CN104999190B - 薄壁板筒体定缝扩张装置及薄壁板筒体焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁板筒体定缝扩张装置及薄壁板筒体焊接设备，属于焊接技术领域中的筒体焊接设备，其目的在于提供一种用于扩张焊接接缝的缝隙大小的薄壁板筒体定缝扩张装置，便于准确定位接缝的位置。其技术方案为：定缝扩张装置包括基体，基体上设置有伸缩同步齿轮；伸缩同步齿轮的上方设置有上扩张伸缩杆，上扩张伸缩杆上连接有上伸缩同步齿条；伸缩同步齿轮的下方设置有下扩张伸缩杆，下扩张伸缩杆上连接有下伸缩同步齿条；上伸缩同步齿条、下伸缩同步齿条分别对应在伸缩同步齿轮的上、下两侧与伸缩同步齿轮啮合。本发明适用于筒体焊接使用的用于扩张焊接接缝的缝隙大小的薄壁板筒体定缝扩张装置。

Description

薄壁板筒体定缝扩张装置及薄壁板筒体焊接设备

技术领域

本发明属于焊接技术领域，涉及一种筒体焊接设备，尤其涉及一种对由钢板卷成的圆筒进行扩张并找到焊缝位置的薄壁板筒体定缝扩张装置。

背景技术

目前，国内较先进筒体制造工艺是将板材通过卷圆机卷制成筒体并经由焊接机将焊缝焊接而成。该工艺需先将板材裁成合适的大小，再经过压U和压圆工序将板材卷制成筒状，然后焊接接缝，再经过对筒体的校圆等工序制成圆筒形成品。

现有技术中，板材通过前序的卷圆机卷圆后，在筒体的圆周方向上设有一未封闭的接缝，在后续的工序中通过焊接设备将该未封闭的接缝焊接起来。目前在焊接筒体的接缝时，主要采用人工装夹工具、对正焊缝，加焊剂后，启动焊接设备进行焊接。如申请号为201420256171.6的实用新型专利就公开了一种液化气钢瓶筒体纵缝焊接设备，该焊接设备包括焊接电源、冷却水系统、控制系统、移动机头和机座，移动机头通过滑块安装在导轨上，导轨上有移动机头的起始开关和终点开关，导轨安装在机座上；移动机头上还安装有焊缝对中装置，移动机头下方有垫轴，所述的垫轴为悬臂结构，待焊接的钢瓶筒体套在垫轴上，焊缝对中装置对钢瓶筒体的纵缝进行定位，定位后由移动机头沿着导轨运动对钢瓶筒体的纵缝进行焊接。该焊接设备提供液化气钢瓶筒体纵缝焊接设备，实现了钢瓶筒体纵缝自动化焊接，操作简单，降低了劳动强度，并且焊缝对正快速准确，提高了焊接效率和焊缝成型质量。该焊接设备的移动机头上虽安装有焊缝对中装置，通过该焊缝对中装置对钢瓶筒体的接缝进行定位，便于焊接机对接缝进行焊接。但是，由于卷制的板材具有一定的收卷力，因而在收卷力的作用下板材的接缝的两端面相互贴合或者接缝的间隙较小，使得焊缝对中装置无法定位接缝的位置所在。因此，亟需一种用于扩张接缝缝隙大小的扩张装置，在定位接缝的同时通过该扩张装置扩张接缝的缝隙大小，便于焊缝对中装置准确定位接缝的位置。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种用于扩张焊接接缝的缝隙大小的薄壁板筒体定缝扩张装置，便于准确定位接缝的位置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种薄壁板筒体定缝扩张装置，包括基体，所述基体上设置有伸缩同步齿轮，所述伸缩同步齿轮可在基体上绕伸缩同步齿轮的轴线转动；所述伸缩同步齿轮的上方设置有上扩张伸缩杆，所述上扩张伸缩杆上连接有上伸缩同步齿条；所述伸缩同步齿轮的下方设置有下扩张伸缩杆，所述下扩张伸缩杆上连接有下伸缩同步齿条；所述上伸缩同步齿条、下伸缩同步齿条分别对应在伸缩同步齿轮的上、下两侧与伸缩同步齿轮啮合；所述基体上铰接有压紧轮支架，所述压紧轮支架上设置有压紧轮；所述基体上还铰接有压紧气缸，所述压紧气缸的驱动轴与压紧轮支架连接并可驱动压紧轮支架绕铰接轴转动。

在套设薄壁板筒体之前，转动伸缩同步齿轮，使上伸缩同步齿条、下伸缩同步齿条相向运动，实现上扩张伸缩杆、下扩张伸缩杆的收缩；收缩完毕后，将待焊接的薄壁板筒体套设在扩张装置外，反向转动伸缩同步齿轮，伸缩同步齿轮带动上伸缩同步齿条、下伸缩同步齿条反向运动，从而实现上扩张伸缩杆、下扩张伸缩杆的扩张，且上扩张伸缩杆的外侧、下扩张伸缩杆的外侧均作用于筒体的内壁上，并将筒体的接缝撑开，便于后续的焊接处理。待筒体上的接缝定位完毕后，压紧气缸的驱动轴驱动压紧轮支架绕铰接轴转动，使压紧轮紧紧地压紧在待加工的筒体上。

作为本发明的优选方案，所述上扩张伸缩杆的外侧端面上、下扩张伸缩杆的外侧端面上均设置有万向球。

作为本发明的优选方案，所述基体的一侧还连接有用于安装定缝刀的安装座，所述安装座上连接有定缝刀，所述定缝刀上连接有用于导入筒体的接缝的导入定缝刀。

作为本发明的优选方案，所述定缝刀为夹层结构，扩张装置的气管和电缆均位于定缝刀的夹层内。

作为本发明的优选方案，所述基体上还设置有伸缩气缸，所述伸缩气缸的驱动轴与上扩张伸缩杆或下扩张伸缩杆连接，并驱动上扩张伸缩杆或下扩张伸缩杆沿其自身长度方向移动。

作为本发明的优选方案，所述基体上还设置有直线导轨，所述直线导轨与上扩张伸缩杆或/和下扩张伸缩杆连接，且上扩张伸缩杆或/和下扩张伸缩杆可在直线导轨上沿直线导轨的长度方向移动。

一种薄壁板筒体焊接设备，包括机架，所述机架上设置有如权利要求1-5中任一所述的薄壁板筒体定缝扩张装置。

作为本发明的优选方案，所述机架上方还设置有用于定位接缝的激光传感器。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过在薄壁板筒体定缝扩张装置中一上一下设置上扩张伸缩杆、下扩张伸缩杆，且在上扩张伸缩杆与下扩张伸缩杆之间设置有伸缩同步齿轮，上扩张伸缩杆与下扩张伸缩杆均通过齿条与伸缩同步齿轮啮合、连接，因而通过伸缩同步齿轮可使上扩张伸缩杆与下扩张伸缩杆相向或者反向移动，从而实现上扩张伸缩杆与下扩张伸缩杆的同步伸缩或者扩张；上扩张伸缩杆与下扩张伸缩杆的两端撑开薄壁板筒体，薄壁板筒体的接缝被撑开，薄壁板筒体的接缝的缝隙增大，从而便于准确定位接缝的位置，待焊接的接缝对中快速、准确，提高焊接筒体的接缝时的焊接精度，焊接效率高，焊缝成型质量好，且能有效降低焊接工人的劳动强度；此外，通过在基体上铰接有压紧轮支架，基体上的压紧气缸的驱动轴与压紧轮支架连接，压紧气缸驱动压紧轮支架绕其铰接轴转动，使压紧轮支架上的压紧轮紧紧地压紧在待焊接的筒体上，固定的筒体便于后续的焊接处理，提高焊接的效率，有效降低焊接工人的劳动强度。

2、本发明中，在上扩张伸缩杆的外侧端面上、下扩张伸缩杆的外侧端面上均设置有万向球，扩张筒体接缝时，万向球直接与筒体内壁接触；由于扩张伸缩杆与筒体之间设置有万向球，因而在扩张筒体时可一边进行扩张一边进行筒体的旋转，在扩张的状态下旋转筒体，从而便于快速、准确定位接缝的位置，接缝位置的定位精度高，便于后续的焊接处理，提高焊接的效率。

3、本发明中，基体的一侧连接有用于安装定缝刀的安装座，安装上连接有定缝刀，定缝刀上连接有用于导入筒体的接缝的导入定缝刀；当定位到筒体上的接缝位置后，导入定缝刀插入筒体的接缝中，便于后续的焊接处理，提高焊接的效率。

4、本发明中，在基体上设置伸缩气缸，该伸缩气缸的驱动轴与上扩张伸缩杆或下扩张伸缩杆连接，因而该伸缩气缸可驱动上扩张伸缩杆或下扩张伸缩杆沿其长度方向移动，通过气动控制上扩张伸缩杆和下扩张伸缩杆的收缩和扩张，使得上扩张伸缩杆和下扩张伸缩杆的收缩和扩张动作更加迅速，提高焊接的效率。

5、本发明中，基体上设置有直线导轨，该直线导轨与上扩张伸缩杆或/和下扩张伸缩杆连接，因而使得上扩张伸缩杆或/和下扩张伸缩杆可在直线导轨上沿直线导轨的长度方向移动，有效限制上扩张伸缩杆或/和下扩张伸缩杆的运动轨迹，有效防止上扩张伸缩杆或/和下扩张伸缩杆的跑偏。

6、本发明中，该薄壁板筒体焊接设备的机架上设置有薄壁板筒体定缝扩张装置，因而该薄壁板筒体的薄壁板筒体定缝扩张装置具有上述的有益效果。

7、本发明中，机架上方设置有用于定位接缝的激光传感器，通过该激光传感器可有效检测出筒体上接缝的位置所在，提高筒体上接缝的定位精度，便于后续的焊接处理，提高焊接的效率。

附图说明

图1为本发明中定缝扩张装置的立体图；

图2为本发明中定缝扩张装置的主视图；

图3为本发明中定缝扩张装置的右视图；

图4为本发明中定缝扩张装置的俯视图；

图5为本发明中设有导入定缝刀的定缝扩张装置的立体图；

图6为本发明中设有导入定缝刀的定缝扩张装置的主视图；

图7为本发明中薄壁板筒体焊接设备的主视图；

图8为本发明中薄壁板筒体焊接设备的左视图；

其中，附图标记为：1—安装座、2—导入定缝刀、3—定缝刀、4—筒体、5—激光传感器、6—上扩张伸缩杆、7—上伸缩同步齿条、8—伸缩同步齿轮、9—直线导轨、10—伸缩气缸、11—万向球、12—压紧气缸、13—压紧轮、14—下扩张伸缩杆、15—下伸缩同步齿条、16—压紧轮支架。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种薄壁板筒体定缝扩张装置，该定缝扩张装置主要作用于薄壁且圆周未封闭的筒体4（即具有接缝的筒体4），用于扩张焊接接缝的缝隙大小，便于准确定位接缝的位置。

该薄壁板筒体定缝扩张装置包括基体，该基体上设置有伸缩同步齿轮8、上扩张伸缩杆6和下扩张伸缩杆14，其中伸缩同步齿轮8可在基体上绕伸缩同步齿轮8的轴线转动，上扩张伸缩杆6和下扩张伸缩杆14均可在基体上沿各自的长度方向来回移动。上扩张伸缩杆6上连接有上伸缩同步齿条7，上扩张伸缩杆6和上伸缩同步齿条7一起同步移动；下扩张伸缩杆14上连接有下伸缩同步齿条15，下扩张伸缩杆14和下伸缩同步齿条15一起同步移动。上扩张伸缩杆6、下扩张伸缩杆14分别对应位于伸缩同步齿轮8的上、下两侧，且上伸缩同步齿条7在伸缩同步齿轮8的上方与伸缩同步齿轮8啮合，下伸缩同步齿条15在伸缩同步齿轮8的下方与伸缩同步齿轮8啮合。因而，通过转动伸缩同步齿轮8，可驱动上伸缩同步齿条7、下伸缩同步齿条15分别沿两个相反的方向移动，表现为上伸缩同步齿条7、下伸缩同步齿条15相向移动或者反向移动，上伸缩同步齿条7、下伸缩同步齿条15的相向移动或者反向移动将带动上扩张伸缩杆6和下扩张伸缩杆14相向移动或者反向移动，实现上扩张伸缩杆6、下扩张伸缩杆14的收缩或者扩张。其中，可通过外界作用力作用于上扩张伸缩杆6或/和下扩张伸缩杆14上，上扩张伸缩杆6或/和下扩张伸缩杆14移动并带动伸缩同步齿轮8转动，并最终实现上扩张伸缩杆6和下扩张伸缩杆14的联动；也可通过外界作用力作用于伸缩同步齿轮8上，伸缩同步齿轮8转动，并最终带动上扩张伸缩杆6和下扩张伸缩杆14移动，从而实现上扩张伸缩杆6和下扩张伸缩杆14的联动。

基体上铰接有压紧轮支架16和压紧气缸12，压紧轮支架16和压紧气缸12均可在基体上绕各自的铰接轴自由转动。压紧轮支架16上设置有压紧轮13，该压紧气缸12的驱动轴与压紧轮支架16连接，压紧气缸12可通过驱动轴驱动压紧轮支架16绕其自身的铰接轴转动。该压紧轮支架16为三角形压紧轮支架16，且该三角形压紧轮支架16的三个角依次设置为：与基体铰接、设置压紧轮13和与压紧气缸12的驱动轴连接。

该定缝扩张装置工作时，在套设薄壁板筒体4之前，转动伸缩同步齿轮8，使上伸缩同步齿条7、下伸缩同步齿条15相向运动，实现上扩张伸缩杆6、下扩张伸缩杆14的收缩；收缩完毕后，将待焊接的薄壁板筒体4套设在扩张装置外，反向转动伸缩同步齿轮8，伸缩同步齿轮8带动上伸缩同步齿条7、下伸缩同步齿条15反向运动，从而实现上扩张伸缩杆6、下扩张伸缩杆14的扩张，且上扩张伸缩杆6的外侧、下扩张伸缩杆14的外侧均作用于筒体4的内壁上，并将筒体4的接缝撑开，便于后续的焊接处理。待筒体上的接缝定位完毕后，压紧气缸12的驱动轴驱动压紧轮支架16绕铰接轴转动，使压紧轮13紧紧地压紧在待加工的筒体4上，防止待加工筒体4的转动。此外，上扩张伸缩杆6和下扩张伸缩杆14的扩张和收缩与压紧轮13的压紧两个动作之间可单独进行。

通过在薄壁板筒体定缝扩张装置中一上一下设置上扩张伸缩杆6、下扩张伸缩杆14，且在上扩张伸缩杆6与下扩张伸缩杆14之间设置有伸缩同步齿轮8，上扩张伸缩杆6与下扩张伸缩杆14均通过齿条与伸缩同步齿轮8啮合、连接，因而通过伸缩同步齿轮8可使上扩张伸缩杆6与下扩张伸缩杆14相向或者反向移动，从而实现上扩张伸缩杆6与下扩张伸缩杆14的同步伸缩或者扩张；上扩张伸缩杆6与下扩张伸缩杆14的两端撑开薄壁板筒体4，薄壁板筒体4的接缝被撑开，薄壁板筒体4的接缝的缝隙增大，从而便于准确定位接缝的位置，待焊接的接缝对中快速、准确，提高焊接筒体4的接缝时的焊接精度，焊接效率高，焊缝成型质量好，且能有效降低焊接工人的劳动强度。

通过在基体上铰接有压紧轮支架16，基体上的压紧气缸12的驱动轴与压紧轮支架16连接，压紧气缸12驱动压紧轮支架16绕其铰接轴转动，使压紧轮支架16上的压紧轮13紧紧地压紧在待焊接的筒体4上，固定的筒体4便于后续的焊接处理，提高焊接的效率，有效降低焊接工人的劳动强度。

实施例2

在实施例一的基础上，上扩张伸缩杆6的外侧端面上设置有万向球11，下扩张伸缩杆14的外侧端面上设置有万向球11。扩张筒体4时，上扩张伸缩杆6上的万向球11和下扩张伸缩杆14上的万向球11均与筒体4内壁接触，从而可实现在转动筒体4时无需转动薄壁板筒体定缝扩张装置。

在上扩张伸缩杆6的外侧端面上、下扩张伸缩杆14的外侧端面上均设置有万向球11，扩张筒体4接缝时，万向球11直接与筒体4内壁接触；由于扩张伸缩杆与筒体4之间设置有万向球11，因而在扩张筒体4时可一边进行扩张一边进行筒体4的旋转，在扩张的状态下旋转筒体4，从而便于快速、准确定位接缝的位置，接缝位置的定位精度高，便于后续的焊接处理，提高焊接的效率。

实施例3

在实施例一或实施例二的基础上，基体的一侧还连接有用于安装定缝刀3的安装座1，其中该安装座1设置在基体上远离待加工筒体4的一侧。该安装座1上连接有定缝刀3，该定缝刀3上靠近待加工筒体4的一侧设置有导入定缝刀2，该导入定缝刀2用于导入筒体4的接缝中。该定缝刀3和导入定缝刀2均采用高硬度的材质制作而成。

作为优选，该定缝刀3设置为夹层结构，且扩张装置的气管和电缆均位于定缝刀3的夹层内。

基体的一侧连接有用于安装定缝刀3的安装座1，安装上连接有定缝刀3，定缝刀3上连接有用于导入筒体4的接缝的导入定缝刀2；当定位到筒体4上的接缝位置后，导入定缝刀2插入筒体4的接缝中，便于后续的焊接处理，提高焊接的效率。

实施例4

在上述实施例的基础上，基体上还设置有伸缩气缸10，该伸缩气缸10的驱动轴与上扩张伸缩杆6或下扩张伸缩杆14连接，从而该伸缩气缸10可驱动上扩张伸缩杆6或下扩张伸缩杆14沿其自身长度方向移动。本实施例中，该伸缩气缸10设置与基体的上部位置，该伸缩气缸10与上扩张伸缩杆6连接，该伸缩气缸10可驱动上扩张伸缩杆6沿上扩张伸缩杆6的长度方向移动，且在伸缩同步齿轮8的作用下，实现上扩张伸缩杆6与下扩张伸缩杆14的联动。

在基体上设置伸缩气缸10，该伸缩气缸10的驱动轴与上扩张伸缩杆6或下扩张伸缩杆14连接，因而该伸缩气缸10可驱动上扩张伸缩杆6或下扩张伸缩杆14沿其长度方向移动，通过气动控制上扩张伸缩杆6和下扩张伸缩杆14的收缩和扩张，使得上扩张伸缩杆6和下扩张伸缩杆14的收缩和扩张动作更加迅速，提高焊接的效率。

实施例5

在上述实施例的基础上，基体上还设置有直线导轨9，该直线导轨9与上扩张伸缩杆6或/和下扩张伸缩杆14连接，该上扩张伸缩杆6或/和下扩张伸缩杆14可在直线导轨9上沿直线导轨9的长度方向移动。本实施例中，该直线导轨9设置于基座的下部位置，且该下扩张伸缩杆14放置于直线导轨9上并可沿直线导轨9的长度方向移动。

基体上设置有直线导轨9，该直线导轨9与上扩张伸缩杆6或/和下扩张伸缩杆14连接，因而使得上扩张伸缩杆6或/和下扩张伸缩杆14可在直线导轨9上沿直线导轨9的长度方向移动，有效限制上扩张伸缩杆6或/和下扩张伸缩杆14的运动轨迹，有效防止上扩张伸缩杆6或/和下扩张伸缩杆14的跑偏。

实施例6

一种薄壁板筒体焊接设备，该薄壁板筒体焊接设备主要用于焊接薄壁板筒体4上的接缝。该薄壁板筒体焊接设备包括机架，该机架上设置有用于扩张待加工筒体4接缝的薄壁板筒体定缝扩张装置。该薄壁板筒体定缝扩张装置采用实施例一至实施例四中任一实施例所述的薄壁板筒体定缝扩张装置。

该薄壁板筒体焊接设备的机架上设置有薄壁板筒体定缝扩张装置，因而使得该薄壁板筒体4的薄壁板筒体定缝扩张装置具有上述对应实施例中薄壁板筒体定缝扩张装置的有益效果。

实施例7

在实施例五的基础上，机架上方设置有用于定位接缝的激光传感器5。此外，机架上还设置有两组辊筒，待加工的筒体4放置在机架的辊筒上。当压紧气缸12驱动压紧轮支架16转动时，压紧轮支架16上的压紧轮13位于两组辊筒之间，并将筒体4紧紧地压紧在两组辊筒上。当需要定位筒体4上的接缝时，压紧轮13并未作用于筒体4上，两组辊筒转动从而带动待加工的筒体4转动，激光传感器5检测并定位筒体4上的接缝；当激光传感器5定位到筒体4上的接缝后，辊筒停止转动，筒体4也随即停止转动，压紧气缸12驱动压紧轮支架16转动，压紧轮13慢慢作用于筒体4内壁上，并最终将筒体4紧紧地压紧在机架上。

机架上方设置有用于定位接缝的激光传感器5，通过该激光传感器5可有效检测出筒体4上接缝的位置所在，提高筒体4上接缝的定位精度，便于后续的焊接处理，提高焊接的效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种薄壁板筒体定缝扩张装置，其特征在于：包括基体，所述基体上设置有伸缩同步齿轮（8），所述伸缩同步齿轮（8）可在基体上绕伸缩同步齿轮（8）的轴线转动；所述伸缩同步齿轮（8）的上方设置有上扩张伸缩杆（6），所述上扩张伸缩杆（6）上连接有上伸缩同步齿条（7）；所述伸缩同步齿轮（8）的下方设置有下扩张伸缩杆（14），所述下扩张伸缩杆（14）上连接有下伸缩同步齿条（15）；所述上伸缩同步齿条（7）、下伸缩同步齿条（15）分别对应在伸缩同步齿轮（8）的上、下两侧与伸缩同步齿轮（8）啮合；所述基体上还铰接有压紧轮支架（16），所述压紧轮支架（16）上设置有压紧轮（13）；所述基体上还铰接有压紧气缸（12），所述压紧气缸（12）的驱动轴与压紧轮支架（16）连接并可驱动压紧轮支架（16）绕铰接轴转动；所述基体的一侧还连接有用于安装定缝刀（3）的安装座（1），所述安装座（1）上连接有定缝刀（3），所述定缝刀（3）上连接有用于导入筒体的接缝的导入定缝刀（2）。

2.如权利要求1所述的薄壁板筒体定缝扩张装置，其特征在于：所述上扩张伸缩杆（6）的外侧端面上、下扩张伸缩杆（14）的外侧端面上均设置有万向球（11）。

3.如权利要求1所述的薄壁板筒体定缝扩张装置，其特征在于：所述定缝刀（3）为夹层结构，扩张装置的气管和电缆均位于定缝刀（3）的夹层内。

4.如权利要求1所述的薄壁板筒体定缝扩张装置，其特征在于：所述基体上还设置有伸缩气缸（10），所述伸缩气缸（10）的驱动轴与上扩张伸缩杆（6）或下扩张伸缩杆（14）连接，并驱动上扩张伸缩杆（6）或下扩张伸缩杆（14）沿其自身长度方向移动。

5.如权利要求1所述的薄壁板筒体定缝扩张装置，其特征在于：所述基体上还设置有直线导轨（9），所述直线导轨（9）与上扩张伸缩杆（6）或/和下扩张伸缩杆（14）连接，且上扩张伸缩杆（6）或/和下扩张伸缩杆（14）可在直线导轨（9）上沿直线导轨（9）的长度方向移动。

6.一种薄壁板筒体焊接设备，包括机架，其特征在于：所述机架上设置有如权利要求1-5中任一所述的薄壁板筒体定缝扩张装置。

7.如权利要求6所述的薄壁板筒体焊接设备，其特征在于：所述机架上方还设置有用于定位接缝的激光传感器（5）。