CN105195938A

CN105195938A - 管道预制自动焊接系统

Info

Publication number: CN105195938A
Application number: CN201510733940.6A
Authority: CN
Inventors: 何晓阳; 陈�峰
Original assignee: WUXI HANSHEN ELECTRIC CO Ltd
Current assignee: WUXI HANSHEN ELECTRIC CO Ltd
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2015-12-30

Abstract

本发明涉及一种焊接系统，尤其是一种管道预制自动焊接系统，属于管件焊接的技术领域。按照本发明提供的技术方案，所述管道预制自动焊接系统，包括底盘，在所述底盘上设有用于夹持待焊接的管件且能转动所述管件的回转变位机，在所述回转变位机的一侧设置立柱，所述立柱竖直固定于底盘上，在立柱的上部设置能移动的横臂组件，所述横臂组件邻近回转变位机的一端部设置用于对管件进行焊接的焊枪，且横臂组件与立柱上用于驱动横臂组件纵向移动以及横向移动的横臂运动驱动机构连接。本发明结构紧凑，能适应不同管件环缝的自动焊接要求，提高管件对接的焊接效率，安全可靠。

Description

管道预制自动焊接系统

技术领域

本发明涉及一种焊接系统，尤其是一种管道预制自动焊接系统，属于管件焊接的技术领域。

背景技术

在已有技术中，碳钢、不锈钢自动焊已经广泛运用于焊接领域，它在焊接直缝时能够表现出良好的焊接性能，但是对于较长的大直径管件（管长最大：10米，直径最大630mm、板厚超过5mm）和使用卡盘式回转变位机，这种具有管件长度较长、大管径卡盘装夹，传统焊接是无法实现自动焊接的。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种管道预制自动焊接系统，其结构紧凑，能适应不同管件环缝的自动焊接要求，提高管件对接的焊接效率，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述管道预制自动焊接系统，包括底盘，在所述底盘上设有用于夹持待焊接的管件且能转动所述管件的回转变位机，在所述回转变位机的一侧设置立柱，所述立柱竖直固定于底盘上，在立柱的上部设置能移动的横臂组件，所述横臂组件邻近回转变位机的一端部设置用于对管件进行焊接的焊枪，且横臂组件与立柱上用于驱动横臂组件纵向移动以及横向移动的横臂运动驱动机构连接。

所述回转变位机包括回转壳体以及位于所述回转壳体外的自定心卡盘，在所述自定心卡盘上设有用于对管件进行夹持的卡爪，所述自定心卡盘与回转壳体内用于驱动自定心卡盘转动的卡盘连接转动驱动机构连接。

所述卡盘连接转动驱动机构包括用于与自定心卡盘固定连接的卡盘连接法兰，所述卡盘连接法兰通过支承连接法兰与回转支承固定连接，所述回转支承通过回转支承安装法兰安装于回转壳体内的回转支撑板上，回转支承与位于所述回转支承下方的回转驱动齿轮相啮合，所述回转驱动齿轮通过齿轮压盖安装于回转减速机的转动轴上，所述回转减速机固定安装于回转支撑板的下部。

所述横臂组件包括在立柱上呈横向分布的横臂，在所述横臂的一端端部通过微调安装座安装有十字微调，焊枪通过夹持器安装于十字微调上。

所述横臂组件还包括位于横臂与立柱之间的溜板；横臂运动驱动机构包括用于驱动横臂相对溜板左右横向运动的横向运动驱动机构以及用于驱动溜板相对立柱上下纵向运动的纵向运动驱动机构。

所述横向运动驱动机构包括沿横臂长度方向设置的横向丝杆，横向丝杆上设置与所述横向丝杆匹配的横向丝母，所述横向丝母上设置用于与溜板连接的横向丝母座，溜板上设置用于对横臂横向运动进行导向的横向导轨，横臂上设置用于驱动横向丝杆转动的横向丝杆驱动机构。

所述横向丝杆驱动机构包括安装于横臂上的横向丝杆直流减速电动机，所述横向丝杆直流减速电动机的转动轴上设有减速机锥齿轮，所述减速机锥齿轮与横向丝杆一端部的丝杆锥齿轮相啮合；横向丝杆的两端通过横向丝杆轴承座以及位于所述横向丝杆轴承座内的横向丝杆轴承安装于横臂上。

所述纵向运动驱动机构包括对称分布于立柱上的竖向导轨，所述竖向导轨间设有竖向丝杆，竖向丝杆上设有与所述竖向丝杆匹配的竖向丝母，所述竖向丝母上设置用于与溜板连接的竖向丝母座，溜板上设置用于与竖向导轨配合的溜板竖向移动导向块；在立柱的顶端设有用于驱动竖向丝杆转动的竖向丝杆驱动机构。

所述竖向丝杆驱动机构包括通过减速机安装座安装于立柱上的涡轮蜗杆减速机以及与所述涡轮蜗杆减速机配合的竖向丝杆电动机，所述涡轮蜗杆减速机的转动轴通过联轴器与竖向丝杆的上端部连接，且竖向丝杆与减速机安装座的结合部设有角接触轴承；

竖向丝杆的下端部通过竖向丝杆轴承座以及竖向丝杆轴承安装于立柱上。

所述溜板上方设有风琴护罩，所述风琴护罩的下端部护罩安装板连接，所述护罩安装板固定在立柱的外壁上。

本发明的优点：回转变位机位于底盘上，通过回转变位机能实现对管件的夹持与转动，焊枪安装于横臂组件上，通过横向运动驱动机构以及纵向运动驱动机构能实现横臂的横向运动、纵向运动，从而达到对焊枪位置的调整，从而能适应不同管件的焊接要求，提高焊接质量，安全可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的右视图。

图4为本发明回转变位机的结构示意图。

图5为本发明回转变位机的剖视图。

图6为本发明立柱以及横臂的配合示意图。

图7为图6的剖视图。

图8为图7的A向视图。

附图标记说明：1-底盘、2-立柱、3-横臂组件、4-回转变位机、5-控制柜、6-焊接摆动控制器、7-回转壳体加强筋、8-管件、9-回转壳体、10-回转驱动齿轮、11-齿轮压盖、12-自定心卡盘、13-卡爪、14-回转起重吊环、15-夹持定位孔、16-回转减速机、17-回转支撑板、18-支撑连接法兰、19-回转支承、20-回转支承安装法兰、21-卡盘连接法兰、22-丝杆锥齿轮、23-锥齿轮挡盖、24-减速机锥齿轮、25-调整套、26-横向丝杆直流减速电动机、27-横臂横向移动导向块、28-横向丝杆、29-横向丝杆轴承座、30-横向丝杆轴承、31-焊枪、32-夹持器、33-十字微调、34-微调安装座、35-横向丝杆圆螺母、36-横臂、37-横臂盖板、38溜板、39-风琴护罩、40-竖向导轨、41-立柱加强筋、42-涡轮蜗杆减速机、43-减速机安装座、44-立柱起重吊环、45-竖向丝杆轴承座、46-竖向丝杆电动机、47-联轴器、48-第一竖向丝杆圆螺母、49-角接触轴承、50-竖向丝杆、51-侧挡板、52-护罩安装板、53-横向丝母座、54-横向丝母、55-横向丝母座调整垫板、56-竖向丝母座、57-竖向丝母、58-竖向丝母座调整垫板、59-横向导轨、60-竖向丝杆轴承、61-第二竖向丝杆圆螺母以及62-下护罩。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2和图3所示：为了能适应不同管件8环缝的自动焊接要求，提高管件对接的焊接效率，本发明包括底盘1，在所述底盘1上设有用于夹持待焊接的管件8且能转动所述管件8的回转变位机4，在所述回转变位机4的一侧设置立柱2，所述立柱2竖直固定于底盘1上，在立柱2的上部设置能移动的横臂组件3，所述横臂组件3邻近回转变位机4的一端部设置用于对管件8进行焊接的焊枪31，且横臂组件3与立柱2上用于驱动横臂组件3纵向移动以及横向移动的横臂运动驱动机构连接。

具体地，利用焊枪31对管件8间的焊接包括直管与直管间的焊接、直管与弯头、三通、法兰、大小头以及管帽之间的焊接、弯头、三通、法兰、大小头等与相应弯头、三通、法兰、大小头以及管帽等的焊接，且还包括管与板的环缝角焊。立柱2以及回转变位机4均设置于底盘1上，横臂组件3设置于立柱2上，此外，底盘1还设有控制柜5，通过控制柜5能实现对横臂组件、焊枪31、横臂运动驱动机构以及回转变位机4的工作状态的控制，以满足焊接的过程要求。立柱2呈竖直状态分布，立柱2的轴线与底盘1相垂直，本发明实施例中，横臂组件3的纵向运动是指沿立柱2的轴线方向运动，横臂组件3的横向移动是指沿与立柱2轴线相垂直的方向运动，通过横臂组件3的横向移动或纵向运动，能适应对不同管件8的焊接。

如图4和图5所示，所述回转变位机4包括回转壳体9以及位于所述回转壳体9外的自定心卡盘12，在所述自定心卡盘12上设有用于对管件8进行夹持的卡爪13，所述自定心卡盘12与回转壳体9内用于驱动自定心卡盘12转动的卡盘连接转动驱动机构连接。

所述卡盘连接转动驱动机构包括用于与自定心卡盘12固定连接的卡盘连接法兰21，所述卡盘连接法兰21通过支承连接法兰18与回转支承19固定连接，所述回转支承19通过回转支承安装法兰20安装于回转壳体9内的回转支撑板17上，回转支承19与位于所述回转支承19下方的回转驱动齿轮10相啮合，所述回转驱动齿轮10通过齿轮压盖11安装于回转减速机16的转动轴上，所述回转减速机16固定安装于回转支撑板17的下部。

本发明实施例中，回转壳体9位于回转底座上，回转底座上还设置若干与回转壳体9连接的回转壳体加强筋7。自定心卡盘12上设置三个卡爪13，通过卡爪13与自定心卡盘12的配合能实现对管件8的夹持。回转壳体9的顶端设置回转起重吊环14，通过回转起重吊环14可以将整个回转变位机4起重至所需的位置。

自定心卡盘12采用螺钉与卡盘连接法兰21固定连接，卡盘连接法兰21采用螺钉与支承连接法兰18固定连接，支承连接法兰18采用螺钉与回转支承19外圈的回转齿轮固定连接，回转支承19通过螺钉与回转支承安装法兰20固定连接，自定心卡盘12、卡盘连接法兰21、支承连接法兰18、回转支承19以及回转支承安装法兰20间同轴分布，夹持定位孔15分布于自定心卡盘12、卡盘连接法兰21、支承连接法兰18、回转支承19以及回转支承安装法兰20相应的中心区域。

回转减速机16的转动轴能带动回转驱动齿轮10转动，回转驱动齿轮10能驱动回转支承19外圈的回转齿轮啮合，回转齿轮转动后通过支承连接法兰18、卡盘连接法兰21带动自定心卡盘12转动，自定心卡盘12转动后能实现对夹持管件8的转动驱动。

如图6、图7和图8所示，所述横臂组件3包括在立柱2上呈横向分布的横臂36，在所述横臂36的一端端部通过微调安装座34安装有十字微调33，焊枪31通过夹持器32安装于十字微调33上。

所述横臂组件3还包括位于横臂36与立柱2之间的溜板38；横臂运动驱动机构包括用于驱动横臂36相对溜板38左右横向运动的横向运动驱动机构以及用于驱动溜板38相对立柱2上下纵向运动的纵向运动驱动机构。

所述横向运动驱动机构包括沿横臂36长度方向设置的横向丝杆28，横向丝杆28上设置与所述横向丝杆28匹配的横向丝母54，所述横向丝母51上设置用于与溜板38连接的横向丝母座53，溜板38上设置用于对横臂36横向运动进行导向的横向导轨59，横臂36上设置用于驱动横向丝杆28转动的横向丝杆驱动机构。

所述横向丝杆驱动机构包括安装于横臂36上的横向丝杆直流减速电动机26，所述横向丝杆直流减速电动机26的转动轴上设有减速机锥齿轮24，所述减速机锥齿轮24与横向丝杆28一端部的丝杆锥齿轮22相啮合；横向丝杆28的两端通过横向丝杆轴承座29以及位于所述横向丝杆轴承座29内的横向丝杆轴承30安装于横臂36上。

本发明实施例中，横臂36的轴线方向与立柱2的轴线方向相垂直，微调安装座34以及十字微调33均位于横臂36邻近回转变位机4的端部。当管件8的焊缝较大时，夹持器32上还需要设置焊接摆动控制器6，通过焊接摆动控制器6实现焊枪31的摆动焊接，焊接摆动控制器6的具体实施结构可以采用本技术领域常用的结构形式，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

具体实施时，通过溜板38相对立柱2的上下运动，实现横臂36的上下运动，通过横臂36相对溜板38的左右运动，实现横臂36的左右运动。横向丝杆28的长度方向与横臂36的长度方向相一致，横向丝杆28的两端分别通过横向丝杆轴承座29以及横向丝杆轴承30安装于横臂36上，且通过横向丝杆圆螺母35进行锁紧。横向丝杆28通过横向丝杆轴承30能实现转动。

横向丝杆直流减速电动机26与焊枪31分别位于横臂36的两端，减速机锥齿轮24通过锥齿轮挡盖23安装于横向丝杆直流减速电动机26的转动轴上，且横向丝杆直流减速电动机26的转动轴上还设有调整套25。溜板38上设置横向导轨59，所述横向导轨59沿横臂36的长度方向分布，横臂36上设置于横向导轨59匹配的横臂横向移动导向块27，通过横臂横向移动导向块27与横向导轨59的配合，能使得横臂36平稳地左右横向运动。此外，横臂36上设有横臂盖板37。

进一步地，所述纵向运动驱动机构包括对称分布于立柱2上的竖向导轨40，所述竖向导轨40间设有竖向丝杆50，竖向丝杆50上设有与所述竖向丝杆50匹配的竖向丝母57，所述竖向丝母57上设置用于与溜板38连接的竖向丝母座56，溜板38上设置用于与竖向导轨40配合的溜板竖向移动导向块；在立柱2的顶端设有用于驱动竖向丝杆50转动的竖向丝杆驱动机构。

所述竖向丝杆驱动机构包括通过减速机安装座43安装于立柱2上的涡轮蜗杆减速机42以及与所述涡轮蜗杆减速机42配合的竖向丝杆电动机46，所述涡轮蜗杆减速机42的转动轴通过联轴器47与竖向丝杆50的上端部连接，且竖向丝杆50与减速机安装座43的结合部设有角接触轴承49；

竖向丝杆50的下端部通过竖向丝杆轴承座45以及竖向丝杆轴承60安装于立柱2上。

所述溜板38上方设有风琴护罩39，所述风琴护罩39的下端部护罩安装板52连接，所述护罩安装板52固定在立柱2的外壁上。

本发明实施例中，竖向导轨40对称分布于立柱2上，溜板38通过溜板竖向移动导向块与竖向导轨40进行配合，以使得溜板38能平稳地进行竖向移动。竖向丝杆50位于两竖向导轨30间，竖向丝杆50的下端部通过丝杆轴承座45以及竖向丝杆轴承60安装立柱2上，且通过第二竖向丝杆圆螺母61进行锁紧。立柱2上还设有用于对竖向导轨40进行保护的下护罩62，立柱2的底端设置立柱加强筋41。此外，通过风琴护罩39也能对竖向导轨40进行保护，保证竖向导轨40与溜板竖向移动导向块之间的连接。在风琴护罩39的下方还设有侧挡板51。

竖向丝杆电动机46与涡轮蜗杆减速机42配合，角接触轴承49通过所述角接触轴承49上方的第一竖向丝杆圆螺母48锁紧。溜板38与竖向丝母座56固定连接，从而当竖向丝杆50转动时，能实现溜板38相对立柱2的纵向运动，同时带动横臂36的纵向升降。立柱2顶端设有立柱起重吊环44。

本发明回转变位机4位于底盘1上，通过回转变位机4能实现对管件8的夹持与转动，焊枪31安装于横臂组件3上，通过横向运动驱动机构以及纵向运动驱动机构能实现横臂36的横向运动、纵向运动，从而达到对焊枪31位置的调整，从而能适应不同管件8的焊接要求，提高焊接质量，安全可靠。

Claims

1.一种管道预制自动焊接系统，包括底盘（1），其特征是：在所述底盘（1）上设有用于夹持待焊接的管件（8）且能转动所述管件（8）的回转变位机（4），在所述回转变位机（4）的一侧设置立柱（2），所述立柱（2）竖直固定于底盘（1）上，在立柱（2）的上部设置能移动的横臂组件（3），所述横臂组件（3）邻近回转变位机（4）的一端部设置用于对管件（8）进行焊接的焊枪（31），且横臂组件（3）与立柱（2）上用于驱动横臂组件（3）纵向移动以及横向移动的横臂运动驱动机构连接。

2.根据权利要求1所述的管道预制自动焊接系统，其特征是：所述回转变位机（4）包括回转壳体（9）以及位于所述回转壳体（9）外的自定心卡盘（12），在所述自定心卡盘（12）上设有用于对管件（8）进行夹持的卡爪（13），所述自定心卡盘（12）与回转壳体（9）内用于驱动自定心卡盘（12）转动的卡盘连接转动驱动机构连接。

3.根据权利要求2所述的管道预制自动焊接系统，其特征是：所述卡盘连接转动驱动机构包括用于与自定心卡盘（12）固定连接的卡盘连接法兰（21），所述卡盘连接法兰（21）通过支承连接法兰（18）与回转支承（19）固定连接，所述回转支承（19）通过回转支承安装法兰（20）安装于回转壳体（9）内的回转支撑板（17）上，回转支承（19）与位于所述回转支承（19）下方的回转驱动齿轮（10）相啮合，所述回转驱动齿轮（10）通过齿轮压盖（11）安装于回转减速机（16）的转动轴上，所述回转减速机（16）固定安装于回转支撑板（17）的下部。

4.根据权利要求1所述的管道预制自动焊接系统，其特征是：所述横臂组件（3）包括在立柱（2）上呈横向分布的横臂（36），在所述横臂（36）的一端端部通过微调安装座（34）安装有十字微调（33），焊枪（31）通过夹持器（32）安装于十字微调（33）上。

5.根据权利要求4所述的管道预制自动焊接系统，其特征是：所述横臂组件（3）还包括位于横臂（36）与立柱（2）之间的溜板（38）；横臂运动驱动机构包括用于驱动横臂（36）相对溜板（38）左右横向运动的横向运动驱动机构以及用于驱动溜板（38）相对立柱（2）上下纵向运动的纵向运动驱动机构。

6.根据权利要求5所述的管道预制自动焊接系统，其特征是：所述横向运动驱动机构包括沿横臂（36）长度方向设置的横向丝杆（28），横向丝杆（28）上设置与所述横向丝杆（28）匹配的横向丝母（54），所述横向丝母（51）上设置用于与溜板（38）连接的横向丝母座（53），溜板（38）上设置用于对横臂（36）横向运动进行导向的横向导轨（59），横臂（36）上设置用于驱动横向丝杆（28）转动的横向丝杆驱动机构。

7.根据权利要求6所述的管道预制自动焊接系统，其特征是：所述横向丝杆驱动机构包括安装于横臂（36）上的横向丝杆直流减速电动机（26），所述横向丝杆直流减速电动机（26）的转动轴上设有减速机锥齿轮（24），所述减速机锥齿轮（24）与横向丝杆（28）一端部的丝杆锥齿轮（22）相啮合；横向丝杆（28）的两端通过横向丝杆轴承座（29）以及位于所述横向丝杆轴承座（29）内的横向丝杆轴承（30）安装于横臂（36）上。

8.根据权利要求5所述的管道预制自动焊接系统，其特征是：所述纵向运动驱动机构包括对称分布于立柱（2）上的竖向导轨（40），所述竖向导轨（40）间设有竖向丝杆（50），竖向丝杆（50）上设有与所述竖向丝杆（50）匹配的竖向丝母（57），所述竖向丝母（57）上设置用于与溜板（38）连接的竖向丝母座（56），溜板（38）上设置用于与竖向导轨（40）配合的溜板竖向移动导向块；在立柱（2）的顶端设有用于驱动竖向丝杆（50）转动的竖向丝杆驱动机构。

9.根据权利要求8所述的管道预制自动焊接系统，其特征是：所述竖向丝杆驱动机构包括通过减速机安装座（43）安装于立柱（2）上的涡轮蜗杆减速机（42）以及与所述涡轮蜗杆减速机（42）配合的竖向丝杆电动机（46），所述涡轮蜗杆减速机（42）的转动轴通过联轴器（47）与竖向丝杆（50）的上端部连接，且竖向丝杆（50）与减速机安装座（43）的结合部设有角接触轴承（49）；

竖向丝杆（50）的下端部通过竖向丝杆轴承座（45）以及竖向丝杆轴承（60）安装于立柱（2）上。

10.根据权利要求5所述的管道预制自动焊接系统，其特征是：所述溜板（38）上方设有风琴护罩（39），所述风琴护罩（39）的下端部护罩安装板（52）连接，所述护罩安装板（52）固定在立柱（2）的外壁上。