CN104117754A - 热交换盘管自动跟踪焊接设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种热交换盘管自动跟踪焊接设备及方法。该热交换盘管自动跟踪焊接设备包括立柱，其底部设置有可相对于地面移动的台车；焊接升降平台，其沿竖直方向可移动地设置在所述立柱上；焊接装置，其沿水平方向可移动地设置在所述焊接升降平台上；焊缝跟踪装置，其固定在所述焊接装置上，用于采集焊缝信息；罐体旋转装置，其与所述立柱相邻设置，用于支撑待加工的罐体并驱动所述待加工的罐体转动。根据本发明的热交换盘管自动跟踪焊接设备，实现了盘管焊接的自动化，提高了盘管焊接的效率。同时，由于在焊接装置上设置了焊缝跟踪装置，实现了对焊缝信息的实时采集，进而实现实时调整焊接装置的位置。

Description

热交换盘管自动跟踪焊接设备及方法
技术领域
本发明涉及大型储罐加工技术领域，尤其涉及一种热交换盘管自动跟踪焊接设备及方法。
背景技术
目前国内盛装液体介质的容器，很多在使用时需要对容器内的介质进行加热或冷却，根据热交换的效果需要，容器外部通常采取整体夹套或将半管形式的盘管缠绕在容器的表面，其中半管形式的盘管更加常见。
盘管内流通加热或冷却介质，和容器内的介质进行热能交换。装配在容器上的盘管和容器外壁的封闭焊接通常采用手工或半自动焊接，焊接效率低，焊接的质量因不同的操作者而异，焊接质量无法得到可靠的保证。
因此，需要一种热交换盘管自动跟踪焊接设备及方法，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种热交换盘管自动跟踪焊接设备，包括：立柱，所述立柱的底部设置有可相对于地面移动的台车；焊接升降平台，所述焊接升降平台沿竖直方向可移动地设置在所述立柱上；焊接装置，所述焊接装置沿水平方向可移动地设置在所述焊接升降平台上；焊缝跟踪装置，所述焊缝跟踪装置固定在所述焊接装置上，用于采集焊缝信息；罐体旋转装置，所述罐体旋转装置与所述立柱相邻设置，用于支撑待加工的罐体并驱动所述待加工的罐体转动。
优选地，所述焊缝跟踪装置包括：滑块，所述滑块可滑动地设置在所述焊接装置上，用于随焊缝移动；探针传感器，所述探针传感器固定在所述滑块上，用于采集焊缝信息；控制器，所述控制器与所述探针传感器连接，用于接收来自所述探针传感器采集的所述焊缝信息。
优选地，所述罐体旋转装置包括主动辊轮架和从动辊轮架，所述主动辊轮架和所述从动辊轮架具有间隔地设置，并且所述主动辊轮架和所述从动辊轮架中的至少一个可滑动地设置在地面上。
优选地，在所述主动辊轮架远离所述从动辊轮架的一侧设置有防窜装置，所述防窜装置用于防止所述主动辊轮架窜动。
优选地，在所述立柱的顶部设置有链条链轮机构，所述链条链轮机构与所述焊接升降平台连接，用于带动所述焊接升降平台沿竖直方向移动。
优选地，在所述立柱上设置有电梯。
优选地，所述焊接升降平台上设置有护栏。
本发明还提供一种热交换盘管自动跟踪焊接方法，包括以下步骤：放置待加工的罐体；将焊接装置调整至正确的焊接位置；对所述待加工的罐体上的盘管进行自动焊接，同时对焊缝进行跟踪；根据对焊缝的跟踪结果调整所述焊接装置的位置。
优选地，在对所述待加工的罐体上的盘管进行所述自动焊接时，控制所述待加工的罐体转动，同时控制所述焊接装置水平移动。
优选地，所述对焊缝进行跟踪包括采集焊缝的焊接坡口高度和焊缝横向变化。
根据本发明的热交换盘管自动跟踪焊接设备，实现了盘管焊接的自动化，提高了盘管焊接的效率。同时，由于在焊接装置上设置了焊缝跟踪装置，实现了对焊缝信息的实时采集，进而实现实时调整焊接装置的位置。
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
图1为根据本发明一种实施方式的热交换盘管自动跟踪焊接设备的左视图；
图2为图1中I处放大图；
图3为根据本发明一种实施方式的热交换盘管自动跟踪焊接设备的主视图；
图4为根据本发明一种实施方式的焊缝跟踪装置的结构示意图；
图5为根据本发明一种实施方式的热交换盘管自动跟踪焊接方法的流程图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明公开了一种热交换盘管自动跟踪焊接设备，其结构如图1和图2所示，包括立柱10、焊接升降平台30、焊接装置50、焊缝跟踪装置70以及罐体旋转装置90。其中，立柱10的底部设置有台车11，该台车11可相对于地面移动，从而使立柱10也可以相对于地面移动。焊接升降平台30设置在立柱10上，从图1中可以看出，焊接升降平台30设置在立柱10朝向罐体旋转装置90的一侧，并且朝向放置在罐体旋转装置90上的大致圆柱形的待加工的罐体80伸出。为了实现调整焊接装置50在竖直方向上的位置，焊接升降平台30构造为能够沿竖直方向移动，由此该焊接设备可以焊接具有不同横向尺寸的罐体。优选地，焊接升降平台30可以通过设置在立柱10顶部的链条链轮机构60驱动焊接升降平台30沿竖直方向移动。链条链轮机构60的结构以及链条链轮机构60如何与焊接升降平台30连接本领域技术人员已经知晓，本文不再赘述。焊接装置50沿水平方向可移动地设置在焊接升降平台30上。在一种优选的情况下，焊接装置可沿靠近/远离立柱的方向移动。焊接装置50的移动可以由丝杠带动实现，丝杠可以与电动机连接受电动机的驱动。焊缝跟踪装置70固定在焊接装置50上，随焊接装置50一起移动，在焊接装置50进行焊接的同时对焊缝信息进行采集。这里提到的焊缝信息主要包括焊接坡口高度和焊缝横向变化（例如横向偏移值和/或横向宽度的变化），根据这些信息辅助焊接装置50进行焊接位置的调整。罐体旋转装置90与立柱10相邻地固定设置在地面上，用于支撑待加工的罐体80，并在开始焊接时驱动待加工的罐体80转动。
在开始焊接加工前，先将待加工的罐体80放置在罐体旋转装置90上，然后通过台车11的水平移动（例如沿待加工的罐体80的轴向）、焊接升降平台30的竖直移动以及焊接装置50在焊接升降平台30上的移动来调整焊接位置。随后，开动罐体旋转装置90使罐体80开始转动，同时焊接装置50也开始对罐体80上的盘管进行焊接。具体地，由操作人员设定台车11的移动速度、罐体旋转装置90的转动速度、罐体80的直径以及盘管的螺距，经触摸屏将指令传输给控制装置（例如为PLC控制器），通过模拟量信号传输给台车11的伺服控制器和罐体旋转装置90的变频器，改变台车11的移动速度和罐体旋转装置90的转动速度，这些速度数值通过编码器反馈给PLC控制器，PLC控制器调整输出模拟量信号，对台车11的移动速度和罐体旋转装置90的转动速度实时调整，实现螺旋盘管的自动焊接。并且在进行自动焊接的同时焊缝跟踪装置70也在实时地采集焊缝的信息，以便根据焊缝的情况实时地调整焊接装置50的位置。
根据本发明的热交换盘管自动跟踪焊接设备，实现了盘管焊接的自动化，提高了盘管焊接的效率。同时，由于在焊接装置上设置了焊缝跟踪装置，实现了对焊缝信息的实时采集，进而实现实时调整焊接装置的位置。
在本发明一种优选的实施方式中，为了方便操作人员登上焊接升降平台30，可以在立柱10上设置电梯13（参见图1）。该电梯13可以设置在立柱10远离罐体转动装置90的一侧。
同样优选地，为了保障操作人员在焊接升降平台30上的安全，可以在焊接升降平台30上安装图1所示的护栏31。
在本发明另一种优选的实施方式中，为了准确地采集焊缝的相关信息，焊缝跟踪装置70可以包括图4所示的滑块71、探针传感器73以及未在图中示出的控制器。其中，滑块71可滑动地设置在焊接装置50上，在随焊接装置50同步移动的同时还可以根据焊缝的位置进行微调。探针传感器73固定在滑块71上，有关焊缝的信息均是通过该探针传感器73进行采集。采集到的焊缝信息则传输至控制器，控制器随即控制焊接装置50进行焊接位置的调整。
在本发明又一种优选的实施方式中，罐体旋转装置90如图3所示，设置为包括主动辊轮架91和从动辊轮架93的分体式结构，为了使罐体稳固地放置以及能够适用多种尺寸的罐体，主动辊轮架91和从动辊轮架93在设置时二者之间保持一定的间隔，并且主动辊轮架91和从动辊轮架93中的至少一个可滑动地设置在地面上。
进一步优选地，可以在主动辊轮架91远离从动辊轮架93的一侧设置防窜装置20，该防窜装置20的作用在于防止主动辊轮架91发生窜动，以保证罐体旋转装置90的正常运转。主动辊轮架91和从动辊轮架93通过安装在其上的多个辊轮来驱动罐体80转动，辊轮的转动可以采用电动机与减速器进行驱动。
本发明还公开了一种热交换盘管自动跟踪焊接方法，该方法包括图5所示的S101至S107四个步骤。首先，在步骤S101中先放置好待加工的罐体。具体地，可以采用支架、支撑台的装置作为放置待加工的罐体的场所。随后，在步骤S103中将焊接装置调整至正确的焊接位置。上述准备工作完成后，就可以进行步骤S105，对待加工的罐体上的盘管进行自动焊接。为了提高焊接的效率，焊接的过程可以采用双焊枪的方式完成。在自动焊接的同时，始终保持对焊缝的跟踪，以便及时了解焊缝的情况。焊缝的跟踪可以通过使用探头传感器等设备实现，探头传感器采集到焊缝信息后将焊缝信息传输给与探头传感器连接的控制器。控制器对接收到的焊缝信息进行分析，将分析结果传输给诸如PLC等控制装置，控制装置在步骤S107中对焊接装置的位置进行调整以实现更佳的焊接效果。
优选地，在对待加工的罐体上的盘管进行自动焊接时，控制待加工的罐体转动，同时也控制焊接装置进行水平移动，从而实现螺旋盘管的自动焊接。
同样优选地，采用焊缝的焊接坡口高度和焊缝横向变化作为焊缝信息为焊接装置的位置调整提供参考。由于焊缝的焊接坡口高度和焊缝横向变化更能够真实地反映焊缝的情况，因此更有助于将焊接装置调整到准确的焊接位置。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种热交换盘管自动跟踪焊接设备，其特征在于，包括：
立柱，所述立柱的底部设置有可相对于地面移动的台车；
焊接升降平台，所述焊接升降平台沿竖直方向可移动地设置在所述立柱上；
焊接装置，所述焊接装置沿水平方向可移动地设置在所述焊接升降平台上；
焊缝跟踪装置，所述焊缝跟踪装置固定在所述焊接装置上，用于采集焊缝信息；
罐体旋转装置，所述罐体旋转装置与所述立柱相邻设置，用于支撑待加工的罐体并驱动所述待加工的罐体转动。
2.按照权利要求1所述的热交换盘管自动跟踪焊接设备，其特征在于，所述焊缝跟踪装置包括：
滑块，所述滑块可滑动地设置在所述焊接装置上，用于随焊缝移动；
探针传感器，所述探针传感器固定在所述滑块上，用于采集焊缝信息；
控制器，所述控制器与所述探针传感器连接，用于接收来自所述探针传感器采集的所述焊缝信息。
3.按照权利要求1所述的热交换盘管自动跟踪焊接设备，其特征在于，所述罐体旋转装置包括主动辊轮架和从动辊轮架，所述主动辊轮架和所述从动辊轮架具有间隔地设置，并且所述主动辊轮架和所述从动辊轮架中的至少一个可滑动地设置在地面上。
4.按照权利要求3所述的热交换盘管自动跟踪焊接设备，其特征在于，在所述主动辊轮架远离所述从动辊轮架的一侧设置有防窜装置，所述防窜装置用于防止所述主动辊轮架窜动。
5.按照权利要求1所述的热交换盘管自动跟踪焊接设备，其特征在于，在所述立柱的顶部设置有链条链轮机构，所述链条链轮机构与所述焊接升降平台连接，用于带动所述焊接升降平台沿竖直方向移动。
6.按照权利要求1所述的热交换盘管自动跟踪焊接设备，其特征在于，在所述立柱上设置有电梯。
7.按照权利要求1所述的热交换盘管自动跟踪焊接设备，其特征在于，所述焊接升降平台上设置有护栏。
8.一种热交换盘管自动跟踪焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
放置待加工的罐体；
将焊接装置调整至正确的焊接位置；
对所述待加工的罐体上的盘管进行自动焊接，同时对焊缝进行跟踪；
根据对焊缝的跟踪结果调整所述焊接装置的位置。
9.按照权利要求8所述的热交换盘管自动跟踪焊接方法，其特征在于，在对所述待加工的罐体上的盘管进行所述自动焊接时，控制所述待加工的罐体转动，同时控制所述焊接装置水平移动。
10.按照权利要求8所述的热交换盘管自动跟踪焊接方法，其特征在于，所述对焊缝进行跟踪包括采集焊缝的焊接坡口高度和焊缝横向变化。
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