CN105252275B - 罐体盘管成型、装配、焊接一体设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种罐体盘管成型、装配、焊接一体设备，用于将钢带成型为盘管并装配、焊接于罐体上，罐体可轴向转动地承载于滚轮架上，罐体盘管成型、装配、焊接一体设备包括机架、升降平台、成型机构、焊接机构以及控制系统，机架包括底座以及设于底座上的立柱，底座底部设有行走机构；升降平台一端部可升降地设置于立柱的一侧；成型机构设于升降平台靠近立柱的一端部；焊接机构设于升降平台远离立柱的一端部；控制系统包括滚轮转速控制器、成型机构控制器、机架行走控制器以及焊接系统控制器。本发明将盘管的成型、装配设备与焊接设备等巧妙的结合在一起，集盘管成型、装配以及焊接功能于一体，具有工作效率高、加工精确、适用广泛的优点。

Description

罐体盘管成型、装配、焊接一体设备

技术领域

本发明涉及罐体加工设备技术领域，特别涉及一种集盘管成型、装配、焊接于一体的一体化设备。

背景技术

目前制作罐体的冷却盘管的大部分制造工序仍然依靠人工。为了提升盘管制造的自动化水平，本行业内针对该问题进行了改进。即由一台专用设备完成盘管成型、装配、随动自动点焊。再由另一设备对点焊完成的盘管与罐体进行焊接。这种改进后的方法虽然实现了焊接的自动化，但在实际生产过程中仍存在些问题。例如，当罐体直径发生变化时，焊接设备的调整时间较长，降低工作效率；盘管之间的螺距差异较大，无法满足精确装配焊接的要求；自动点焊点在装配过程中一部分焊点容易发生崩开的问题，需要及时以人工进行补点焊，降低工作效率；自动焊接时，由于盘管与罐体之间的装配缺陷容易导致焊接缺陷，需要大量人工进行补焊，进一步降低工作效率。

因此，针对上述技术问题，研发一种集盘管成型、装配以及焊接功能于一体的一体化设备，进一步提升工作效率，保证盘管之间的螺距得到精确控制，避免点焊点的崩开现象的发生，改善由于盘管于罐体之间的装配缺陷导致的焊接缺陷问题，已成为本领域内亟待解决的一大技术问题。

发明内容

本发明要解决现有技术中盘管焊接于罐体时工作效率较低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提出一种罐体盘管成型、装配、焊接一体设备，用于将钢带成型为盘管并装配、焊接于罐体上，所述罐体可轴向转动地承载于滚轮架上，其中，所述罐体盘管成型、装配、焊接一体设备包括机架、升降平台、成型机构、焊接机构以及控制系统，所述机架包括底座以及设于所述底座上的立柱，所述底座底部设有行走机构；所述升降平台一端部可升降地设置于所述立柱的一侧；所述成型机构设于所述升降平台靠近所述立柱的一端部，用以将钢带成型为所述盘管；所述焊接机构设于所述升降平台远离所述立柱的一端部；所述控制系统包括滚轮转速控制器、成型机构控制器、机架行走控制器以及焊接系统控制器，所述滚轮转速控制器用以控制所述滚轮架的滚轮的转速；所述成型机构控制器用以控制所述成型机构将所述钢带成型为盘管的成型输出速度；且控制该成型输出速度同步于所述滚轮架的滚轮转速；所述机架行走控制器用以控制所述行走机构的行走速度，且控制该行走速度同步于所述滚轮架的滚轮转速；所述焊接系统控制器用以控制焊接机构的启闭。

根据本发明的一实施方式，所述成型机构具有入料端以及出料端，且所述入料端一侧以及出料端一侧分别设有一导向装置以分别对所述钢带以及成型后的所述盘管进行导向。

根据另一实施方式，所述罐体盘管成型、装配、焊接一体设备还包括进料角度调整机构，所述进料角度调整机构包括连接于所述成型机构与所述升降平台之间的回转支撑轴承以及用以锁止所述回转支撑轴承的锁止机构，所述成型机构设于所述回转支撑轴承，用以调节所述成型机构的角度。

根据另一实施方式，所述罐体盘管成型、装配、焊接一体设备还包括拉紧机构，所述升降平台上设有轨道，所述成型机构设有与所述轨道滑动配合的滑轮，所述拉紧机构用以驱动所述成型机构沿所述轨道向远离所述焊接机构的方向移动，用以拉紧所述盘管。

根据另一实施方式，所述焊接机构设有跟踪所述盘管焊接位置的焊接跟踪器。

根据另一实施方式，所述罐体盘管成型、装配、焊接一体设备还包括盘管压紧机构，所述盘管压紧机构包括设于所述升降平台对应于所述焊接机构处的气缸、和设于所述气缸的活塞杆端部的压紧轮，焊接时所述压紧轮压紧所述盘管于所述罐体上。

根据另一实施方式，所述罐体盘管成型、装配、焊接一体设备还包括发料机构，所述发料机构包括一端部固定于所述立柱的连接梁以及可转动地安装于所述连接梁另一端部的转架，所述钢带绕设于所述转架形成一钢带卷。

根据另一实施方式，所述发料机构位于所述立柱下端部，且所述连接梁固定于所述立柱设有所述升降平台的相反一侧，所述立柱下端部开设有供所述钢带穿过的通孔。

根据另一实施方式，所述底座上设有多个对所述钢带进行导向的水平导向装置以及竖直导向装置。

根据另一实施方式，所述焊接系统控制器分别控制所述滚轮架、成型机构及行走机构的启闭同步于所述焊接机构的启闭。

根据另一实施方式，所述罐体盘管成型、装配、焊接一体设备还包括设于所述立柱上的升降电梯。

根据另一实施方式，所述罐体盘管成型、装配、焊接一体设备还包括平行于所述罐体中心线的导轨，所述行走机构是能沿所述导轨行走的滑轮。

本发明提出的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备的优点及功效在于：本发明提出的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备，其将盘管的成型设备、装配设备及焊接设备巧妙的结合在一起，集盘管成型、装配以及焊接功能于一体。通过控制系统对承载罐体的滚轮架的滚轮转速、成型机构成型输出速度、行走机构的行走速度以及焊接系统的启动或停止进行同步控制，可以提高盘管的成型、装配以及焊接的同步度和准确度。由于机架可沿罐体的中心线方向移动，即安装于机架上的成型机构与焊接机构等可沿罐体的中心线方向移动，不仅可以提高盘管装配、焊接的工作效率，还可通过对机架移动速度的精确控制，满足盘管之间螺距的精准度需求。此外，通过升降平台可沿立柱上下移动的设计，本发明可以用于多种尺寸的罐体与盘管的装配、焊接，具有良好的实用性、经济性。本发明提出的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备集多种功能于一身，具有工作效率高、加工精确、适用广泛的优点。

附图说明

图1是本发明提出的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备的结构示意图；

图2是图1中A部分放大结构示意图；

图3是图1中B部分放大结构示意图；

图4是图1中C部分放大结构示意图；

图5是图4中D部分放大结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

11.机架；111.底座；112.立柱；113.行走机构；12.升降平台；13.成型机构；131.导向装置；132.进料角度调整机构；133.拉紧机构；14.焊接机构；141.焊接跟踪器；15.盘管压紧机构；151.气缸；152.压紧轮；16.发料机构；161.连接梁；162.转架；163.水平导向装置；164.竖直导向装置；17.升降电梯；181.控制柜；19.导轨；21.钢带；22.盘管；23.钢带卷；3.罐体；31.滚轮架。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明提出一种罐体盘管成型、装配、焊接一体设备，其主要用于将钢带成型为盘管，并将成型后的盘管装配并焊接于罐体表面，本发明亦可通过各种等效的改变应用于多种工业设备生产中，并不以此为限。需要说明的是，在以下对于本发明提出的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备的描述中，以罐体承载于滚轮架时其轴线方向为水平纵向(即垂直于纸面的方向)，以水平面上垂直于该水平纵向的方向为水平横向，以便于理解，且并不作为的本发明的限制。

如图1所示，本发明提出的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备的一实施方式。其中罐体3可转动地承载于一滚轮架31上，且罐体3的轴向呈水平纵向设置。在本实施方式中，体盘管成型、装配、焊接一体设备主要包括机架11、升降平台12、成型机构13、焊接机构14以及控制系统。

如图1所示，机架11包括底座111以及设于底座111上的立柱112，其中底座111底部设有行走机构113以使机架11沿水平纵向移动。在本实施方式中，行走机构113选用滑轮与轨道的组合，但并不以此为限。具体来说，本发明还包括铺设于地面上且平行于罐体3中心线的导轨19，底座111底部设有多个滑轮，且这些滑轮与导轨19滑动配合并使机架11沿水平纵向移动。此外，行走机构113可以选用交流伺服电机进行驱动，以保证机架11的移动速度，进一步保证盘管22绕设的稳定性，保证其装配绕设后形成的盘管22的螺距更加均匀。机架11的升降平台12沿水平方向可升降地设置于立柱112的一侧，即升降平台12相对垂直于立柱112。此外，立柱112上还设有可沿立柱112上下升降的升降电梯17，以便工人登上升降平台12进行操作、监控与检修。

如图2所示，成型机构13设于升降平台12下面且位于升降平台12靠近立柱112的一端部，用以将钢带21成型为盘管22。具体来说，在本实施方式中，成型机构13可选用传统结构的罗拉机，该成型机构13可通过预成型模具及成型模具将钢带21成型为盘管22，但并不以此为限。成型机构13具有入料端以及出料端，且入料端一侧以及出料端一侧分别设有一导向装置131以分别对钢带21以及成型后的盘管22进行微调导向，保证进出料的方向。该导向装置131可以选用成对的辊筒结构，例如在成型机构13的出料端一侧设置一对立式辊筒，以对由成型机构13成型后的盘管22在水平方向上进行微调导向。又如在成型机构13的出料端一侧设置一对平行的辊筒，以对盘管22在竖直方向上进行微调导向。导向装置131还可选用其他结构，例如导向轮等，均不以此为限。

如图1和图2所示，本发明提出的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备还包括进料角度调整机构132，以调节成型机构13输出盘管22的方向。在本实施方式中，进料角度调整机构132包括连接于成型机构13与升降平台12之间的回转支撑轴承以及用以锁止回转支撑轴承的锁止机构。具体来说，进料角度调整机构132用于手动微调成型后的盘管22的进料角度，其可通过回转支撑轴承一端连接于成型机构13的结构，通过手动调整回转支撑轴承的回转进一步带动成型机构13转动，微调到位后利用锁止机构锁定成型机构13的位置，即锁定盘管22的出料方向。其中，该进料角度调整机构132还可以作为成型机构13的支撑结构的一部分，可在成型机构13与进料角度调整机构132固定后再吊装至升降平台12进行整体安装。由于进料角度调整机构132的调节功能主要为微调，故本实施方式中选择以上手动调节的结构设计，然而在其他实施方式中，亦可选用自动控制的方式进行调节，并不以此为限。

此外，升降平台12上设有轨道(未示出)，成型机构13设有与该轨道滑动配合的滑轮(未示出)。并且，本发明还包括拉紧机构133，其用以驱动成型机构13沿该轨道向远离焊接机构14的方向移动，以便拉紧盘管22。如图1和图2所示，在本实施方式中，该拉紧机构133为一气缸，由于成型机构13可沿水平横向移动地设于升降平台12，因此该气缸的活塞杆连接于成型机构13。在盘管22焊接时，成型机构13由该气缸顶推沿升降平台12向远离焊接机构14的水平横向方向移动，由于已绕设焊接于罐体3的部分盘管22形成的拉应力，通过该气缸对成型机构13的顶推拉紧盘管22，使由成型机构13成型后输出的盘管22始终处于拉紧状态，以提升便盘管22绕在罐体3上的盘绕效果，便于减少焊接缺陷，进一步提高盘管22与罐体3的装配焊接效果。此外，该气缸对成型机构13的顶推力，即盘管22的拉紧力可通过例如减压阀的设备进行手动调整，但并不以此为限。需要说明的是，在本实施方式中，成型机构13可移动地设于升降平台12的结构设计并不限制本发明在其他实施方式中的应用，在例如不需要对盘管22进行拉紧的另一实施方式中，成型机构13亦可固定于升降平台12，或仅保留调节其角度的功能，均不以此为限。

如图1和图3所示，本发明提出的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备的焊接机构14设于升降平台12下面且位于成型机构13的出料端一侧，用以将盘管22焊接于罐体3上。在本实施方式中，焊接机构14可以选用双丝双枪及机械式压接方式进行焊接，以提高焊接效率，确保焊接质量，但并不以此为限。焊接机构14包括跟踪盘管22焊接位置的焊接跟踪器141，其可选用焊缝跟踪设备等传统结构，以实时跟踪监控盘管22于罐体3的焊接过程。

如图1和图3所示，本发明提出的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备还包括盘管22压紧机构15。该盘管22压紧机构15包括设于升降平台12对应于焊接机构14处的气缸151以及设于该气缸151的活塞杆端部的压紧轮152。在盘管22焊接时，压紧轮152压紧成型后的盘管22于罐体3上。具体来说，由于成型后的盘管22的截面呈弧形，因而为了保证盘管22焊接的效果，利用一例如缸径为80mm的气缸，于活塞杆下端部设置压紧轮152压抵于盘管22上面以压紧盘管22，用以控制焊接处的盘管22的宽度，从而补偿盘管22受拉力后的变形现象，即盘管22的弧形截面的下趴现象，同时进一步保证盘管22与罐体3的接触充分，提升焊接效果。气缸151对盘管22的顶推力可通过例如减压阀的设备进行手动调整，但并不以此为限。

如图1和图3所示，本发明提出的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备的控制系统用以控制滚轮架31、压型机构13以及行走机构113。具体来说，在本实施方式中该控制系统包括滚轮转速控制器、成型机构控制器、机架行走控制器以及焊接系统控制器。滚轮转速控制器用以控制罐体3的轴向旋转速度，其通过直接控制滚轮架31的滚轮转速实现。成型机构控制器用以控制成型机构13将钢带21成型为盘管22的成型输出速度。机架行走控制器用以控制机架11的行走机构113的行走速度。同时，滚轮转速控制器、成型机构控制器以及机架行走控制器分别控制滚轮架31的滚轮转速、成型机构13的压型输出速度以及行走机构113的速度相互同步。焊接系统控制器用以控制焊接机构14启动或停止。进一步地，焊接系统控制器还可分别控制滚轮架31、成型机构13及行走机构113的启闭同步于焊接机构14的启闭。或者可以理解为当通过焊接系统控制器关闭焊接机构14后，滚轮转速控制器、成型机构控制器以及机架行走控制器，分别同步控制滚轮架31、压型机构13以及行走机构停机，即滚轮转速、成型速度及机架11行走速度均降为零。或者在该焊接系统控制器开启或关闭焊接机构14后，滚轮架31、成型机构13以及行走机构113也随之同步开启或关闭，但并不以此为限。

由于盘管22为直线送至焊接处，对滚轮架31驱动罐体3的回转速度和成型机构13对盘管22的成型及输出速度的一致性要求较高。为了保证速度匹配效果和盘管22装配后形成的螺距的控制，可对控制系统进行优化设计：将滚轮架31的驱动电机加装编码器，同时将成型机构13的驱动电机加装编码器(编码器可采用抗干扰形式编码器)，另外成型机构13和滚轮架31的驱动电机及控制模块可选用高性能磁束向量控制交流电机驱动器、通讯模块、PLC扩展模块等。通过该方法实现罐体3旋转及成型机构13压型及输出盘管22速度的协调闭环控制。并将盘管22长度反馈给机架行走控制器，由该控制系统调节机架11的行走速度，实现盘管22的间距控制。另外，可在升降平台12上安装控制柜181，并利用该控制柜181连接滚轮转速控制器、成型机构控制器、机架行走控制器以及焊接系统控制器。焊接时，仅需在控制柜181的显示屏上直接输入罐体3的直径、盘管22间距以及滚轮转速等参数。控制系统通过对罐体3周长的计算控制机架11的行走速度，罐体3的旋转速度以及成型机构13输出盘管22的出料速度。罐体3旋转速度、成型机构13的出料速度和钢带21位置信息均通过编码器检测并反馈给控制系统，控制系统自动对罐体3旋转速度及成型机构13输出盘管22的出料速度进行匹配调节，提高了设备的自动化程度，提高了装配焊接的效果。

如图4所示，本发明提出的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备还包括发料机构16。在本实施方式中，发料机构16包括一端部固定于立柱112的连接梁161以及可转动地安装于连接梁161另一端部的转架162，钢带21绕设于转架162形成一钢带卷23。钢带卷23不仅可以节省钢带21的存储空间，保证焊接过程中钢带21输入成型机构13的输送效率。进一步地，发料机构16位于立柱112下端部，且连接梁161固定于与升降平台12相反的立柱112的一侧，对设备整体起到了配重的作用。此外，立柱112下端部开设有供钢带21穿过的通孔。

如图5所示，底座111上设有多个对钢带21进行导向的水平导向装置163以及竖直导向装置164，用以防止钢带21与立柱112通孔的孔壁产生摩擦。具体来说，在本实施方式中该水平导向装置163以及竖直导向装置164可通过导向辊的结构实现。例如，竖直导向装置164可包括设置于底座111上的至少一组(图中为两组)水平导向辊，每组水平导向辊于竖直方向上设置有两个水平的辊筒，以对钢带21在竖直方向上进行导向。同样的，水平导向装置163可包括设置于底座111上的至少一组竖直导向辊，每组竖直导向辊于水平方向上设置有两个竖直的辊筒，以对钢带21在水平方向上进行导向。上述的水平导向装置163及竖直导向装置164均可选用其他结构，例如导向轮等，并不以此为限。

虽已参照几个典型实施例描述了本发明的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备，但应理解，所用的术语是说明和示例性的，而非限制性的。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离其构思或实质，因此，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的构思和范围内广泛地解释，故落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种罐体盘管成型、装配、焊接一体设备，用于将钢带(21)成型为盘管(22)并装配、焊接于罐体(3)上，所述罐体(3)可轴向转动地承载于滚轮架(31)上，其特征在于，所述罐体盘管成型、装配、焊接一体设备包括：

机架(11)，包括底座(111)以及设于所述底座(111)上的立柱(112)，所述底座(111)底部设有行走机构(113)；

升降平台(12)，其一端部可升降地设置于所述立柱(112)的一侧；

成型机构(13)，设于所述升降平台(12)靠近所述立柱(112)的一端部，用以将钢带(21)成型为所述盘管(22)，所述盘管(22)的截面呈弧形；

焊接机构(14)，设于所述升降平台(12)远离所述立柱(112)的一端部；以及控制系统，包括：

滚轮转速控制器，用以控制安装于所述滚轮架(31)上的滚轮的转速；

成型机构控制器，用以控制所述成型机构(13)将所述钢带(21)成型为盘管(22)的成型输出速度，且控制该成型输出速度同步于所述滚轮架(31)的滚轮转速；

机架行走控制器，用以控制所述行走机构(113)的行走速度，且控制该行走速度同步于所述滚轮架(31)的滚轮转速；以及

焊接系统控制器，用以控制所述焊接机构(14)启闭。

2.根据权利要求1所述的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备，其特征在于，所述成型机构(13)具有入料端以及出料端，且所述入料端一侧以及出料端一侧分别设有一导向装置(131)以分别对所述钢带(21)以及成型后的所述盘管(22)进行导向。

3.根据权利要求1所述的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备，其特征在于，其还包括进料角度调整机构(132)，所述进料角度调整机构(132)包括所述设于升降平台(12)的回转支撑轴承以及用以锁止所述回转支撑轴承的锁止机构，所述成型机构(13)设于所述回转支撑轴承，用以调节所述成型机构(13)的角度。

4.根据权利要求1所述的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备，其特征在于，其还包括拉紧机构(133)，所述升降平台(12)上设有轨道，所述成型机构(13)设有与所述轨道滑动配合的滑轮，所述拉紧机构(133)用以驱动所述成型机构(13)沿所述轨道向远离所述焊接机构(14)的方向移动，用以拉紧所述盘管(22)。

5.根据权利要求1所述的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备，其特征在于，所述焊接机构(14)设有跟踪所述盘管(22)焊接位置的焊接跟踪器(141)。

6.根据权利要求1所述的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备，其特征在于，其还包括盘管压紧机构(15)，所述盘管压紧机构(15)包括设于所述升降平台(12)对应于所述焊接机构(14)处的气缸(151)、和设于所述气缸(151)的活塞杆端部的压紧轮(152)，焊接时所述压紧轮(152)压紧所述盘管(22)于所述罐体(3)上。

7.根据权利要求1所述的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备，其特征在于，其还包括发料机构(16)，所述发料机构(16)包括一端部固定于所述立柱(112)的连接梁(161)以及可转动地安装于所述连接梁(161)另一端部的转架(162)，所述钢带(21)绕设于所述转架(162)形成一钢带卷(23)。

8.根据权利要求7所述的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备，其特征在于，所述发料机构(16)位于所述立柱(112)下端部，且所述连接梁(161)固定于所述立柱(112)设有所述升降平台(12)的相反一侧，所述立柱(112)下端部开设有供所述钢带(21)穿过的通孔。

9.根据权利要求8所述的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备，其特征在于，所述底座(111)上设有多个对所述钢带(21)进行导向的水平导向装置(163)以及竖直导向装置(164)。

10.根据权利要求1所述的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备，其特征在于，所述焊接系统控制器分别控制所述滚轮架(31)、成型机构(13)及行走机构(113)的启闭同步于所述焊接机构(14)的启闭。

11.根据权利要求1所述的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备，其特征在于，其还包括设于所述立柱(112)上的升降电梯(17)。

12.根据权利要求1所述的罐体盘管成型、装配、焊接一体设备，其特征在于，其还包括平行于所述罐体(3)中心线的导轨(19)，所述行走机构(113)是能沿所述导轨(19)行走的滑轮。