CN104117797A - 罐体内部自动焊接设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种罐体内部自动焊接设备及方法。该罐体内部自动焊接设备包括中心支承装置，其上连接有多个径向支承装置；旋转支承装置，其可旋转地设置在中心支承装置的顶部；焊接装置，其具有可移动的立柱，在立柱上连接有可沿水平和竖直方向移动的焊接横梁，在焊接横梁的一端连接有可沿水平方向移动的焊枪；轨道组件，其设置在径向支承装置的上表面，包括用于支承背保装置的背保支承轨道和用于支承旋转支承装置的焊接支承轨道；背保装置，其支承在背保支承轨道上。根据本发明的罐体内部自动焊接设备，实现了在罐体内部对罐体进行自动化焊接，代替了以往的人工焊接方式，大幅度地提高了工作效率，并且还能够保证焊接质量的稳定。
Description
技术领域
本发明涉及罐体加工技术领域，尤其涉及一种罐体内部自动焊接设备及方法。
背景技术
目前，诸如船用果汁罐等大型罐体的直径通常在9米以上，而罐体的厚度一般也在10mm以上，罐体通常是由多段筒节沿罐体的中心轴方向对接并焊接固定。如今在对相邻的两个筒节进行焊接时依然还是采用人工在罐体内部进行焊接的方式，这种人工焊接的方式效率较低，而且不同的操作人员的技术水平不同，造成焊接后的质量出现波动，焊接质量不能得到可靠的保证。
因此，需要一种罐体内部自动焊接设备及方法，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，本发明提供了一种罐体内部自动焊接设备，包括：中心支承装置，所述中心支承装置上连接有呈发散分布、向远离所述中心支承装置的方向延伸的多个径向支承装置；旋转支承装置，所述旋转支承装置可旋转地设置在所述中心支承装置的顶部；焊接装置，所述焊接装置具有可移动地设置在所述旋转支承装置上表面的立柱，在所述立柱上连接有可沿水平和竖直方向移动的焊接横梁，在所述焊接横梁的一端连接有可沿水平方向移动的焊枪；轨道组件，所述轨道组件设置在所述径向支承装置的上表面，包括多个同心设置的圆环轨道，其中直径最大的所述圆环轨道为用于支承背保装置的背保支承轨道，其余所述圆环轨道为用于支承所述旋转支承装置的焊接支承轨道；背保装置，所述背保装置支承在所述背保支承轨道上，在焊接时与所述旋转支承装置同步转动。
优选地，所述径向支承装置包括上支承梁和下支承梁，所述上支承梁的一端与所述中心支承装置连接，所述下支承梁可拆卸地连接在所述上支承梁的下表面。
优选地，在所述下支承梁的下方设置有沿所述下支承梁的纵向分布的多个支承座架。
优选地，在所述下支承梁的远离所述中心支承装置的端部的上表面设置有定位装置。
优选地，所述旋转支承装置包括驱动梁，所述驱动梁的一端可旋转地连接在所述中心支承装置的顶部，所述驱动梁的另一端设置有用于与所述焊接支承轨道连接的驱动装置。
优选地，所述旋转支承装置还包括：加长梁，所述加长梁的一端可旋转地连接在所述中心支承装置的顶部，所述加长梁的另一端与所述驱动梁连接，使得所述驱动梁的所述一端通过所述加长梁可旋转地连接在所述中心支承装置的顶部；加强梁，所述加强梁连接在所述驱动梁和所述加长梁的上表面，并用于安装所述焊接装置。
优选地，在所述焊接横梁上设置有与所述焊枪连接的等离子焊接电源和送丝机构。
本发明还提供了一种罐体内部自动焊接方法，包括以下步骤：放置具有可旋转的焊枪的焊接设备；放置待加工的罐体，使得所述焊接设备的焊枪位于所述待加工的罐体的内部；调整所述焊枪的位置；控制所述焊枪转动，同时对所述待加工的罐体进行焊接。
优选地，采用等离子焊接方式进行焊接。
优选地，该方法还包括对焊接后的焊缝进行检查，并进行补焊的步骤。
根据本发明的罐体内部自动焊接设备，采用可旋转的自动焊接设备对罐体的内部进行焊接，实现了在罐体内部对罐体进行自动化焊接，代替了以往的人工焊接方式，大幅度地提高了工作效率，并且不会因为不同操作人员技术水平的不同而造成焊接质量波动，消除了操作人员的人为因素，保证了焊接质量的稳定。
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罐体内部自动焊接设备的主视图；
图2为根据本发明一种实施方式的罐体内部自动焊接设备的俯视图；
图3为根据本发明一种实施方式的罐体内部自动焊接方法的流程图。
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。
本发明公开了一种罐体内部自动焊接设备，如图1所示，主要包括中心支承装置10、径向支承装置30、旋转支承装置50、焊接装置70、轨道组件90以及背保装置（图中未示出）。其中，中心支承装置10上连接有如图2所示的呈发散分布、向远离中心支承装置10的方向延伸的多个径向支承装置30。旋转支承装置50可旋转地设置在中心支承装置10的顶部，旋转支承装置50的旋转可以是通过在中心支承装置10内设置电动机和减速器进行中心驱动，也可以是通过在旋转支承装置50远离的端部设置电动机进行外围驱动。焊接装置70具有立柱71，该立柱71可移动地设置在旋转支承装置50的上表面，从而使得整个焊接装置70可移动地设置在旋转支承装置50的上表面。在立柱71上设置有可沿水平和竖直两个方向移动的焊接横梁73，该焊接横梁73的移动可以通过电动机和减速器驱动，并借助于光轴导轨进行导向，以保证焊接横梁73的顺畅移动。在焊接横梁73的一端连接有可沿水平方向移动的焊枪75，通过焊接横梁73沿水平和/或竖直方向的移动以及焊枪75沿水平方向的移动就可以实现对焊枪75的位置的调整。轨道组件90架设在径向支承装置30的上表面，从图2中可以看出，轨道组件90包括多个同心设置的圆环轨道，其中直径最大的圆环轨道为用于支撑背保装置的背保支承轨道91，而其余的圆环轨道则为用于支撑旋转支承装置50的焊接支承轨道93。旋转支承装置50可以根据待加工的罐体的尺寸来选择合适尺寸的焊接支承轨道93进行支承。背保装置，用于防止焊接后的焊缝被氧化，其支承在背保支承轨道91上，在焊接时与旋转支承装置50同步转动。
本发明提供的罐体内部自动焊接设备放置在待加工的罐体的内部，在开始对待加工的罐体进行焊接之前，先根据待加工的罐体的尺寸以及待焊接处的位置调整好焊枪75的位置，随后就可以由控制装置（如PLC）控制旋转支承装置50转动，打开焊枪75开始焊接。同时，控制装置还控制背保装置随旋转支承装置50同步转动，起到防止焊接后的焊缝被氧化的作用。
根据本发明的罐体内部自动焊接设备，采用可旋转的自动焊接设备对罐体的内部进行焊接，实现了在罐体内部对罐体进行自动化焊接，代替了以往的人工焊接方式，大幅度地提高了工作效率，并且不会因为不同操作人员技术水平的不同而造成焊接质量波动，消除了操作人员的人为因素，保证了焊接质量的稳定。
由于旋转支承装置50和背保装置都是在轨道组件90的圆环轨道上滑动，而轨道组件90又是架设在径向支承装置30上，所以径向支承装置30的结构设计和强度就显得格外重要。为了加强径向支承装置30的强度，优选地，参照图1，径向支承装置30包括上支承梁31和下支承梁33，其中，上支承梁31的一端与中心支承装置10连接，下支承梁33可拆卸地连接在上支承梁31的下表面。这样，当上支承梁31的长度不足以支承尺寸过大的待加工的罐体时，就可以先将下支承梁33拆卸，调整下支承梁33与上支承梁31的连接位置，使下支承梁33向外伸出，待加工的罐体就可以支承在下支承梁33上，背保支承轨道91和焊接支承轨道93也可以架设在下支承梁33上。并且，这种上下设置的双层结构也使径向支承装置30的强度得到了保证。
进一步优选地，依然参照图1，可以在下支承梁33的下方设置多个支承座架20，该多个支承座架20可以沿下支承梁33的纵向分布。
同样优选地，继续参照图1，为了使待加工的罐体稳固地放置在下支承梁33上，可以在下支承梁33远离中心支承装置10的端部的上表面设置定位装置40，并且该定位装置40还应该设置在背保支承轨道91的靠近中心支承装置10的一侧。当然，也可以在上支承梁31的上表面设置用于放置待加工的罐体的定位装置。
在本发明一种优选的实施方式中，旋转支承装置50包括驱动梁51，焊接装置70安装在该驱动梁51的上表面。该驱动梁51的一端可旋转地连接在中心支承装置10的顶部，而驱动梁51的另一端设置有用于与焊接支承轨道93连接的驱动装置60，通过该驱动装置60的驱动才得以带动驱动梁51转动。这种直接将驱动梁51连接在中心支承装置10上的实施方式，适用于尺寸较小的待焊接的罐体，此时驱动装置60可以与靠近中心支承装置10的焊接支承轨道93连接。
进一步优选地，当待焊接的罐体的尺寸较大时，可以为旋转支承装置50配备加长梁53。此时，将加长梁53的一端可旋转地连接在中心支承装置10的顶部，而将加长梁53的另一端与驱动梁51连接。具体地，是与驱动梁51用来与中心支承装置10连接的端部连接。这样，驱动梁51就通过加长梁53可旋转地连接在中心支承装置10的顶部。在设置了加长梁53后，还需要在加长梁53和驱动梁51的上表面安装加强梁55，用于安装焊接装置70。之所以增设加强梁55是因为加长梁53与驱动梁51的连接处会阻碍焊接装置70移动，而安装了加强梁55之后焊接装置70就可以在整个加强梁55上顺畅地移动，从而顺利地进行焊接位置的调整。
为了保证焊接的质量，在本发明另一种优选的实施方式中，可以采用等离子焊接方式进行对罐体的焊接。即可以在焊接横梁73上设置等离子焊接电源和送丝机构77，将等离子焊接电源和送丝机构77与焊枪75连接即可实现等离子焊接。在焊接过程中，支承在焊接支承轨道93上的背保装置随焊枪75同步转动，持续地向焊缝处释放保护气体，以防止焊接后的焊缝被氧化。
本发明还公开了一种罐体内部自动焊接方法，参照图3所示的方法流程图可以看出，该方法包括S101至S107四个步骤。首先，进行步骤S101，放置具有可旋转的焊枪的焊接设备。这里所提到的可旋转的焊枪，既可以是将焊枪安装在某个可旋转的部件上，也可以是焊接装置整体旋转从而带动焊枪同步旋转。然后进行步骤S103，放置待加工的罐体，使焊接设备的焊枪位于待加工的罐体的内部。例如，可以在放置好焊接设备后使用吊车将代加工的罐体吊起并调整至合适的位置，在吊车将待加工的罐体放下后使焊接设备位于待加工的罐体的内部。随后进行的是步骤S105，调整焊枪的位置。即根据待加工的罐体上的待焊接位置对焊枪进行调整。最后进行的是步骤S107，控制焊枪转动，同时对待加工的罐体进行焊接。如前所述，对于安装在可旋转部件上的焊枪，可以通过控制装置控制可旋转部件转动，从而带动焊枪转动，对于随焊接设备整体的转动而转动的焊枪，则是通过控制装置控制焊接装置整体转动，进而带动焊枪转动。
在本发明一种优选的实施方式中，为了保证焊接质量，可以采用等离子焊接方式进行焊接。等离子焊接如何具体实现是本领域技术人员已知晓的，本文对此不再赘述。
同样优选地，本发明提供的罐体外部自动焊接方法还包括对罐体上焊接后的焊缝进行检查的步骤，对于焊缝上焊接效果欠佳之处可以由操作人员使用手持焊枪进行补焊，以进一步保证焊接的质量。
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)
1.一种罐体内部自动焊接设备，其特征在于，包括：
中心支承装置，所述中心支承装置上连接有呈发散分布、向远离所述中心支承装置的方向延伸的多个径向支承装置；
旋转支承装置，所述旋转支承装置可旋转地设置在所述中心支承装置的顶部；
焊接装置，所述焊接装置具有可移动地设置在所述旋转支承装置上表面的立柱，在所述立柱上连接有可沿水平和竖直方向移动的焊接横梁，在所述焊接横梁的一端连接有可沿水平方向移动的焊枪；
轨道组件，所述轨道组件设置在所述径向支承装置的上表面，包括多个同心设置的圆环轨道，其中直径最大的所述圆环轨道为用于支承背保装置的背保支承轨道，其余所述圆环轨道为用于支承所述旋转支承装置的焊接支承轨道；
背保装置，所述背保装置支承在所述背保支承轨道上，在焊接时与所述旋转支承装置同步转动。
2.按照权利要求1所述的罐体内部自动焊接设备，其特征在于，所述径向支承装置包括上支承梁和下支承梁，所述上支承梁的一端与所述中心支承装置连接，所述下支承梁可拆卸地连接在所述上支承梁的下表面。
3.按照权利要求2所述的罐体内部自动焊接设备，其特征在于，在所述下支承梁的下方设置有沿所述下支承梁的纵向分布的多个支承座架。
4.按照权利要求2所述的罐体内部自动焊接设备，其特征在于，在所述下支承梁的远离所述中心支承装置的端部的上表面设置有定位装置。
5.按照权利要求1所述的罐体内部自动焊接设备，其特征在于，所述旋转支承装置包括驱动梁，所述驱动梁的一端可旋转地连接在所述中心支承装置的顶部，所述驱动梁的另一端设置有用于与所述焊接支承轨道连接的驱动装置。
6.按照权利要求5所述的罐体内部自动焊接设备，其特征在于，所述旋转支承装置还包括：
加长梁，所述加长梁的一端可旋转地连接在所述中心支承装置的顶部，所述加长梁的另一端与所述驱动梁连接，使得所述驱动梁的所述一端通过所述加长梁可旋转地连接在所述中心支承装置的顶部；
加强梁，所述加强梁连接在所述驱动梁和所述加长梁的上表面，并用于安装所述焊接装置。
7.按照权利要求1所述的罐体内部自动焊接设备，其特征在于，在所述焊接横梁上设置有与所述焊枪连接的等离子焊接电源和送丝机构。
8.一种罐体内部自动焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
放置具有可旋转的焊枪的焊接设备；
放置待加工的罐体，使得所述焊接设备的焊枪位于所述待加工的罐体的内部；
调整所述焊枪的位置；
控制所述焊枪转动，同时对所述待加工的罐体进行焊接。
9.按照权利要求8所述的罐体内部自动焊接方法，其特征在于，采用等离子焊接方式进行焊接。
10.按照权利要求8所述的罐体内部自动焊接方法，其特征在于，还包括对焊接后的焊缝进行检查，并进行补焊的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 226010 Nantong economic and Technological Development Zone and Xing Road 109, Jiangsu Applicant after: NANTONG CIMC ENRIC FOOD EQUIPMENT Co.,Ltd. Applicant after: CHINA INTERNATIONAL MARINE CONTAINERS (GROUP) Ltd. Applicant after: CIMC ENRIC INVESTMENT HOLDINGS (SHENZHEN) Co.,Ltd. Address before: 226010 Nantong economic and Technological Development Zone and Xing Road 109, Jiangsu Applicant before: HOLVRIEKA (CHINA) Co.,Ltd. Applicant before: CHINA INTERNATIONAL MARINE CONTAINERS (GROUP) Ltd. Applicant before: CIMC ENRIC INVESTMENT HOLDINGS (SHENZHEN) Co.,Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 226010 No. 109, Hexing Road, economic and Technological Development Zone, Nantong City, Jiangsu Province Patentee after: Zhongji anruichun Technology Co.,Ltd. Patentee after: CHINA INTERNATIONAL MARINE CONTAINERS (GROUP) Ltd. Patentee after: CIMC ENRIC INVESTMENT HOLDINGS (SHENZHEN) Co.,Ltd. Address before: 226010 No. 109, Hexing Road, economic and Technological Development Zone, Nantong City, Jiangsu Province Patentee before: NANTONG CIMC ENRIC FOOD EQUIPMENT Co.,Ltd. Patentee before: CHINA INTERNATIONAL MARINE CONTAINERS (GROUP) Ltd. Patentee before: CIMC ENRIC INVESTMENT HOLDINGS (SHENZHEN) Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220822 Address after: No. 109 Hexing Road, Nantong Economic and Technological Development Zone, Jiangsu Province, 226000 Patentee after: Zhongji anruichun Technology Co.,Ltd. Address before: 226010 No. 109, Hexing Road, economic and Technological Development Zone, Nantong City, Jiangsu Province Patentee before: Zhongji anruichun Technology Co.,Ltd. Patentee before: CHINA INTERNATIONAL MARINE CONTAINERS (GROUP) Ltd. Patentee before: CIMC ENRIC INVESTMENT HOLDINGS (SHENZHEN) Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: No. 109 Hexing Road, Nantong Economic and Technological Development Zone, Jiangsu Province, 226000 Patentee after: Zhongji Anruichun Technology Co.,Ltd. Address before: No. 109 Hexing Road, Nantong Economic and Technological Development Zone, Jiangsu Province, 226000 Patentee before: Zhongji anruichun Technology Co.,Ltd. |