊逢找正基准尺〔7〕支架中心轴套齿圈〔8〕中心转轴〔9〕减速机构〔10〕液压油管〔11〕手动液压油泵〔12〕油泵悬挂卡子〔13〕焊机头吊臂插口〔14〕半圆锁销〔15〕焊机头总成〔Ⅱ〕包括：焊机头吊臂〔16〕焊嘴〔17〕监视镜头〔摄像机〕〔18〕送丝机构〔19〕强光庶屏罩〔20〕电动十字滑板〔21〕垂直距离控制轮式触杆〔22〕微动开关〔23〕跟踪焊逢指示针〔也可以是自动导向轮〕〔24〕机头灯〔25〕控制台总成〔Ⅲ〕包括：内外连接电缆〔包括图象信号传导电缆或光缆，焊机线，控制电缆〕〔26〕入孔处电缆卡子〔27〕监示控制操作台〔28〕自动焊机控制屏〔29〕监视器〔监视屏〕〔30〕监视〔屏〕调整控制装置〔31〕对逢跟踪控制按钮〔32〕排烟装置总成〔Ⅲ〕包括：排烟罩〔33〕排烟导管〔34〕吸收排放器〔35〕;容器〔36〕滚台〔37〕

图3、图4中的中心吊架〔轨迹规定架〕总成〔Ⅰ〕包括：支架中心轴套〔8〕中心转轴〔9〕轨迹规定臂插口〔10〕液压油管〔11〕手动液压油泵〔12〕油泵悬挂卡子〔13〕半圆锁销〔14〕焊车总成〔Ⅰ〕包括：焊车轨迹规定臂〔15〕手动垂直滑板〔16〕焊嘴〔17〕监视镜头〔18〕送丝机构〔19〕强光庶屏罩〔20〕轨迹规定臂竖直滑动插口〔21〕微动开关〔23〕电动水平滑板〔22〕跟踪焊逢指示针〔也可以是导向轮〕〔24〕机头灯〔25〕

参照图1、2，给出的实施例：一个具有将焊机头垂吊在容器内环焊逢上部的中心吊架〔焊机轨迹规定架〕总成〔Ⅰ〕可方便的用液压方式折叠或打开，使用时随同焊机头总成〔Ⅱ〕顺着入孔放进容器〔36〕首先将液压阀〔2〕搬到开启支架油缸〔1〕位置，手压油泵〔12〕使中心吊架开启支架油缸〔1〕位置，手压油泵〔12〕使中心吊架开启支架〔3〕顶开十字支撑腿〔5〕便支靠，使之互相垂直，打开十字架各支撑腿〔5〕脚部的焊逢基准尺〔7〕使之都对准焊逢，然后将油阀〔2〕手柄搬到十字支撑位置。手压油泵〔12〕，支撑架〔中心吊架总成〕便支撑固定在容器〔36〕内环焊逢一侧，调整各支脚部设置的微调对逢装置〔6〕搬柄，将各支腿端部的焊逢基准尺〔7〕对准焊逢，这样中心吊架总成〔Ⅰ〕便可与容器〔36〕内环焊逢径向断面平行，焊机中心吊架总成〔Ⅰ〕便固定完毕，将油泵体〔12〕挂上开启支架油缸〔Ⅰ〕端部扣好卡子〔13〕，然后把焊机头〔Ⅱ〕上的吊臂〔16〕插入中心吊架〔Ⅰ〕的插口〔14〕并用半圆锁销〔15〕固定吊臂〔16〕，调整送丝机构〔19〕，及焊嘴〔17〕高度，埋弧焊挂好焊剂头〔a〕焊剂回收装置〔b〕;熔化极气体保护焊则要更换气体焊嘴〔e〕排烟罩〔33〕排烟器管〔34〕调整完毕，开机前打开机头照明灯〔25〕，对好设在竖直滑板下端。监视镜头，使之正对焊逢基准指示针，通过外部操作台总成〔Ⅲ〕上的监视器〔30〕观察设置在焊嘴〔17〕前部且与焊嘴〔17〕同步动作的焊逢基准指示针〔24〕调整到准确对逢位置，人员从容器〔36〕中撤出，通过控制台〔Ⅲ〕上的自动焊机控制屏〔29〕选好预定焊接参数，开启焊机滚台〔37〕转动实施环焊，整个焊接过程由操作控制台上的操作人员通过监视屏〔30〕，监视焊逢跟踪指示针〔24〕的准确对逢位置，手按左右控制按钮〔32〕，使焊逢指示针〔24〕始终对准焊逢，焊机的送丝机构〔19〕由电压，电流反馈系统控制送丝马达自动送丝。焊嘴〔17〕与工件的距离〔高度〕由轮式触杆〔22〕控制微动开关〔23〕指令装有伺服电机的电动十字滑板〔21〕升降动作，也可通过监视器〔31〕监视，用手动按钮〔32〕控制，使焊嘴〔17〕保持预调高度。施焊前将内外连接电缆在入孔处卡好，这样便可在容器外对容器〔36〕内环焊逢实施环焊控制。施焊时容器〔36〕在滚台〔37〕的作用下匀速转动，焊机头〔Ⅱ〕由吊臂〔16〕与中心转轴〔9〕固定，由与中心转轴〔9〕成一体的由直流调速电机拖动的减速箱机构〔10〕导出齿轮咬合中心吊架〔Ⅰ〕上的轴套齿圈。使焊机头〔Ⅱ〕与容器〔36〕产生相对运动，保证焊机头〔Ⅱ〕始终处于竖直向下相对静止状态，而在径向、轴向不出现摆动现象，这就是由中心吊架〔Ⅰ〕给焊机头〔Ⅱ〕一个规定的轨迹，保证施焊的准确性。

参照图3、图4，构成的本发明另一实施例，即焊机施焊部分以焊车〔Ⅱ〕取代图1、2中悬挂式焊机头〔Ⅱ〕。由中心轴〔9〕上设置的轨迹规定臂插口〔10〕半圆锁销〔14〕将焊车〔Ⅱ〕轨迹规定臂〔15〕上端竖直插入焊车〔Ⅱ〕手动垂直滑板〔16〕上设置的竖直滑动插口〔21〕，使焊车〔Ⅱ〕与轨迹规定臂〔15〕竖直滑动，焊车由本身的行驶机构保持预调速度，沿容器〔36〕焊逢一侧底部与容器〔36〕转向相向行驶，使焊车〔Ⅱ〕外于相对静止的施焊位置。（焊平板时焊车动而工件不动，而本实施例中的工件处于转动状态，所以要求焊车〔Ⅱ〕保证稳定的施焊速度，即焊车〔Ⅱ〕与工件的转速要吻合）焊车〔Ⅱ〕由于规定臂〔15〕的作用不能轴向串动，只能在与容器〔36〕径向平行的轨迹上行驶。焊接前先调整焊嘴高度手动滑板〔16〕。高度一经调好，焊嘴〔17〕便可同时随焊车〔Ⅱ〕开降，而始终保持预调高度，由电动水平滑板〔22〕构成水平对逢执行机构，通过控制按钮〔32〕控制，也可安装自动导向轮〔24〕通过控制微动开关〔23〕控制电动水平滑板〔22〕对准焊逢。用安装在焊车上，面对焊嘴的监视镜头或摄像机〔17〕通过电缆或信号电缆传至控制台上的监视屏幕或监视器〔30〕监视焊逢基准指示针〔24〕准确对逢，在操作控制台控制监视整个焊接过程。

以上两个实施例所涉及的监视系统结构为其一，由光学镜头〔17〕与电缆〔25〕内的光纤组成的光缆，及二次成像放大镜片，代替屏幕用的毛玻璃片，庶光罩构成的监视屏幕〔30〕共同组合构成这种根据光学原理组装成的焊机焊逢监视系统，性能能稳定，不怕振动，磁场，电场，温度等影响，且造价不高经济实用。是较理想的监控器材;其二监视系统也可使用工业电视，它是由摄机〔17〕控制器〔31〕监视器〔30〕电缆〔25〕中视频信号传导电缆共同构成，它的抗干挠能力不如前者，使用中要注意加强屏蔽，防振、防磁、强光庶屏，保证稳定的供电电压。用这两种监视器材的任何一种来组成外监控焊机的监控系统都成立。

Claims (10)

1、一种容器内环焊逢外部监控自动焊机，包括焊机及自动送丝系统，其特征在于还具有可折叠，能打开支承固定在被焊容器[36]内环逢一侧内壁上的用于悬挂焊机头总成[Ⅱ]或规定焊车[Ⅰ]轨迹中心吊架[轨迹规定架]总成[Ⅰ]；具有用于监视焊逢的由摄像机[18]控制器[31]监视器[30]构成的工业电视监视系统或由光学镜头[18]传输光缆，成像放大装置构成的光学监视系统；还具有安装有监视屏[30]自动焊机控制屏[29]。调整控制焊嘴[17]对正焊逢的监视控制操作台[Ⅲ]以及连接控制台与容器[36]内焊机头[Ⅱ]或焊车[Ⅱ]的[电源，控制，监视信号]电缆[26]。

2、按权利要求1规定的容器内外焊逢外部监控自动焊机，其特征是所说的中心吊架总成〔Ⅰ〕是由如下结构构成，吊架开启油缸〔1〕液压阀〔2〕和与吊架开启油缸〔1〕相连的在轴向可滑动的十字支撑架顶开支架〔3〕由四个支腿与中心轴套〔中心轴套齿圈〕组成十字支撑架，各支腿上设置有，支腿油缸〔4〕支腿接杆〔5〕，支腿脚部微调对逢装置〔6〕与支腿端部同步动作的且安装于其端部的焊逢找正基准尺〔7〕连接开启机构油缸〔1〕与支撑腿油缸〔4〕的支架中心轴套〔齿圈〕〔8〕，以及可在其中转动的中心转轴〔9〕，中心转轴由上设置有减速机构〔10〕其导出齿轮与支架中心转轴齿圈〔8〕唆合转动，给各液压缸提供压力的手动液压泵〔12〕和传导压力的液压油管〔11〕。

3、按权利要求1规定的容器内环焊逢外部监控自动焊机，其特征是所说的焊机头〔Ⅱ〕通过吊臂〔16〕与中心转轴减速机构〔10〕下侧的吊臂插口〔14〕组成可折装组合结构，由半圆锁销〔15〕固定，处于悬垂状态，由装在中心转轴〔9〕上的减速机构〔10〕导出齿轮唆合支架轴套齿圈〔8〕使焊机头〔Ⅱ〕与工件相向运动。保证焊机头〔Ⅱ〕竖直向下而在径向不可摆动。

4、按权利要求1规定的容器内环焊逢外部监控自动焊机，其特征是所说的焊机施焊部分采用自动焊车〔Ⅱ〕，由轨迹规定架〔Ⅰ〕中心转轴〔9〕上设置的轨迹规定臂插口〔10〕半圆锁销〔14〕将插入插口〔10〕的轨迹规定臂〔15〕上端固定，构成方便的折装结构，轨迹规定臂下端竖直插入焊车〔Ⅱ〕滑动插口〔21〕与焊车〔Ⅱ〕成竖直滑动连接，并规定焊车在容器?6〕轴向不能串动，焊车〔Ⅱ〕由本身的行驶机构保持预调速度，沿容器〔36〕底边焊逢一侧与容器〔36〕转动方向相向行驶，施焊时焊车〔Ⅱ〕处于相对静止位置。

5、按权利要求1规定的容器内环焊逢外部监控自动焊机，其特征在于所说的监视系统可应用工业监视电视，摄像机〔18〕控制器〔31〕监视器〔30〕构成，摄像机〔18〕装在焊机头〔Ⅱ〕，或焊车〔Ⅱ〕焊逢基准指示针〔24〕的前上方位置，由内外连接电缆〔26〕中的视频信号电缆接到控制台〔28〕上的控制器〔31〕，监视器〔30〕装在控制器〔31〕上方显示焊机焊嘴〔17〕跟踪焊逢指针〔24〕的对逢情况，及整个焊接过程。强光庶装置设在监视器〔30〕镜头部位。

6、按权利要求1规定的容器内环焊逢外部监控自动焊机，其特征是所说的监视系统可由安装在焊机头〔Ⅱ〕部或焊车〔Ⅱ〕上的焊嘴〔17〕焊逢基准指示针〔24〕前上方的光学镜头〔18〕，由内外连电缆〔26〕中设置的光纤组成的光缆将图像传至控制台〔Ⅲ〕上的由光学放大镜片，毛玻璃片，庶光罩共同构成的监视屏幕〔30〕及售距调整装置〔31〕。以及设置在光学镜头部位的强光庶屏装置〔20〕组合构成。

7、按权利要求1规定的容器内环焊逢外部监控自动焊机，其特征是所说的焊逢跟踪装置由电动十字滑板〔21〕和安装在焊嘴〔17〕侧前方位置且固定在焊嘴〔17〕上的焊嘴高度自动控制竖直滑动轮式触杆〔22〕轮式触杆〔22〕上端部设置有微动开关〔23〕指令电动十字滑板〔21〕垂直升降动作。自动保持焊嘴〔17〕与工件容器〔36〕施焊部位的距离，水平对逢由控制台〔Ⅲ〕上设置的控制按钮〔32〕控制，也可由自动导向轮〔24〕自动控制对逢。

8、按权利要求4规定的容器内环焊逢外部监控自动焊机的焊车〔Ⅱ〕其特征是所说的焊车〔Ⅱ〕上设置有手动垂直升降滑板〔16〕用以预调焊嘴〔17〕与容器〔36〕施焊部位的距离，工作时焊嘴机头部随焊车〔Ⅱ〕一同升降，由电动水平滑板〔22〕通过控制台〔Ⅲ〕上的控制按钮〔32〕控制伺服电机的动作、水平对逢;还具有装折自如的自动导向轮〔24〕自动控制水平滑板〔22〕动作。

9、按权利要求1规定的容器内环焊逢外部监控自动焊机。其特征是在实施熔化极气体保护焊接时，还具有排烟装置〔Ⅲ〕由可安装在焊嘴上的吸烟罩〔33〕内外连接用的排烟管〔34〕与操作台〔Ⅲ〕同在容器外设置的吸收排放器〔35〕共同构成。

10、按权利要求1规定的容器内环焊逢外部监控自动焊机。其特征是所说的由焊机焊接参数予调控制屏〔29〕监视屏〔30〕成像放大调整控制器〔31〕焊逢对正按制操纵按钮〔32〕共同组合装于一体构成操作监视控制台总成〔Ⅲ〕。

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